Реферат: Технология и автоматизация производства РЭА

стандартные программы при решении функциональных задач,  выполнять ди-

агностирование элементов ЭВМ. В современной терминологии общесистемное

МО принято называть операционной системой (ОС).  Компонентами ОС явля-

ются  четыре  комплекса  программ:  управление ресурсами;  программные

средства общения оператора и ЭВМ; диагностические программы; стандарт-

ные программы.

     Управление ресурсами.  ЭВМ располагает ресурсами  четырех  видов:

временем  центрального  процессора,  памятью,  внешними устройствами и

программным обеспечением. Время центрального процессора распределяется

между функциональными программами путем переключения с одной программы

на другую,  которое выполняется либо по заранее составленному расписа-

нию,  либо без него. Расписание строится на основании требований к уп-

равлению технологическим процессом и представляет собой порядок и вре-

мя  выполнения  функциональных  программ.  Переключение без расписания

происходит под действием сигналов прерывания,  источниками которых мо-

гут  быть технологический процесс и оператор.  Получив сигнал прерыва-

ния,  ОС останавливает выполнение текущей программы, но таким образом,

чтобы  в  дальнейшем можно было вернуться к ее выполнению в том месте,

где она была прервана. Заметим, что расписание регламентирует лишь вы-

полнение функциональных программ,  причем оно может требовать одновре-

менного выполнения нескольких  программ,  что  можно  осуществить  при

мультипрограммировании и режиме разделения времени.

     Средства общения оператора и ЭВМ  (интерфейс  пользователя).  Для

общения оператора и ЭВМ разрабатывается специальный язык, состоящий из

ограниченного набора команд,  представляющих собой слова естественного

языка.  Команды вводятся через клавиатуру дисплея. Функциями программ-

ных средств общения являются перевод языка оператора на машинный язык,

интерпретация команды, а затем совместно с другими программами ОС пла-

нирование и реализация действий, требуемых данной командой.

     Диагностические программы.  Главная  цель диагностики - повышение

эксплуатационной надежности АСУТП за счет  быстрого  обнаружения  нор-

мального функционирования ЭВМ и отыскания отказавшего элемента.

     Стандартные программы.  Хотя каждая АСУТП имеет ряд специфических

черт и поэтому носит индивидуальный характер,  во многих из них требу-

ется проведение стандартных технических расчетов и операций над данны-

ми.  Поэтому  в составе ОС существует библиотека стандартных программ,

не предназначенных непосредственно для выполнения операций управления.

Она  используется программистами при создании функциональных и служеб-

ных программ АСУТП.

         1.10.4. Понятие автоматизированного технологического

                           комплекса (АТК)

     АТК предназначен для выпуска продукции в автоматизированном режи-

ме.  Основное его отличие от АСУТП состоит в том, что в АТК технологи-

ческое  оборудование и технические средства системы управления состав-

ляют единое целое,  они совместно разрабатываются  и  эксплуатируются,

                                - 36 -

друг без друга они работать не могут. Такой подход позволяет упростить

систему за счет лучшего взаимодействия ее частей и  повысить  качество

ее  работы.  В настоящее время АТК широко применяются в промышленности

при выпуске продукции, технология производства которой включает в себя

сложные физико-химические превращения или опасна для производственного

персонала.

        1.10.5. Понятие автоматизированной системы управления

                         предприятием (АСУП)

     АСУП предназначена для управления всей деятельностью  предприятия

в  автоматизированном  режиме.  Она включает в себя системы управления

технологическими  процессами,  запасами  сырьевых  материалов,  топли-

во-энергетических ресурсов, комплектующих изделий, полуфабрикатов, го-

товой продукции,  экономической деятельностью предприятия, автоматизи-

рованной подготовки документации предприятия и отчетных документов, то

есть АСУП включает в себя ряд  систем  автоматизации,  объединенных  в

единую сеть потоками информации. Такой подход позволяет сократить зат-

раты труда на передачу информации  (отчетов,  распоряжений,  планов  и

т.д.) между подразделениями предприятия,  сократить время их подготов-

ки, избежать многих ошибок, ввести в активный режим работы систему уп-

равления качеством на предприятии.

     В настоящее время АСУП получают широкое распространение на предп-

риятиях одновременно с внедрением локальных сетей на базе персональных

компьютеров.  Особенно широко этот подход к автоматизации используется

на предприятиях с большой номенклатурой выпускаемой продукции, большим

количеством связей с другими предприятиями.

        1.10.6. Понятие гибких автоматизированных производств

      (ГАП) и интегрированных производственных комплексов (ИПК)

     Гибкие автоматизированные производства -  это  качественно  более

совершенный этап в комплексной автоматизации производства. Это система

автоматизации, охватывающая все производство от проектирования изделий

и технологий до изготовления продукции и доставки ее потребителю.  Эта

тенденция ведет к  созданию  высокоавтоматизированных  цехов  и  заво-

дов-автоматов, где средства вычислительной техники применяются во всех

звеньях производства. Станкостроители начали выпускать промышленно се-

рийные  гибкие автоматизированные производства (ГАП) на базе обрабаты-

вающих центров и гибкопереналаживаемых автоматических линий.

     Автономное развитие АСУ (обработка информации), САПР, АСУТП, сис-

тем управления гибким автоматизированным производством  (СУГАП),  про-

мышленные  роботы не дают желаемого эффекта в повышении производитель-

ности.  Так,  например,  САПР, АСТПП, АСУП повышают производительность

труда примерно вдвое,  СУГАП примерно впятеро, а интегрированный комп-

лекс - в десятки раз.  Поэтому был взят курс на интеграцию, особенно в

области ГАП.

     Основой завода с  полностью  автоматизированным  производственным

циклом является интегрированный производственный комплекс (ИПК), вклю-

чающий системы автоматизации предпроектных научных  исследований  (АС-

НИ), проектирование конструкции изделий (САПРК) и технологических про-

цессов (САПРТП),  проектирование технологической подготовки производс-

тва (АСТПП), гибкое автоматизированные производство (ГАП), систему ав-

томатизированного контроля (АСКИ). Назначением ИПК является проведение

всех работ цикла от исследования до производства на основе использова-

ния общей информационной базы и безбумажной технологии передачи инфор-

мации  по  составляющим этого цикла с помощью локальных вычислительных

сетей.

                                - 37 -

     Особенно эффективно  применение ИПК и ГАП в условиях единичного и

мелкосерийного производства в условиях частой сменяемости номенклатуры

продукции  и сокращения времени ее выпуска.  Комплексная автоматизация

производства на базе ИПК и ГАП позволяет:

     - в 7-10 раз повысить производительность труда;

     - сократить длительность производственного цикла;

     - повысить  технический уровень и качество выпускаемой продукции;

     - снизить материало- и энергоемкость продукции;

     - увеличить  коэффициент  сменности  оборудования;

     - высвободить значительную часть работающих  на  производстве;

     - сократить производственные площади.

     Кроме того, число различных классов технических систем удваивает-

ся в среднем каждые 10 лет,  объем научно-технической информации,  ис-

пользуемой в конструкторских разработках,  удваивается каждые  8  лет,

время  создания новых изделий уменьшается в два раза каждые 25 лет при

одновременном сокращении срока их морального старения.  Это обуславли-

вает  пропорциональный  рост объемов проектирования (примерно в 10 раз

каждые 10 лет), а при сохранении ручной технологии конструирования не-

обходимо иметь такие же темпы роста числа специалистов.  Однако,  пос-

кольку на самом деле их число может возрастать в 3 раза каждые 10 лет,

кроме того, возрастает сложность проектируемых систем и количество ва-

риантов,  которыми они могут быть реализованы,  использование вычисли-

тельной техники при проектировании новых изделий является необходимым.

     В соответствии с ГОСТ 26229 гибкая производственная система (ГПС)

(гибкое автоматизированное производство - ГАП) - совокупность в разных

сочетаниях оборудования с ЧПУ,  роботизированных технологических комп-

лексов,  гибких производственных модулей,  отдельных единиц технологи-

ческого оборудования и систем обеспечения их функционирования в  авто-

матическом  режиме  в течение заданного интервала времени,  обладающая

свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий про-

извольной  номенклатуры  в установленных пределах значений их характе-

ристик.

     Связь элементов  ИПК  для различных уровней ГПС (ГАП) приведена в

таблице 2.

     Периоды развития ГАП:

     1 период  - 60-70 годы - разработка и проверка базисных принципов

создания;

     2 период  -  80 годы - разработка и создание элементной техники и

технологии;

     3 период - 90 годы - разработка и создание системы комплексов ГП.

     Ниже приведена таблица 3 распределения времени загрузки  оборудо-

вания в зависимости от типов производств.

     Из приведенной диаграммы видно, что узким местом являются вспомо-

гательные операции (вспомогательное время) и время переналадок (неисп-

равности, особенно 2 и 3 смен).

     Наибольшее распространение получили ГАП в механообработке.  Здесь

сформировались типичные структуры - модули,  объединяемые в линии  или

участки с помощью транспортно-складских систем.  Состав модуля включа-

ет:

     - обрабатывающий центр;

     - накопитель палет или кассет и средства ЧПУ.

     Сравнительные данные по использованию ГАП в различных  технологи-

ях:

     - металлообработка резанием -  50 %;

     - металлообработка формовкой - 21 %;

     - сварка -                     12 %;

     - сборка -                      5 %;

     - остальные технологии -       12 %.

                                - 38 -

                                                       Таблица 2

┌──────────────────┬─────────────────────────────────────────────────┐

│Элементы ИПК      │Структурные уровни в соответствии с ГОСТ 26228-85│

│                  ├─────────────┬───────────────┬───────────────────┤

│                  │ГПМ (модуль) │ГАЛ (линия)    │ ГАЦ (цех)         │

│                  │             │ГАУ (участок)  │                   │

├──────────────────┼─────────────┼───────────────┼───────────────────┤

│АСНИ              │             │               │          Х        │

│АСУП              │             │        Х      │          Х        │

│САПР              │             │        Х      │          Х        │

│АСТПП             │             │        Х      │          Х        │

│АТСС (автоматизиро│             │               │                   │

│ванная транспортно│             │               │                   │

│складская система)│      Х      │        Х      │          Х        │

│АСИО (инструмен-  │             │               │                   │

│тального обеспече-│             │               │                   │

│ния)              │      Х      │        Х      │          Х        │

│СЦК               │      Х      │        Х      │          Х        │

│Вычислительная тех│             │               │                   │

│ника              │      Х      │        Х      │          Х        │

│Роботы (ПР)       │      Х      │        Х      │          Х        │

│Станки с ЧПУ      │      Х      │        Х      │          Х        │

│Автоматические ро-│             │               │                   │

│боты и линии      │      Х      │        Х      │          Х        │

│Средства автомати-│             │               │                   │

│зации и приборы   │      Х      │        Х      │          Х        │

└──────────────────┴─────────────┴───────────────┴───────────────────┘

──────────────────────────────────────────────────────────────────────

                  ┌───────────────────────────────┐

                  │Общие направления автоматизации│

                  └───────┬────────────────┬──────┘

                          │                │

┌─────────────────────────┴────────┐ ┌─────┴─────────────────────────┐

│Автоматизация обработки информации│ │Автоматизация технологии произ-│

│                                  │ │водства                        │

└──┬────────┬──────────┬────────┬──┘ └─┬─────────────┬────────────┬──┘

   │        │          │        │      │             │            │

┌──┴─┐    ┌─┴──┐    ┌──┴──┐   ┌─┴──┐ ┌─┴─┐        ┌──┴──┐        ┌┴─┐

│АСУП│    │САПР│    │АСТПП│   │АСНИ│ │ЧПУ│        │АСУТП│        │ПР│

└────┘    └────┘    └─────┘   └────┘ └───┘        └─────┘        └──┘

     Рис. 3. Направления автоматизации производства

──────────────────────────────────────────────────────────────────────

                                                            Таблица 3

┌──────────────────────────────────┬─────────────────────────────────┐

│тип производства  /время загрузки │     Размеры партий Р            │

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22