ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ФАКТОР

Технология автоматизированных производств

Автоматизированные производственные системы, часто опре­деляемые как «системы, обеспечивающие эффективное исполь­зование ЭВМ для административного управления, контроля и Эксплуатации производственного оборудования», стали в по-

Sharit J., Department of Industrial Engineering State University of New York at Buffalo, Buffalo, New York; Chang T.-Ch., Salvendy G„ School Of Industrial Engineering, Purdue University, West Lafayette, Indiana.

Следние годы наиболее значимой технологией в производствен­ных отраслях промышленности. Хотя они имеются пока еще не в каждом цехе, возрастающее количество производственного оборудования адаптируется под эту новую технологию, а сами АПС рассматриваются в производственных отраслях промыш­ленности как фактор, необходимый для выживания в услови­ях грандиозной конкуренции, ожидающейся в XXI в.

Базовым элементом АПС являются станки с числовым про­граммным управлением. К моменту написания настоящей кни­ги только в США находилось в эксплуатации около 100 000 та­ких станков. Другим важным достижением в АПС явились гибкие производственные системы, число которых в мире пос­ле ввода в эксплуатацию первой системы в 1971 г. увеличилось от одной до более чем 200 в 1984 г. В 1981 г. в США насчиты­валось примерно 25 ГПС; с тех пор было создано еще множе­ство ГПС [25].

В автоматизированных производственных системах ЭВМ используются в производственном процессе прямым и косвен­ным образом. Прямое использование включает ЧПУ, в том числе машинное ЧПУ, прямое цифровое управление, управле­ние роботами, автоматическое управление транспортными ме­ханизмами и конвейерными линиями, управление технологиче­скими процессами и текущий контроль за работой систем. Косвенное использование предполагает составление программ для систем ЧПУ, объемное и календарное планирование про­цессов, управление запасами, управление производством и управление предприятием.

В обычной производственной системе станки работают поі управлением человека-оператора. Детали, инструменты, осна­стка и т. п. передаются между станками человеком, возможно, с использованием механизмов с ручным приводом — тележак или подъемников. Первый шаг автоматизации подразумевает использование оборудования с механическими устройства/ли управления, например кулачковыми, таймерными или счетны­ми устройствами. Поскольку в этом случае последовательность выполнения операций задают механические устройства с же­сткой логикой, при подобном подходе говорят о так назьшае - мой жесткой автоматизации. Несмотря на то что в данном слу­чае оборудование оказывается относительно негибким, жест­кая автоматизация показала себя весьма экономичной, особен­но в случаях, когда несколько станков различных типов объ­единены в систему, известную под названием транспортной линии.

Для достижения гибкости при автоматизации производства программируемые управляющие устройства следует интегри­ровать. В станках с ЧПУ, роботах, автоматически управляемых
механизмах и др. используются контроллеры на базе ЭВМ для облегчения возможности изменения последовательности выпол­няемых операций. Производственный модуль может быть пред­ставлен как группа станков, способных изготавливать одно или несколько семейств деталей. (Семейство определяют как сово­купность деталей, обладающих сходными производственными характеристиками.) Традиционная производственная система требует участия человека-оператора, однако при использовании АПС модуль может работать без участия людей. На рис. 8.1 представлен небольшой производственный модуль для обработ­ки деталей типа тел вращения, включающий два токарных

Станка и обслуживающий их робот. Расширенный, управляемый ЭВМ производственный модуль, называемый обычно гибкой производственной системой, может использоваться для изготов­ления до нескольких сотен наименований различных деталей.

АПС позволяют сократить или полностью исключить ис­пользование труда человека, хотя это и не является единствен­ной целью их применения. Увеличение производительности и повышение качества продукции, сокращение производственного цикла, исключение рутинной и опасной работы — все это пре­имущества использования АПС.

Проектирование и производство продукции — тесно связан­ные виды деятельности, поскольку все производимые изделия предварительно проходят этап проектирования. Полная авто­матизация производства может быть достигнута только в ре-

Зультате интегрирования процессов проектирования и производ­ства на основе САПР и АПС. Рис. 8.2 иллюстрирует концепцию компьютеризованного интегрированного производства (КИП). Вокруг ядра КИП группируются четыре основных вида деятель­ности: инженерное проектирование, автоматизация производ­ства, планирование производства и управление производством. Подзадачи каждого из перечисленных видов деятельности оп­ределены. В настоящей главе обсуждаются только функции АПС, САПР рассмотрены в гл. 7.