Системы управления гибкими производственными системами

ПРЕДИСЛОВИЕ

Повышение эффективности современного машиностроительного производства обеспечивает автоматизация. Создание и внедрение в производство новых конструкций машин возможно при наличии высо­копроизводительного автоматизированного и автоматического обору­дования. С внедрением в производство автоматизированных техноло­гических процессов все шире применяются станки с числовым про­граммным управлением (ЧПУ), промышленные роботы, гибкие произ­водственные системы. В учебном пособии рассмотрены существующие системы управления ГПС, терминальные системы управления техноло­гическим оборудованием ГПС и, в частности, системы ЧПУ станками и промышленными роботами, а также изложены методы и способы управления ими. Теоретической базой для анализа задач управления является теория функциональных автоматов.

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

Современное промышленное предприятие характеризуется: мно­гообразием структуры; различной природой элементов; многотипностью связей между элементами; динамичностью и вероятностным ха­рактером производственных процессов; многокритериальностью функ­ционирования.

Перечисленные признаки позволяют рассматривать предприятие как сложную систему управления, включающую объект управления в виде материально-производственной системы (управляемой подсисте­мы) и регулятор - информационно-управляющую систему предпри­ятия (управляющую подсистему). Обе системы соединены между собой каналами передачи информации и образуют целостную систему, вы­полняющую определенные функции, связанные с осуществлением про­цесса производства. Основу материально-производственной системы составляют многообразные процессы: механические, физические, хи­мические, комбинированные и другие, направленные на изготовление продукции. Разделение процесса производства на отдельные частные процессы зависит от характера выпускаемой продукции и от исполь­зуемого оборудования.

Центральной подсистемой предприятия является основное произ­водство, так как именно здесь осуществляется производственный про­цесс превращения материалов, сырья, полуфабрикатов в готовое изде­лие. Основными элементами основного производства являются:

-технологическая операции - это любое механическое или фи­зико-химическое воздействие на материалы, или преобразование одних материалов в другие;

-технологический процесс - это связанная совокупность техно­логических операций, осуществляемых на определенном технологиче­ском оборудовании. Результатом технологического процесса является полуфабрикат или готовое изделие;

-производственный процесс - это связанная материальными по­токами совокупность технологических процессов, осуществляемых для производства конечного продукта.

Тип производственного процесса, а значит и всего производства определяется типом технологического процесса, используемого в дан­ном производстве. Различают три типа технологических процессов. Не­прерывные, в которых материальные потоки на входе и выходе непре­рывны во времени. В непрерывных технологических процессах исполь­зуется специализированное технологическое оборудование в виде агре­гатов или установок, предназначенных для выпуска однотипной про­дукции. Дискретные - это технологические процессы, в которых мате­риальные потоки изменяются во времени дискретно. Дискретные тех­нологические процессы связаны с изготовлением отдельных изделий или партий изделий и осуществляются, как правило, на универсальном

технологическом оборудовании, предназначенном для выпуска неодно­родной продукции- Дискретно-непрерывные - это технологические процессы, сочетающие свойства дискретного и непрерывного техноло­гических процессов. Поступление продуктов на вход установки и их выгрузка производятся отдельными партиями, как в дискретном техно­логическом процессе.

Машиностроение относится к производствам, где в основном осуществляются дискретные технологические процессы. Основными задачами управления дискретным производством являются следующие. Первая задача: обеспечение ритмичности производства и свя­занного с ним роста эффективности производства в целом. Это обу­словливается тем, что дискретное производство характеризуется боль­шой стабильностью технологических режимов обработки, а материаль­ные потоки вследствие их неоднородности и дискретности имеют сложную структуру. Управление дискретным производством носит.ярко выраженный организационно-технологический характер. Поэтому в дискретном производстве большое значение имеет управление матери­альными потоками, а управление технологическими процессами играет второстепенную роль.

Вторая задача, которая тесно связана с первой, - это решение проблем синхронизации. Для решения данной задачи необходимо, чтобы оборудование заготовительных участков работало в согласован­ном темпе со сборочными операциями. Этим обусловлены переналадки производственных звеньев с выпуска одних типов изделий на другие, изготовление деталей партиями, обеспечивающими комплектность на сборке, создание необходимых производственных заделов. Частота пе­реналадок, размеры партий хранения, транспортирования и обработки, объемы заделов на переходах, обусловленные синхронизацией загото­вительных и сборочных операций в условиях изменяющейся производ­ственной обстановки, определяются в результате решения задач опера­тивного управления.

Третья задача- это задача планирования. Планирование в усло­виях дискретного производства связано с определением порядка и дли­тельности выполнения операций обработки в рамках каждой приме­няемой технологии, с расчетом загрузок оборудования, настройкой и согласованием обеспечивающих ресурсов, образованием запасов, рас­пределением ресурсов.

Задачи управления дискретным производством образуют иерархи­ческую систему, на нижнем уровне которой находятся задачи оптими­зации управления технологическими режимами производственных звеньев, а следующие уровни образуют задачи оперативного управле­ния и планирования производства.

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ГИБКИМИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ СИСТЕМАМИ