Особенности разработки технологических процессов для гибких производств

Необходимость в условиях конкуренции быстрой реакции на изменение запросов потребителей привела к тому, что в промышленно развитых странах в машиностроении, в настоящее время, преобладают серийное и мелкосерийное производство, на долю ко­торых приходится 60 - 70 % всей машиностроительной продукции.

Это предопределяет необходимость создания гибких производств, позволяющих осуществлять быструю перенастройку на выпуск серий новых или усовершенствован­ных изделий.

Гибкость производственных систем связана с гибкостью средств производства (оборудование, технологическая оснастка) и гибкостью технологических процессов.

Обеспечить гибкость технологических процессов в определенной мере позволяют типовые, групповые и модульные технологии.

Сущность типовых и групповых технологий описана в главе 8.

В чем же сущность модульных технологий? Модульный технологический процесс аккумулирует в себе преимущества известных технологий, в частности, он как единич­ный процесс учитывает специфику конкретного изделия, как типовой процесс использу­ет принципы типизации на уровне блоков технологического процесса и как групповой процесс решает задачу организации партий из разных деталей, объединенных общно­стью содержащихся в них модулей. Дополнительно модульный технологический про­цесс обладает гибкостью, позволяя в определенных границах изменять маршрут.

Сущность модульной технологии заключается в том, что любое изделие, состоящее из сборочных единиц и деталей, может быть представлено структурированным множе­ством модулей поверхностей (МП) и модулей соединений (МС).

В настоящее время номенклатура модулей поверхностей (МП) ограничена 26 на­именованиями (плоская, цилиндрическая, сферическая и т.д.), а МС - 7 наименованиями (резьбовое, шлицевое, цилиндрическое и т.д.).

Это позволяет разрабатывать типовые модули технологий их изготовления и моду­ли технологических средств их выполнения, из которых компонуются соответственно модульные технологические процессы и технологические системы.

Однако эффективное создание и использование модульной технологии возможно только при модульном принципе создания оборудования.

Наибольшую известность для гибких производственных систем получила система организации производства под названием «канбан» (япон.). В системе «канбан» под производственным процессом понимается непрерывное поточное многопредметное производство, в котором «перемешиваются» разные изделия, на сегодня это изделие одного наименования, но разных модификаций.

Одним из путей обеспечения многономенклатурного автоматизированного произ­водства являются гибкие технологические процессы. Они базируются на том, что осно­вой создания гибких автоматизированных производств является много номенклатурный технологический процесс, по которому будут изготавливаться изделия произвольной номенклатуры в заданных пределах значений их характеристик.

Гибкий технологический процесс создается из ограниченного числа унифициро­ванных технологических элементов, что обеспечивает возможность его простой рацио­нальной перестройки в условиях постоянно меняющейся номенклатуры, серийности и партийности изготавливаемых изделий и конкретной производственной ситуации. Осо­бенностью проектирования гибкого технологического процесса является то, что техно­логия является не просто алгоритмом действий по изготовлению изделий, а методиче­ской основой создания и управления производством.

Для эффективной эксплуатации ГПС время проектирования технологических про­цессов деталей должно быть в пределах 0,3 - 0,5 часа.

Использование САГТРТП в условиях гибкого производства предопределяет закреп­ление за ней новых функций: анализ многовариантности технологических решений из­готовления конкретной детали в зависимости от параметров других деталей, обрабаты­ваемых на участке; формирование возможных перестановок в маршруте обработки для более полной загрузки оборудования; реагирования на различные производственные ситуации.

Требования к гибким технологическим процессам:

- простота переналадки на изготовление изделий различной конфигурации, точно­сти и типоразмера;

- высокая степень взаимозаменяемости различных элементов и стадий технологи­ческого процесса;

- низкая чувствительность к погрешностям предшествующих стадий изготовления изделий;

- возможность автоматизации простыми средствами;

- возможность параллельной обработки заготовок, их поверхностей и сборки изделия;

- минимальное время нахождения изделий в «ожидании».

И как следствие из этого, ТП, реализуемые в ГПС, должны обладать следующими основными свойствами:

1) инвариантностью структуры - свойством, характеризующим неизменность структуры ТП при изготовлении изделий с различными конструктивными признаками и характеристиками изготавливаемых изделий;

2) альтернативностью - свойством, характеризующим возможность реализации ТП по любому из предусмотренных вариантов как по последовательности выполнения ра­бот, так и по степени их концентрации и используемым средствам технологического оснащения;

3) универсальностью — свойством, характеризующим возможность эффективного изготовления изделий достаточно широкой номенклатуры в установленных пределах значений их конструктивных параметров и характеристик;

4) автоматизируем остью - свойством, характеризующим возможность автоматиза­ции основных и вспомогательных средств экономически рациональными способами и возможность программного управления ТП и его составными частями;

5) устойчивостью — свойством, характеризующим стабильность показателей каче­ства изготавливаемых изделий и эффективность при изменении в определенном диапа­зоне внешних условий (при различии в качестве исходного материала, колебаний при­пуска заготовок и т.п.);

6)интегрированностью - свойством, характеризующим степень завершенности ра­бот по изготовлению изделий.