Теоретические аспекты автоматизации управления производством

Оглавление

 

Приложение А……………………………………………………………………34

 

Введение

В ХХ в., особенно со второй его половины, произошло появление ряда новых технологий: биотехнология органического синтеза искусственных веществ с заданными свойствами, технология искусственных конструкционных материалов, мембранная технология искусственных кристаллов и сверхчистого вещества, лазерная, ядерная, космическая технологии и, наконец, информационная технология.

Информационная технология обладает интегрирующим свойством по отношению как к научному знанию в целом, так и ко всем остальным технологиям.

Особая роль отводится всему комплексу информационной технологии и техники в структурной перестройке экономики в сторону наукоемкости. Объясняется это двумя причинами. Во-первых, все входящие в этот комплекс отрасли сами по себе наукоемки (фактор научно-теоретического знания приобретает все более решающее значение). Во-вторых, информационная технология является своего рода преобразователем всех других отраслей хозяйства, как производственных, так и непроизводственных, основным средством их автоматизации, качественного изменения продукции и, как следствие, перевода частично или полностью в категорию наукоемких.

Связан с этим и трудосберегающий характер информационной технологии, реализующийся, в частности, в управлении многих видов работ и технологических операций. Информационная технология сама создает средства для своей эволюции. Формирование саморазвивающейся системы – важнейший итог, достигнутый в сфере информационной технологии.

Именно поэтому тема контрольной работы является актуальной.

Целью контрольной работы является изучение автоматизации управления производством, а также практическая реализация навыков построения баз данных в среде MS Access.

Для выполнения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Рассмотреть автоматизированные производства и гибкие производственные системы;
2. Изучить систему автоматизированного проектирования и автоматизированную систему управления производством;
3. Разработать базу данных «Электронная библиотека»;
4. Создать базу данных «Предприятие».

При написании работы будет использоваться пакет офисных программ Microsoft Office, в частности Microsoft Word и Microsoft Access версии 2010 года.  

 

1 Теоретические аспекты автоматизации  управления производством

1.1 Автоматизированные  производства. Гибкие производственные  системы

 

Автоматизация производств как средство эффективного роста производительности труда и улучшения качества продукции зависит от уровня развития науки, техники и от используемых средств производства.

Комплексная автоматизация крупносерийного и массового производства с жесткой автоматизацией производственных процессов и использование узкоспециализированного автоматического оборудования и автоматических линий оправдали себя тем, что предусматривают выпуск очень большого объема одинаковой или мало отличающейся по техническим параметрам продукции. Однако, специфика и тенденция развития современных производств в различных отраслях таковы, что достижения современной науки и новейших технологий требуют частой смены и выпуска различной продукции малыми сериями  при одновременном обеспечении высокой производительности и качества продукции в автоматическом режиме.

Эти требования привели к необходимости создания и внедрения качественно новых автоматизированных производств, обеспечивающих возможность их гибкой переналадки на производство различных видов продукции в пределах их технических возможностей и при одновременной  полной автоматизации процессов.

В 70-80гг. прошлого столетия был осуществлен поиск новых путей увеличения уровня автоматизации и производительности станков с числовым программным управлением (ЧПУ) путем их объединения в автоматизированные производственные комплексы. В основу этих комплексов закладывалась возможность гибкой переналадки технологий обработки с обеспечением возможности групповой обработки различных видов деталей. Однако при этом выпуск различных деталей какой-либо номенклатуры был связан с необходимостью участия человека в этом процессе. Поэтому встал вопрос о реализации «безлюдных технологий». Понятие «безлюдная» не означает, что человек не участвует в производстве, а предусматривает возможность длительного функционирования технического оборудования (ТО) в производственном комплексе в автоматическом режиме. Для реализации «безлюдной» гибкой технологии необходимо было автоматизировать все процессы переналадки оборудования, в том числе «загрузка-разгрузка» заготовок, удаление отходов, управление всем производственным процессом.

«Безлюдные» гибкие автоматизированные производства имеют различные уровни автоматизации в виде гибких производственных модулей (ГПМ), гибких автоматических линий (ГАЛ), гибких автоматизированных цехов (ГАЦ), гибких автоматизированных систем производств (ГАП/ГАПС). Следует иметь в виду, что каждый из выше указанных уровней или классов гибких производств объединяются общим понятием гибкая производственная система (ГПС).

Под гибкой производственной системой понимается совокупность (или отдельная единица) технологического оборудования и системы обеспечения его функционирования в автоматическом режиме, обладающая свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик.

Процесс развития автоматизации на промышленных предприятиях происходит в несколько этапов. На первом этапе проводилась автоматизация отдельных операций или их групп с полным или частичным освобождением рабочего от выполнения трудоемких, вредных, монотонных операций. В этих условиях создавались полуавтоматы и автоматы.

Второй этап развития автоматизации характеризуется появлением автоматической линии, т. е. автоматической системы машин, расположенных по ходу технологического процесса и осуществляющих без непосредственного участия человека в определенной последовательности и с заданным ритмом технологические операции по изготовлению продукции. Человеком выполняются функции наладки и управления.

Комплексной автоматизации мелкосерийного и серийного производства в условиях ГАП должно предшествовать выполнение следующих требований:

• резкое повышение уровня технологического проектирования (на основе САПР);
• создание программируемой технологии основных и вспомогательных процессов и процессов управления информацией;
• совершенствование инженерных разработок во взаимосвязи с решением широкого круга вопросов по стандартизации в целях достижения встраиваемости, сопряженности и надежности функционирования всех компонентов (модулей) ГАП;
• пересмотр состава, структуры, категории сложности и оценки труда с учетом того, что труд инженерно-технических работников в условиях ГАП становится неотъемлемой и определяющей частью основного производственного процесса;
• обеспечение сопряженности и тиражируемости программ управления, быстрой переналадки и перепрограммирования компонентов ГАП.

Из основных и вспомогательных гибких производственных модулей комплектуются гибкие производственные комплексы, перенастраиваемые линии, участки, пролеты, цеха и заводы. ГАП первого поколения были созданы на базе многооперационных станков типа «обрабатывающий центр». За основу построения этих ГАП был принят блочно-модульный принцип, характерный для средств вычислительной техники. Первичная единица комплексирования при создании ГАП — гибкий производственный модуль (ГПМ), представляет собой, например, совокупность токарных станков с ЧПУ, специализированных роботов — автооператоров и накопителей заготовок.

На уровне участка, поточной линии, пролета ГАП может состоять из ГПМ, построенных на базе основного технологического оборудования и автоматизированной системы управления технологическими процессами и оборудованием; из модулей подготовки производства, обеспечения материалами, заготовками, деталями, инструментами; из модулей обслуживания и обеспечения работы оборудования, удаления отходов производства.

На уровне цеха ГАП включает автоматизированные участки, пролеты и линии основного производства, автоматизированную систему управления и обеспечения, автоматизированные участки технологической подготовки производства, автоматизированные участки комплектования, транспортирования, складирования, технического обеспечения и удаления отходов производства.

На уровне завода ГАП состоит из автоматизированных цехов основного и вспомогательного производства, системы автоматизированного проектирования и интегрированной автоматизированной системы планирования, управления и обеспечения производства; интегрированной системы автоматизации технологических процессов, включая все стадии производства; автоматизированной системы технического обслуживания и ремонта оборудования; транспортной и складской системы.

Выделяют следующие направления в реализации автоматизации на производстве:

• Оснащение станков магазинами инструментов;

Оснащение станков с ЧПУ магазинами инструментов, предусматривает использование в них устройств автоматической смены  и обеспечивает  обработку заготовок за одно или малое число установок, чем существенно сокращает время обработки. Рациональным считается магазин на 50-60 инструментов.

• Оснащение станков сменными спутниками;

Оснащение станков сменными спутниками потребовало введения в них устройств автоматической подачи заготовки со спутником на стол станка. При этом достигается совмещение вспомогательного времени съема обработанной детали со временем установки и обработки новой заготовки и тем самым повышается производительность обработки. Спутник представляет собой унифицированную конструкцию в виде плиты и обеспечивает точную установку, фиксацию и закрепление на столе станка этой плиты вместе с заготовкой.

• Создание многошпиндельных станков с ЧПУ;

Многошпиндельные станки обеспечивают одновременную обработку нескольких одинаковых заготовок или одновременную обработку одной заготовки несколькими инструментами, что повышает производительность процесса.

• Переход к управлению на базе МП-систем (ЧПУ 4ого поколения);

Переход к управлению микропроцессорными системами  с ЧПУ существенно расширил технические и технологические возможности оборудования за счет снижения аппаратных средств управления, повышения их надежности, упрощения их обслуживания, диагностику неисправностей, редактирования программ на рабочем месте (в цеху) и возможность выхода на ЭВМ верхнего уровня.

• Объединение станков с ЧПУ в группы, управляемые от одной гибко-перепрограммируемой ЭВМ;

Объединение станков с ЧПУ в группы управляемые от одной ЭВМ  дало возможность оперативно устанавливать очередность работы станков, рационально распределять временной ресурс, оперативно редактировать программы, использовать внешнюю память и обеспечивать взаимодействие по задачам управления и возможность выхода на ЭВМ внешнего (верхнего) уровня.

Объединение станков с ЧПУ в автоматизированном производственном комплексе, с автоматизацией в них транспортных, складских и других процессов и управление от единой центральной ЭВМ.

Объединение станков в автоматизированные комплексы потребовало применения множества автоматизированных систем, что позволило решать задачи упорядочивания доставки заготовок, инструмента, оснастки в условиях изменяющихся задач и циклов производственного процесса Современные производственные системы, обеспечивающие гибкость при автоматизированном производстве, включают:

• системы автоматизированного проектирования;
• автоматизированные системы управления производством;
• промышленные роботы;
• автоматизированные складские системы;
• интегрированную автоматизированную систему управления производством (включает в себя: автоматизированные транспортные системы (АТС), автоматизированные накопительные систем (АНС), автоматизированные системы контроля (АСК) и др.).

Далее рассмотрим более подробно применение автоматизации в разных функциях производства.

 

 

1.2 Система автоматизированного  проектирования. Автоматизированная  система управления производством

 

Система автоматизированного проектирования - САПР используется проектировщиками при разработке новых изделий и технико-экономической документации. Она позволяет значительно сократить время на разработку и изготовление чертежей проекта, которые раньше выполнялись вручную, и создает возможность разработки различных вариантов проектов для последующего выбора оптимального варианта. Компьютерная система дает возможность хранить документацию в памяти компьютера и по мере необходимости получать ее для внесения в проект изменений; переносить чертежи на бумажный носитель; вести проверку ошибок.

Системы автоматизированного проектирования (САПР) начали внедряться в конце 50-х гг. для технических расчетов, в 60-х гг. - для проектно-конструкторских работ (ЭВМ использовалась в режиме пакетной обработки данных). Так, например, разработанные САПР технологических процессов (САПР ТП) позволяют проектировать на ЭВМ технологические процессы горячей штамповки и штампы, выдавая всю необходимую технологическую информацию. Человек участвует только в кодировании исходных данных.