 |  |
|
INGINERIA SISTEMELOR TEHNICO ECONOMICE
Sisteme flexibile de productie.
Sistemul Flexibil de fabricatie reprezinta un grup de masini unelte cu comanda numerica (M.U.C.N.) legate intre ele printr-un sistem automat de transport si manipulare a pieselor si sculelor, comandat de calculator, care realizeaza prelucrarea automata in serii mici si mijlocii a oricarei piese apartinand unei familii de piese cu asemanari morfologice si sau tehnologice, in limitele unei capacitati si ale unui algoritm de fabricatie prestabilite.
Prin intermediul acestui proiect prezint urmatoarele capitole:
Sistemul flexibil de fabricatie ( S.F.F)
Sistemul de tehnic (de prelucrare) al S.F.F
Subsistemul de depozitare si transport in cadrul S.F.F
Metoda tehnologie de grup pt. Marimea profiturilor loturilor de fabricatie
Clasificarea S.F.F.
Sisteme de fabricatie integrate total (CIM). Strategii CIM si post-CIM
Sistemele flexibile de
fabricatie sunt reprezentate de o mare necesitate a tuturor
producatorilor pentru a garanta calitatea produsului fabricat.
Aceasta calitate este
obtinuta prin utilizarea unor masini-unelte automatizate, care
impune un cost mare de investitie, calculandu-se potentialul de
profit cu cheltuielile de fabricatie.
Aceste SFF-uri au in
componenta un sistem automat de transport, manipulare si
depozitare a semifabricatelor, pieselor finite si a sculelor, care au
sisteme automate de control, masurare si testare, capabile sa
prelucreze piese diferite.
Aceste SFF-uri asigura calitatea
produsului, eroarea de calcul uman care duce la rebutul produsului.
Sistemele flexibile de
fabricatie au urmatoarele caracteristici:flexibilitatea de a
se adapta rapid la schimbarile aduse pieselor; capacitatea de a accepta
si in alta ordine piesele de fabricat; capacitatea de a prelucra mai
multe piese simultan; utilizarea in productia de unicate, serii mici
si mijlocii; posibilitatea de integrare etapizata; autonomie de
functionare pentru trei schimburi fara interventie
umana; utilizeaza masini-unelte cu comanda numerica,
roboti industriali, sisteme automatizate de transport, calculatoare
electronice de proces si realizeaza incarcarea masinilor.
Introducerea acestor sisteme flexibile
de fabricatie are ca rezultat productia mai rapida si mai
complexa a pieselor, precum si autonomia de lucru mai mare
fara pauze de productie.
S.F.F. reprezinta un grup de masini unelte cu comanda numerica (M.U.C.N.)
legate intre ele printr-un sistem automat de transport si manipulare a pieselor si sculelor,
comandat de calculator, care realizeaza prelucrarea automata in serii mici si mijlocii a
oricarei piese apartinand unei familii de piese cu asemanari morfologice si/sau
tehnologice, in limitele unei capacitati si ale unui algoritm de fabricatie prestabilite.
Structura generala a unui S.F.F., sub forma schemei bloc (fig. 1.4) permite
evidentierea functiilor generale ale sistemului:
functia de prelucrare automata a pieselor;
functia de depozitare, transport si manipulare automata;
functia de comanda automata a tuturor componentelor sistemului si de
supraveghere, control si diagnostic automate
Se realizeaza in cadrul subsistemului tehnologic al S.F.F., avand in componenŃa posturile de lucru PL (fig. 4) si mijloacele de
manipulare a pieselor si sculelor. Realizarea acestei funcŃii presupune alimentarea
automata cu piese si scule a masinii, schimbarea automata a poziŃiei piesei in
dispozitivul de centrare/fixare, prelucrarea propriu-zisa in comanda numerica si,
eventual, optimizarea procesului de aschiere pe masina unealta. Pot fi incluse aici si
posturile de spalare automata si masinile automate de masurat. Posturile de lucru PL pot
fi si posturi pentru montarea automata.
Se refera la fluxul automat al materialelor in S.F.F. si include mai multe functii partiale:
inmagazinarea automata a pieselor, sculelor, dispozitivelor si materialelor
auxiliare;
cautarea si livrarea in sistem a piesei, sculei, disp. etc. in mod automat;
transportul automat al pieselor, sculelor, dispozitivelor si materialelor auxiliare
intre depozite si masini;
manipulare pieselor, sculelor si disp. in depozite;
colectarea si evacuarea aschiilor si lichidelor de racire-ungere utilizate din
sistem.
Conditia principala in functionarea subsistemului de depozitare si transport este
ca transferul materialelor sa se efectueze totdeauna la locul si momentul potrivit
Functia de comanda, supraveghere, contro si diagnostic dintr-un S.F.F. este
realizata de subsistemul informational prin fluxul informational care se transmite in 2
sensuri: sensul direct, al informatiilor de comanda si sensul invers, al informatiilor de
supraveghere, control si diagnostic.
Functia de comanda automata se realizeaza cu ajutorul unuia sau mai multor
calculatoare ce lucreaza in timp real si al unitatilor locale de comanda (echipamente
CNC la MU, automate programabile la sistemele de manipulare si transport,
microcalculatoare pt. comanda depozitelor automate etc.). Programele de calculator,
furnizeaza intregului sistem informatiile tehnice si organizatorice necesare pt comanda
procesului de prelucrare pe MU si pt. comanda operativa a productiei (comanda
depozitelor de pese si scule, comanda sistemelor de transport, tipul pieselor in lucru, marimea si succesiunea seriilor de prelucrare, incarcarea MU etc.).
Functia de comanda, supraveghere, control si diagnosticare realizeaza monitorizarea S.F.F. si poate include mai multe functii:
supravegherea starii sculelor;
supravegherea procesului de prelucrare pe MU;
supravegherea functionarii masinilor si celorlalte componente fizice si
diagnosticarea diverselor defectiuni;
supravegherea desfasurarii fabricatiei;
controlul automat al pieselor prelucrate etc. . .
Informatiile pentru realizarea acestor sub functii sunt obtinute din sistem cu
ajutorul unor traductoare, senzori, aparate de masura etc. si se transmit, in sens invers,
catre calculatorul de proces.
Caracteristicile principale ale unui S.F.F. constau in urmatoarele:
se poate realiza prelucrarea succesiva sau in paralel a diverse piese, mai mult sau mai putin asemanatoare ca forma si proces tehnologic, marimea seriilor de fabricaŃie putand diferi foarte mult;
se realizeaza legatura exterioara intre masinile unelte ale sistemului, prin care
semifabricatul poate trece de la o masina la alte pe diverse cai. Timpul de prelucrare pe diferite masini nu depinde de tactul de lucru al S.F.F. Diferenta dintre timpii de prelucrare pe masini si tactul sistemului se compenseaza prin amplasarea depozitelor descentralizate de piese;
prelucrarea se realizeaza cu aceleasi MU, fara reglaje suplimentare la trecerea de la prelucrarea unei piese la alta sau cu efectuarea unor reglaje ale dispozitivelor componente sau parametrilor de lucru;
permit trecerea la productia neasistata de operatori datorita sistemelor automate de transport si alimentare automata si datorita existentei depozitelor centrale ce asigura rezerva de piese si scule pe durata a cel putin unui schimb;
permit realizarea coordonarii prelucrarii informatiilor de ordin tehnic si a celor organizatorice, in cadrul unor programe de productie prestabilite, care insa pot fi corectate automat in functie de starea reala de functionare a sistemului la un moment dat.
Subsistemul tehnologic constituie subsistemul principal al S.F.F. prin aschiere, indeplinind functia generala de prelucrare automata a pieselor. Acest subsistem indeplineste functia de modificare a proprietatilor obiectului muncii prin combinarea fluxului de materiale si de informatii prin intermediul fluxului de energie.
Subsistemul tehnologic poate fi alcatuit din una sau mai multe MUCN, acestea
constituind posturile de lucru ale sistemului, posturi care se organizeaza sub forma
modulelor flexibile de fabricatie. Pentru a realiza prelucrarea automata, posturile de lucru trebuie sa realizeze functiile partiale care asigura conditiile de integrabilitate a MU intr-un S.F.F. prin aschiere de orice grad de complexitate.
Posturile de lucru ale S.F.F. trebuie sa poata realiza incarcarea-descarcarea automata, conditie asigurata de functia partiala de alimentare automata. Pentru a executa o gama de operatii, u trebuie sa realizeze functia de schimbare automata a sculei pentru trecerea la o alta operatie de prelucrare in cazul uzurii/ruperii sculei. Varietatea formelor si dimensiunilor pieselor prelucrate conduce si la necesitatea schimbarii si pozitionarii automate a dispozitivelor de centrare-fixare a piesei.
Controlul dimensional automat al piesei este o functie partiala ce poate fi integrata in constructia MU sau se poate realiza in posturi separate ale subsistemului.
Una din cele mai importante functii partiale ale posturilor de lucru ale unui S.F.F. o constituie functia de comanda numerica, realizata prin echipamente NC clasice sau de tip CNC.
MU care constituie postul de lucru al S.F.F. trebuie sa realizeze automat si alte
functii partiale ca: alimentarea/evacuarea materialelor auxiliare (lichidul de
racire/ungere, aer comprimat etc.) precum si colectarea si evacuarea aschiilor.
Dispunerea posturilor de lucru determina configuratia in plan a subsistemului
tehnologic - structura organizatorica a acestuia. Structura organizatorica a S.F.F. este
unul din factorii determinanti ai eficientei tehnico-economice si ai flexibilitatii acestuia
si poate fi realizata in diverse moduri in functie de urmatorii factori:
tehnologia adoptata pentru prelucrarea pieselor din cadrul sarcinilor de fabricatie;
numarul si tipul de masini ale subsistemului;
relatia intre MU si fluxul de materiale;
cerintele impuse de mediul si spatiul destinate dispunerii subsistemului
tehnologic.
Se poate constata ca la o productie de volum mic fabricatia manuala este cea mai eficienta, deoarece inregistreaza cele mai reduse costuri, iar la un volum mare al productiei cea mai eficenta este fabricarea automatizata rigid. Se observa ca sistemul flexibil de fabricatie devin eficient doar in cazul seriilor scurte sau mediide fabricatie.
O cerinta de baza a organizari moderne a productiei o constituie trecerea de la fabricarea unor loturi mici de fabricatie, ce au la baza principiile organizari productie de lux.
Pentru trecerea la fabricatia produselor de la loturi mici la loturi mari de fabricatie in cantitatile unor intreprinderi care fabrica o nomenclatura larga de fabricatie se foloseste metoda " metoda tehnologiilor de grup"
Potrivit acestei metode diferite de produse care se fabrica in loturi mici vor fii incadrate in anumite grupe de productie pe baza unor caracteristici comune constructive sau tehnologice. Din cadru fiecarei grupe de fabricatie se va alege un produs sau o piesa care grupeaza cele mai multe caracteristicile produselor sau pieselor din grupa din care apartin.
In functie de acest produs se va elabora tehnologia de fabricatie pt. intreaga grupa, se va alege utilajul necesar si se va proiecta echipamentul tehnologic.
In cazul in acre in cadrul grupei de produse nu exista un asemenea produs, se proiecteaza un produs care sa intruneasca toate caracteristicile constructive si tehnologice ale produselor dintr-o anumita grupa. In functie de acest produs va fii proiectata tehnologia corespunzatoare si se va alege utilajul si echipamentul tehnologic necesar.
Folosirea metodei tehnologice de grup ofera urmatoarele avantaje:
a) permite folosirea unor masini si utilaje speciale de mare randament si trecerea la fabricatie produselor pe baza metodelor de organizare a productiei in fluxul cu toate avantajele.
b) Permite folosirea unor echipamente specifice fiecarui produs in parte, ceea ce micsoreaza considerabil volumul de munca necesar proiectari si produceri acestora;
c) Influenteaza in mod pozitiv marimea ciclului de productie, folosirea capacitati de productie, nivelul productivitati munci si al costurilor de productie.
In procesul de restaurare a productie un loc important tre sa se asigure extinderi mecanizari si automatizari, realizarea unor lini complet automatizate, etc.. .Cu prioritate pentru executarea acestor lucrari care necesita un volum mare de munca si de desfasurare in conditii grele.
Intr-un sistem convetional de fabricatie, datele statistice arata din totalul timpului de fabricatie peste 80% reprezinta timp de asteptare si de pregatire, iar 20% timp de lucru a masinilor, din acesta peste 60% este consumat cu asezarea si reglarea piesei pe masina de lucru. Astfel timpul total de prelucrare efectiva va reduce 5-10% din total.
In cazul sistemelor flexibile de fabricatie, timpul efectiv de lucru ajunge la 50-80% din totalul din totalul timpului de lucru, concomitent cu o crestere a gradului de utilizare a capacitati de productie.
Principalele criterii de clasificare ale S.F.F. sunt:
Marimea seriilor de fabricatie este un criteriu util in dimensionarea S.F.F. Din
acest punct de vedere exista:
(ex.: blocuri motor de autovehicule);
Clasificarea in functie de forma geometrica a pieselor prelucrate, este utila in
proiectarea S.F.F. astfel incat sa se obtina o crestere a nivelului de tipizare si
normalizare a componentelor sistemului. Conform acestui criteriu exista 2 grupe
S.F.F. pentru prelucrarea pieselor prismatice, de tipul carcaselor ( 80% din S.F.F. pe plan mondial).
In fiecare din cele 2 grupe pot fi create subgrupe determinate de raportul
lungime/diametru pentru piesele de revolutie, sau raportul intre lungime, latime, inaltime pentru piesele prismatice.
Conform celui de al treilea criteriu, tipul de MU care constituie posturile de lucru, S.F.F. se impart in trei grupe:
1. S.F.F. realizate cu MU ce se pot completa reciproc din punct de vedere al
posibilitatilor tehnologice (strunguri, m. de frezat, m. de gaurit cu comanda numerica etc.);
2. S.F. realizate cu MU care se pot inlocui reciproc ca posibilitati tehnologice (centre
de prelucrare);
3. S.F.F. combinate, realizate cu MU de ambele tipuri (masini din gr. 1 la care se adauga centre de prelucrare).
In cazul MU care se pot inlocui reciproc, se poate ajunge la un coeficient de utilizare a timpului disponibil de 100%. Alegerea postului de lucru este libera, masinile nefiind prioritare, iar iesirea din uz a unui post afecteaza in mica masura functionare intregului sistem. Dezavantajul unui astfel de tip de S.F.F. este dat de costul de investitie ridicat.
In cazul S.F.F. alcatuite din masini care se completeaza reciproc, se obtine un
grad de utilizare in timp mai redus deoarece sistemul corespunde doar intr-o anumita masura sarcinilor de prelucrare. Pana la prelucrarea completa, piesa trece intr-o anumita succesiune pe la mai multe posturi de lucru. Defectarea unui post poate produce deranjamente importante in functionare sistemului. Pentru aceste sisteme, prin alegerea unui anumit nr. de masini (strunguri, m. de frezat, m. de gaurit etc.) se stabileste, pentru fiecare masina in parte, raportul intre timpul de prelucrare pe acea masina si timpul total de prelucrare a piesei. Dimensionarea corecta conduce la valori apropiate ale acestor rapoarte si la o buna utilizare in timp a masinilor, in caz contrar, o imprastiere mare valorilor ducand la utilizarea slaba in timp a masinilor. In a doua situatie, in locurile timp de prelucrare mare in care au loc strangulari (locuri inguste) se introduc masini suplimentare, iar in posturile cu timpi de prelucrare sub timpul mediu se introduc depozite tampon de piese.
In practica, pentru a beneficia de avantajele ambelor tipuri de sisteme, S.F.F. se
realizeaza prin combinarea ambelor tipuri de masini. Se adopta un nr. de masini care se completeaza reciproc si suplimentar, pentru anumite sarcini de prelucrare se mai adauga unul sau doua centre de prelucrare. Se obtine o crestere a gradului de flexibilitate si o siguranta in functionare determinata de redundanta masinilor componente. In Japonia se utilizeaza o clasificarea S.F.F. dupa geometria sistemului de transport al pieselor, utila in elaborarea schemei de amplasare spatiala a posturilor de lucru:
S.F.F. cu sistem de transport prin care se realizeaza accesul liber al pieselor la oricare post de lucru din sistem, obtinandu-se in acest mod cel mai inalt grad de flexibilitate si cel mai mare coeficient de utilizare al timpului de lucru al masinilor.
Dezvoltarea la scara globala a schimbului de informatii si a schimbului de marfuri
au condus, in conditiile globalizarii pietei de capital, la globalizarea proceselor de productie.
Principiile strategiilor CIM si post CIM au aparut ca raspuns la tendintele dezvoltarii social - economice si conduc la optimizarea globala a procesului de productie si la organizarea mai rationala a activitatii operatorilor umani, in corelatie cu o noua morala a muncii si cu utilizarea automatizarea flexibila.
Termenul CIM (Computer Integrate Manufacturing) este utilizat pentru prima data in cartea semnata de Dr. J. Harrington, in care pe langa sistemele CAD (proiectare),
CAM (fabricatie) apare si sistemul PP&C (planificare) ca si componente ale unui sistem
superior (CIM).
Sistemul CIM a aparut datorita incercarilor de automatizare a diferitelor compartimente ale intreprinderii (proiectare, planificare, fabricatie, etc.), integrarea acestora raspunzand mai eficient cerintelor economiei de piata.
Acest sistem preconizeaza automatizarea integrala, a tuturor activitatilor care
concura la realizarea unor produse si integrarea acestora intr-un ansamblu unic (retea
informationala), care-l comanda.
Tehnologiile de grup, sistemele de codificare a pieselor si sculelor impreuna cu aparitia comenzii numerice, a sistemelor CNC si a celor de tip DNC, a logisticii in abricatie asistata de calculator a dus la formarea unor configuratii diverse ale masinilor si echipamentelor cu scopul de a raspunde cat mai rapid la cerintele clientilor.
Sistemul CIM integreaza toate activitatile, procesele, resursele din intreprindere,
intr-un sistem informational unic, care raspunde cerintelor, presiunilor de schimbare din
mediu si care permite optimizarea indicatorilor de tip: timp de proiectare si fabricatie, viteza de rotatie a inventarului, eficienta fabricatiei, productivitate, calitate totala, etc.
CIM poate fi definit ca sistemul ce integreaza total intreprinderea cu ajutorul sistemelor de calcul si a celor de comunicare a datelor, combinate cu noi filozofii
manageriale care au ca scop imbunatatirea eficientei organizationale si a utilizarii resurselor umane.
In cadrul literaturii de specialitate sunt prezentate diverse solutii de configurare a
sistemelor CIM, pornind de la subsistemele care le alcatuiesc si a fluxurilor informationale. Doua dintre aceste variante, modelul piramidal respectiv modelul.
Componentele sistemelor CIM sunt:
Primele incercari de realizare a fabricii "fara operatori umani" au fost facute de catre: concernele FANUC si YAMAZAKI (anii 1980-90 pentru producerea de roboti),
Francaise de mecanique-Duvrin-France (motoare pentru automobile), etc.
Dintre avantajele sistemului CIM amintim :
In modelul CIM circular exista trei dimensiuni fundamentale:
conceptia si terminand cu comercializarea. La randul ei aceasta zona cuprinde sub zona proiectarii constructiv-tehnologica, sub zona privind planificarea si conducerea fabricatiei, sub zona privind fabricatia si logistica acesteia si sub zona privind asigurarea calitatii
activitatea celorlalte zone. In continuare sunt prezentate componentele celor patru subzone ale zonei centrale, componente legate intrinsec de activitatea pur tehnica.
Pentru indeplinirea obiectivelor strategice specifice intrarii in societatea informationala organizatiile trebuie sa aiba o structura flexibila, sa posede "software" si "hardware" pe masura si respectiv un potential uman de mare competenta. Organizatiile care nu vor dispune de potential uman de inalta calificare, de o capacitate practic nelimitata de informare cu date specifice, o inalta flexibilitate si rapiditate optima de raspuns la solicitarile clientilor - nu vor putea sa obtina profituri si implicit nu-si vor putea pastra vitalitatea in timp. Factorii importanti care motiveaza utilizarea sistemelor CIM se intalnesc in domeniile flexibilitatii si al reducerii costurilor.
Sistemele CIM au la randul lor o structura modulara putand fi usor adaptate la toate nevoile individuale. Majoritatea sunt create pentru necesitatile specialistilor care folosesc tehnologiile NC si includ facilitati de lucru in retea (LAN). Proiectarea actuala a sistemelor mecanice complexe este de neconceput fara aplicarea urmatoarelor concepte:
In evolutia metodelor de proiectare asistate de calculator se observa o indepartare
de proiectarea total automatizata si o tendinta de 'umanizare', o apropiere de abordarile clasice ale proiectarii, acestea adaptandu-se mai bine metodelor de creativitate inginereasca si oferind un mediu propice de afirmare si dezvoltare. Problema actuala este de a gasi optimul relatiei cercetator/proiectant - Inteligenta Artificiala (IA) in scopul asigurarii pozitiei eficiente a acestuia in fata masinii. Aceasta este denumita ergonomie intelectuala, in esenta, urmarind intensificarea mobilitatii intelectuale a omului in fata calculatorului.
In tara noastra conceptul CIM, desi este destul de vechi, este inca putin cunoscut. Cu toate ca implementarea unui astfel de sistem este inca departe, trebuie insa cautate solutii, strategii, modele de implementare in mediul romanesc. Toate noile concepte "post CIM" considera operatorul uman principalul suport si motor al organizatiei si incearca sa-i satisfaca motivatiile de ordin superior.
Programul lansat de "Inteligent Manufacturing System"(IMS) in 1990 vizeaza
analiza unor deficiente in productie precum si posibilitatea de colaborare a tarilor avansate din punct de vedere industrial, pentru dezvoltarea unor prioritati industriale diferite, complementare, cu scopul de a evita eventualele conflicte de concurenta dintre ele.
Sistemul de productie inteligent duce la o imbunatatire a productivitatii muncii prin:
intre om si sistemele inteligente.
Sisteme Flexibile de Fabricatie " Note si aplicati" . .Chitita Bogdan
Acest document nu se poate descarca
| E posibil sa te intereseze alte documente despre: |
| Copyright © 2024 - Toate drepturile rezervate QReferat.com | Folositi documentele afisate ca sursa de inspiratie. Va recomandam sa nu copiati textul, ci sa compuneti propriul document pe baza informatiilor de pe site. { Home } { Contact } { Termeni si conditii } |
Documente similare:
|
Cauta document |