ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ОБЩАЯ КОНЦЕПЦИЯ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ АДАПТИВНЫХ РТК из "Адаптивные робототехнические комплексы " Современный этап комплексной автоматизации промышленного производства характеризуется постепенным переходом к интегрированным научно-производственным комплексам (ИНПК), базирующимся на широком применении гибких средств автоматизации и вычислительной техники на протяжении всего производственного цикла — от научных исследований до выпуска готовой продукции. При этом автоматизация собственно производства заключается в создании работотехнологических комплексов (РТК) и на их основе гибких автоматических производств (ГАП). В рамках ГАП все РТК и обслуживающие их системы управляются от сети ЭВМ. Это придает им необходимую гибкость по отношению к возможным изменениям номенклатуры или типоразмеров выпускаемой продукции. [c.6] Появление и широкое использование ГАП знаменует новый этап в автоматизации и интенсификации производства. Чтобы лучше понять особенности этого этапа, а также выявить современные тенденции автоматизации и интеграции производства, проанализируем структуру и функции ГАП как элемента ИНПК. [c.6] Главное достоинство ГАП — гибкость в сочетании с высоким уровнем автоматизации производства. Это принципиально новое свойство обеспечивается в основном за счет автоматизации программирования и управления оборудованием ГАП на базе средств вычислительной техники, поэтому структуру и организацию работы ГАП целесообразно рассматривать с позиций современной теории управления. С этой точки зрения ГАП представляет собой сложный самонастраивающийся технологический комплекс, включающий в себя 1) производственную систему 2) систему автоматического управления 3) информационную систему 4) систему связи. [c.6] возможность быстрой перестройки технологии производства при изменении выпускаемой продукции или при отказах отдельных единиц оборудования. [c.7] С позиций теории автоматического управления производственная система ГАП представляет собой совокупность сложных взаимосвязанных объектов управления. Для обеспечения согласованной работы этих объектов в автоматическом режиме служит система автоматического управления. Эта система сопряжена с объектами управления с помощью каналов прямой и обратной связи. [c.7] Основными функциями системы автоматического управления являются программирование работы оборудования ГАП в соответствии с заданной технологией и фактическое осуществление этой технологии путем подачи соответствующих управляющих воздействий на приводы рабочих органов и механизмов. Эти функции задаются с помощью гибких алгоритмов, которые реализуются на базе иерархически организованной локальной вычислительной сети. На низшем уровне этой сети, реализующем алгоритмы управления оборудованием, обычно используются микропроцессоры и микроЭВМ. На более высоких уровнях, осуществляющих планирование, программирование и оптимизацию технологических процессов, чаще всего применяются мини-ЭВМ. [c.7] Функциональные возможности и гибкость системы автоматического управления ГАП определяются алгоритмическим и программным обеспечением, которое реализуется в локальной вычислительной сети, поэтому разработка эффективных методов и алгоритмов управления оборудованием с помощью ЭВМ является одной из важнейших проблем гибкой автоматизации. Решение этой проблемы невозможно без соответствующего информационного обеспечения, реализуемого информационной системой ГАП. В состав этой системы входят автоматизированные банки данных (АБД), содержащие имитационную модель ГАП, данные о производственной программе, поставках заготовок, учете готовой продукции и т. п., а также распределенная система датчиков, встроенных в элементы и узлы производственной системы. Информация, получаемая с датчиков, характеризует текущее состояние оборудования ГАП, поэтому она используется в системе автоматического управления как обратная связь. Сигналы обратной связи позволяют автоматически корректировать управляющие программы и воздействия с целью обеспечения стабильности в работе производственной системы. Они используются также для контроля и диагностики состояний оборудования ГАП. [c.7] Обмен информацией между описанными системами ГАП осуществляется через систему связи, которая представляет собой разветвленную сеть связи, содержащую соответствующие типы данных, интерфейсы и т. п. Через систему связи осуществляется также связь ГАП с внешними автоматизированными системами. [c.7] Следует заметить, что первые две функции, реализуемые в АСУП, будут оставаться в основном за людьми даже при очень высоком уровне автоматизации. И дело здесь вовсе не в сложности или принципиальной невозможности переложить интеллектуальные функции на ЭВМ. Речь идет скорее о соображениях социально-экономического и этического характера ИНПК должны удовлетворять определенные потребности общества. Поэтому организация их работы, принятие и утверждение управленческих решений (т. е. придание им юридической силы) должны возлагаться на людей, знающих эти потребности. [c.9] Новая технология проектирования изделий и подготовки управляющих программ с помощью АСНИ, САПР и АСТПП принципиально отличается от традиционной автоматизации документооборота. При этом обмен информацией как внутри рассматриваемых систем, так и между ними осуществляется по каналам связи через машинные носители информации (магнитные ленты, диски и т. п.). Такой безбумажный информационный обмен, называемый еще безбумажной информатикой, не только освобождает людей от трудоемкой работы с потоком бумаг (сводки данных, схемы, распечатки программ, чертежи и т. п.), но и дает возможность резко увеличить информационные потоки и тем самым повысить производительность и качество проектных решений. [c.9] В общем случае под гибкостью понимается и способность к перестройке производства путем перепрограммирования и переналадки оборудования ГАП на выпуск новой продукции, и возможность широкого маневрирования при выборе или замене подходящего оборудования и технологии производства, и быстроту реакции ГАП на внутренние и внешние производственные возмущения с соответствующей самонастройкой системы управления. Эти свойства можно трактовать как важнейшие достоинства и отличительные черты ГАП по сравнению с обычными автоматическими линиями или заводами-автоматами с жесткой технологией. Последние служат, как известно, для массового производства одной и той же продукции. Переход на выпуск новой продукции в рамках жестких автоматических производств либо вообще невозможен, либо сопряжен со сложной реконструкцией, требующей больших затрат, поэтому такие автоматические линии и заводы можно рассматривать как своеобразный антипод ГАП. [c.10] Достоинства ГАП особенно ярко проявляются в мелкосерийном производстве с широкой и изменяющейся номенклатурой. В этом случае степень гибкости характеризуется номенклатурой и объемом серий выпускаемой продукции, а также временем и трудоемкостью перестройки производства с одного вида продукции на другой. Интуитивно ясно, что гибкость ГАП тем больше, чем шире номенклатура изделий и объем выпускаемых серий. Что же касается времени и трудоемкости перестройки производства с одной серии на другую, то эти показатели определяют не столько гибкость, сколько эффективность ГАП. [c.10] Исходя из этих соображений, уточним (и тем самым сузим) понятие гибкости по сравнению с приведенным выше определением, которое является слишком широким. С этой целью введем понятие класса выпускаемой продукции, по отношению к которому и определим гибкость ГАП. Под классом выпускаемой продукции будем понимать номенклатуру изделий, а при фиксированной номенклатуре — число типов изделий (например, число различных типоразмеров данного изделия), В общем случае класс выпускаемой продукции характеризуется также объемом серий, технологической сложностью изделий, качеством продукции и т. п. [c.10] ГОЙ (не выводящем из заданного класса выпускаемой продук- J ции) ГАП обеспечивает выпуск новой продукции по прошествии некоторого времени самонастройки, необходимого для автоматической перестройки производства. В этом смысле ГАП действительно самонастраивается на выпуск любой продукции из заданного класса. [c.11] Обычно ГАП проектируется в расчете на заданный класс выпускаемой продукции. Это связано с тем, что потребность в тех или иных видах продукции может непредсказуемо изменяться в зависимости от спроса. ГАП должен отслеживать подобные колебания спроса, всякий раз приспосабливаясь к новым требованиям. Заметим, что чем шире класс выпускаемой продукции, тем обычно труднее создать соответствующий ГАП. [c.11] В зависимости от степени и характера участия людей в производственном процессе режим работы ГАП может быть автоматическим или автоматизированным. В автоматическом режиме производственный процесс осуществляется без непосредственного участия человека. Роль человека при этом сводится только к наблюдению за функционированием производственной системы, к наладке и ремонту оборудования. [c.11] В автоматизированном режиме допускается ограниченное участие человека в производственном процессе. Люди могут, например, управлять отдельными единицами оборудования, устанавливать заготовки, загружать налеты и т. п. [c.11] Вернуться к основной статье