2.3. Організаційна і функціональна структура ГВС
Системне технологічне проектування ГВС проводиться за схемою, аналогічною схемі системотехнічного синтезу, яка розглядалася раніше, безпосередньо для виробничої частини ГІС.
Першим етапом такого проектування, після дослідження виробництва і вибору ділянки для створення ГВС, є розробка організаційної структури.
Після визначення номенклатури деталей, призначених для виготовлення у ГВС, їх первинної класифікації за конструктивно-технологічними ознаками і встановлення групових операцій здійснюється спеціалізація гнучких автоматизованих цехів (ГАЦ), що складають основу ГВС. Результатом такої роботи є організаційна структура ГВС на рівні ГАЦ.
Аналогічно визначається спеціалізація гнучкої автоматизованої ділянки (ГАД) або гнучкої автоматизованої лінії (ГАЛ), однак у цьому випадку необхідний тісний зв'язок з етапом розробки ТП, оскільки його результати здійснюють коригувальну дію на спеціалізацію ГАД або ГАЛ.
Укрупнена схема процесу визначення організаційної структури ГВС на рівні ГАД представлена на рис. 2.5.
Рис. 2.5. Схема процесу визначення організаційної структури ГАД
Розробка функціональної структури ГВС включає визначення характеру і послідовності перетворення матеріальних та інформаційних потоків і відповідної цьому перетворенню укрупненої конфігурації ієрархічної багаторівневої системи керування ГВС (СУ ГВС).
Основою для розробки функціональної структури ГВС є відповідні дані про груповий ТП, які дозволяють виявити тип елементів функціональної структури і перетворення, що здійснюються цими елементами над матеріальними та інформаційними потоками.
Довільна ГВС містить у собі наступні структурні елементи:
1) ГВМ – гнучкі виробничі модулі різного призначення;
2) АС – автоматизовані склади;
3) АТСС – автоматизовану транспортно-складську систему;
4) АКВС – автоматизовану контрольно-вимірювальну систему.
Тип основного устаткування першого і четвертого видів елементів визначається в результаті розробки групових ТП. Тип устаткування другого і третього видів елементів, а також тип допоміжного устаткування першого і четвертого видів встановлюють на етапі вибору технологічного устаткування на підставі вимог, сформованих до даного устаткування з боку ТП і технологічної структури ГВС.
У загальному випадку розробка укрупненої функціональної структури ГВС включає наступні етапи:
1) визначення групових технологічних операцій та їх технологічного забезпечення в умовах ГВС;
2) реалізація ТП на базі структурних елементів ГВС;
3) визначення загальної конфігурації СУ ГВС.
Розглянемо більш докладно ці етапи на конкретному прикладі.
Нехай для обробки групи деталей необхідно реалізувати наступний технологічний маршрут:
Заготовка Токарська операція Фрезерна операція Свердлильна операція Деталь
Очевидно, що у випадку ГВС, що вимагає безлюдної технології, даний технологічний маршрут буде потребувати:
· автоматичного основного і допоміжного обладнання для автоматизації основних операцій;
· автоматичного складування об'єктів (заготовок, деталей та інструмента);
· автоматичного забезпечення ТО заготовками та інструментом;
· автоматичного збирання стружки і т.д.
Таким чином, наведена вище схема буде мати вигляд, показаний на рис. 2.6.
Рис. 2.6. Реалізація ТП на на базі структурних елементів ГВС
Необхідно відзначити, що розташування елементів на схемі не обов'язково відповідає реальному компонуванню. Так, склади інструмента, заготовок і деталей можуть бути в дійсності одним загальним автоматизованим складом, у якому задіяні окремі елементи, а транспортна система може включати три підсистеми, рознесені по рівнях у просторі: напольна – для заготовок; підвісна – для інструмента; траншейна – для відходів.
Наступний етап – реалізація ТП на базі спеціалізованих ГВМ. Наприклад, функціональна структура ГВМ-1 буде мати вигляд, представлений на рис. 2.7.
Рис. 2.7. Функціональна структура ГВМ-1
ТВ-токарний верстат; ТНП-транспортно-накопичувальний пристрій;
інформаційні потоки;
матеріальні потоки
Перетворивши ТП відповідно до модульної побудови складних виробничих систем зі спеціалізованих ГВМ, отримаємо укрупнену функціональну структуру ГВС.
Останній етап побудови функціональної структури ГВС – визначення загальної конфігурації СУ.
Аналіз сучасних структур СУ ГВС показав, що доцільно виділити наступні рівні ієрархії в СУ ГВС:
1) керування окремими виконавчими елементами та їх сукупністю;
2) керування ГВМ;
3) керування групами ГВМ і керування ГВС (на рівні ділянки чи цеху).
Формування рівня 1 СУ ГВС полягає у введенні СУ складом, транспортом, ТО і т.д. Система керування рівнів 2 і 3 визначається на основі інформації про склад задач по забезпеченню роботи (оперативного планування та диспетчеризації, діагностики і т.д.). В результаті виконаних робіт одержимо функціональну структуру, що складається з окремих елементів, для вибору варіантів реалізації яких будується таблиця “елемент – функція”, у якій описуються елементи з їх функціями в термінах операцій над матеріальними та інформаційними потоками.
Рис. 2.8. Функціональна структура ГАД механообробки
Елемент | Потоки матеріалів | Потоки інформації |
... |
... |
... |
ATM | Прийом заготовок з АС заготовок | Одержання команди від СУТС на прийом заготівок |
... |
Передача деталей на АС деталей | Одержання команди від СУТС на передачу деталей |
... |
Переміщення заготовок (деталей) від АС заготовок до ГВМ і по всьому технологічному маршруті | Одержання команд від СУТС на транспортування |