Гибкая производственная система (ГПС) представляет собой совокупность в разных сочетаниях оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ), роботизированных технологических комплексов, гибких производственных модулей, отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени, обладающую свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик.
Понятие гибкости производственной системы является неоднозначным. Целесообразно рассматривать структурную и технологическую гибкость.
Структурная гибкость предусматривает возможность выбора последовательности обработки или сборки, наращивания системы на основе модульного принципа и выполнения работы на аналогичном оборудовании при выходе из строя любой из единиц оборудования, Входящих в систему.
Технологическая гибкость определяется по способности выполнять на имеющемся оборудовании обработку группы различных деталей без переналадки или с незначительными переналадками (не чаще 1–3 раз в месяц). Для систем с широкой и непрерывно изменяющейся номенклатурой обрабатываемых деталей наиболее приемлемым является технологический принцип организации гибкой структуры, что обеспечивает наиболее эффективное использование оборудования и позволяет сократить численность работающих.
По организационной структуре ГПС делят на следующие виды: гибкий производственный модуль (ГПМ), гибкая автоматизированная линия (ГАЛ), гибкий автоматизированный участок (ГАУ), гибкий автоматизированный цех (ГАЦ).
Гибкий производственный модуль - это составная часть ГПС, представляющая собой единицу технологического оборудования для производства изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик с программным управлением, автономно функционирующая, автоматически осуществляющая все функции, связанные с их изготовлением, имеющая возможность встраивания в гибкую производственную систему.
Гибкая автоматизированная линия - это производственная система, состоящая из нескольких ГПМ, объединенных автоматизированной системой управления, в которой технологическое оборудование расположено в принятой последовательности технологических операций.
Гибкий автоматизированный участок - это гибкая производственная система, состоящая из нескольких ГПМ, объединенных автоматизированной системой управления, функционирующая по технологическому маршруту, в котором предусмотрена возможность изменения последовательности использования технологического оборудования. Гибкий автоматизированный цех – это гибкая производственная система, представляющая собой в различных сочетаниях совокупность гибких автоматизированных линий, роботизированных технологических участков для изготовления изделий заданной номенклатуры.
Гибкие производственные системы основаны на широком применении современного программно-управляемого технологического оборудования, микропроцессорных вычислительных средств и робототех-нических систем.
В перспективе ГПС являются составными элементами автоматических заводов серийного производства, обеспечивающих комплексное решение задач, связанных с изготовлением продукции и управлением предприятием.
Внедрение ГПС дает большой экономический эффект и вызывает важные изменения в производстве, что проявляется в повышении культуры труда, исключении тяжелого физического труда и улучшении техники безопасности.
Однако ГПС не может заменить асе виды производства. При больших размерах партий однотипных деталей целесообразно использовать жесткие автоматические и роторные линии станков. В условиях единичного производства более выгодно применение универсального оборудования, обслуживаемого высококвалифицированными рабочими. Промежуточное положение между этими двумя видами производства занимает ГПС.
При переходе к гибким производственным системам и гибким автоматизированным участкам эффективность использования оборудования повышается в 2...3 раза за счет сокращения времени на переналадку. Коэффициент использования машинного времени станков повышается до 0,85 - 0,9 (по сравнению с 0,4 - 0,6), а коэффициент сменности их работы - до 2,5. Существенно (в 6 - 10 раз) сокращается цикл обработки деталей. Однако создание ГПС связано со значительными затратами, и во всех случаях необходимо оценивать технико-экономическую и организационную эффективность от их внедрения.
Показателями экономической эффективности от внедрения ГПС являются коэффициент окупаемости, годовой экономический эффект, коэффициент повышения производительности труда, коэффициент приращения стоимости обработки продукции на одного работающего, фондоотдача.
Эффективность оценивается коэффициентом использования оборудования, коэффициентом сменности и загрузки оборудования, коэффициентом гибкости и показателями надежности.
Автоматизация обработки информации на производстве включает два процесса: создание и использование автоматизированных систем управления (АСУ) и систем автоматизированного проектирования (САПР). АСУ - это система «человек - машина», обеспечивающая эффективное функционирование объекта, в которой сбор и обработка информации, необходимой для реализации функций управления, осуществляется с применением средств автоматизации и вычислительной техники.САПР - это система «человек - машина», обеспечивающая эффективное проектирование (создание, разработку) объекта, в процессе которого сбор и обработка необходимой информации, а также выдача результатов осуществляются с применением средств автоматизации и вычислительной техники.
В зависимости от производственного объекта существуют различные АСУ и САПР. Например, автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУТП), автоматизированная система технологической подготовки производства (АСТПП) - система автоматизированного проектирования технологического процесса, автоматизированная система управления предприятием (АСУП).
Классифицировать автоматизированные системы управления можно на три класса. К первому классу будут относить АСУ, в которых объектом управления являются люди, например АСОУ - автоматизированная система организационного управления. Ко второму классу - АСУ, в которых объект управления – машины, например АСУ'ГП. К третьему - интегрированные АСУ (ИАСУ), в которых объект управления - - и люди, и машины. К таким АСУ относятся автоматизированные системы управления предприятием (АСУП) или интегрированные системы управления предприятием (ИСУП).
АСУП представляют собой комплексные и сложные системы управления. Поэтому при проектировании и эксплуатации они делятся на подсистемы. Выделяют две группы подсистем: функциональные и обеспечивающие. Функциональные подсистемы: технико-экономическое планирование, оперативное управление основным производством, материально-техническое снабжение и сбыт, техническая подготовка производства, управление качеством, бухгалтерский учет. Обеспечивающие подсистемы: техническое обеспечение, математическое и программное обеспечение, информационное обеспечение.
Среди современных ИСУП широкое применение находят «1С:Предприятие». «Галактика», «Парус» и др. Например, ИСУП «Галактика» предназначена для использования при создании единой автоматизированной системы управления на современном предприятии. Эта система содержит четыре управленческих контура: контур административного управления; контур оперативного управления; контур управления производством; контур бухгалтерского учета.