Kompjuterizovani integrisani proizvodni (CIM) sistemi su prirodna faza u razvoju informacionih tehnologija u oblasti automatizacije proizvodnih procesa, povezana sa integracijom fleksibilne proizvodnje i sistema upravljanja njima. Istorijski gledano, prvo rješenje u razvoju sistema upravljanja procesnom opremom bila je tehnologija numeričkog upravljanja (NC) ili numeričko upravljanje. Osnova za automatizaciju proizvodnih procesa bio je princip maksimalno moguće automatizacije, gotovo u potpunosti isključujući ljudsko učešće u upravljanju proizvodnjom. Prvi sistemi direktnog numeričkog upravljanja (DNC) omogućili su računaru da prenese programske podatke na mašinski kontroler bez ljudske intervencije. U uslovima dinamične proizvodnje, mašine i jedinice sa krutom funkcionalnom strukturom i rasporedom se zamenjuju fleksibilnim proizvodnim sistemima (Flexible Manufacturing System - FMS), a kasnije - rekonfigurabilnim proizvodnim sistemima (Reconfigurable Manufacturing System - RMS). Trenutno je u toku rad na stvaranju rekonfigurabilnih industrija i preduzeća (rekonfigurabilnih preduzeća).

Razvoj kompjuterizovanog upravljanja proizvodnjom implementiran je u nekoliko oblasti menadžmenta, kao što su planiranje proizvodnih resursa, računovodstvo, marketing i prodaja, kao i u razvoju tehnologija koje podržavaju integraciju CAD/CAM/CAPP sistema koji obezbeđuju tehničku proizvodnju. priprema. Informacioni sistemi ove klase značajno su se razlikovali od sistema automatizacije u tehnički sistemi, teško formalizujući i neformalizabilni zadaci upravljanja proizvodnjom, koji preovlađuju u složenim proizvodno-ekonomskim sistemima, ne bi se mogli riješiti bez ljudskog učešća. Puni potencijal kompjuterizacije u proizvodnim sistemima ne može se postići kada nisu integrisani svi segmenti upravljanja proizvodnjom. U praksi, ovo je postavilo zadatak opšte integracije proizvodnih procesa sa drugim informacionim sistemima upravljanja preduzećem. Pojavila se potreba za mogućnošću prenosa podataka kroz različite funkcionalne module sistema kontrole proizvodnje, objedinjavanjem glavnih komponenti integrisanog automatizovanog sistema kontrole proizvodnje. Razumevanje ovoga dovelo je do pojave koncepta kompjuterizovane integrisane proizvodnje (CIM), čija je implementacija zahtevala razvoj čitave linije računarskih tehnologija u sistemima upravljanja proizvodnjom zasnovanih na principima integracije.

Glavna razlika između integrisane automatizacije proizvodnje i kompjuterizovane integrisane proizvodnje je u tome što je integrisana automatizacija direktno povezana sa tehničkim proizvodnim procesima i radom opreme. Automatizirani sistemi upravljanja procesima su dizajnirani da obavljaju montažu, obradu materijala i kontrolu proizvodnih procesa uz malo ili bez ljudske intervencije. CIM uključuje upotrebu kompjuterskih sistema za automatizaciju ne samo glavnih (proizvodnih), već i pratećih procesa, kao što su, na primer, informacije, procesi upravljanja u finansijskoj i ekonomskoj oblasti, procesi projektovanja i donošenja upravljačkih odluka.

Koncept kompjuterizovane integrisane proizvodnje (CIM) podrazumeva novi pristup organizaciji i upravljanju proizvodnjom, čija novina nije samo u korišćenju računarske tehnologije za automatizaciju tehnoloških procesa i operacija, već i u kreiranju integrisanih informacija. okruženje za upravljanje proizvodnjom. U CIM konceptu posebnu ulogu ima integrisani računarski sistem čije su ključne funkcije automatizacija procesa projektovanja i pripreme proizvodnje proizvoda, kao i funkcije koje se odnose na obezbeđivanje informacione integracije tehnoloških, proizvodnih procesa i procesi upravljanja proizvodnjom.

Kompjuterizovana integrisana proizvodnja integriše sledeće funkcije:

• dizajn i priprema proizvodnje;
• planiranje i proizvodnja;
• upravljanje opskrbom;
• upravljanje proizvodnim lokacijama i radionicama;
• upravljanje transportnim i skladišnim sistemima;
• sistemi osiguranja kvaliteta;
• marketinški sistemi;
• finansijski podsistemi.

Dakle, kompjuterizovana integrisana proizvodnja pokriva čitav spektar zadataka vezanih za razvoj proizvoda i proizvodne aktivnosti. Sve funkcije se izvode pomoću posebnih softverskih modula. Podaci potrebni za različite procedure slobodno se prenose iz jednog programskog modula u drugi. CIM koristi zajedničku bazu podataka koja omogućava, kroz interfejs, da korisniku omogući pristup svim modulima proizvodnih procesa i povezanih poslovnih funkcija koje integrišu automatizovane segmente poslovanja ili proizvodnog objekta. Istovremeno, CIM smanjuje i praktički eliminiše ljudsko učešće u proizvodnji, i na taj način vam omogućava da ubrzate proizvodni proces i smanjite stopu kvarova i grešaka.

Postoji mnogo definicija CIM-a. Najpotpunija od njih je definicija Asocijacije kompjuterizovanih automatizovanih sistema (CASA/SEM), koja je razvila koncept kompjuterizovane integrisane proizvodnje. Udruženje definiše CIM kao integraciju zajedničkog proizvodnog preduzeća sa filozofijom upravljanja koja poboljšava organizacione i ljudske performanse. Dan Appleton, predsjednik Dacom Inc., smatra CIM filozofijom upravljanja procesom.

Kompjuterizovana integrisana proizvodnja se smatra holističkim pristupom aktivnostima proizvodnog preduzeća u cilju optimizacije internih procesa. Ovaj metodološki pristup odnosi se na sve aktivnosti, od dizajna proizvoda do uslugu nakon prodaje na integrisanoj osnovi koristeći različite metode, alate i tehnologije u cilju postizanja poboljšane proizvodnje, smanjenja troškova, ispunjavanja planiranih rokova isporuke, poboljšanja kvaliteta i ukupne fleksibilnosti u proizvodnom sistemu. Sa takvim holističkim pristupom, ekonomski i socijalni aspekti su podjednako važni kao i tehnički aspekti. CIM takođe pokriva srodna područja, uključujući automatizaciju procesa upravljanja ukupnim kvalitetom, reinženjering poslovnih procesa, paralelni inženjering, radni tok, planiranje resursa preduzeća i fleksibilnu proizvodnju.

Dinamički koncept proizvodnog preduzeća u smislu razvoja kompjuterizovanih integrisanih proizvodnih sistema razmatra proizvodno okruženje kompanije kao skup aspekata, uključujući:

• karakteristike eksternog okruženja preduzeća. Karakteristike kao što su globalna konkurencija, briga za okruženje, zahtjevi za sistemima upravljanja, smanjenje proizvodnog ciklusa, inovativni načini proizvodnje proizvoda i potreba za brzim odgovorom na promjene u vanjskom okruženju;
• podrška odlučivanju, što određuje potrebu za dubinskom analizom i primjenom posebne metode za donošenje efektivnih upravljačkih odluka. U cilju optimalne distribucije investicija i evaluacije efekta implementacije složeni sistemi u virtuelnoj geografski distribuiranoj proizvodnji, kompanija mora angažovati visoko kvalifikovane stručnjake - grupu za podršku odlučivanju. Takvi stručnjaci moraju donositi odluke na osnovu podataka dobijenih iz vanjskog okruženja i iz proizvodnog sistema, koristeći pristupe rješavanju polustrukturiranih problema;
• hijerarhija. Svi procesi upravljanja u proizvodnom sistemu podijeljeni su na područja automatizacije;
• komunikacijski aspekt. Odražava potrebu za razmjenom podataka između razni sistemi i u održavanju globalnih komunikacijskih i informacionih veza duž svake kontrolne petlje i između njih razne konture;
• sistemski aspekt, koji odražava sam sistem kompjuterski integrisane proizvodnje kao infrastrukture koja je u osnovi svesti o jedinstvenom kompjuterski integrisanom okruženju preduzeća.

Praktično iskustvo u kreiranju i radu modernog CIM-a pokazuje da CIM sistem treba da pokriva procese projektovanja, proizvodnje i marketinga proizvoda. Dizajn treba započeti proučavanjem tržišnih uslova i završiti isporukom proizvoda potrošaču. S obzirom na CIM informacijsku strukturu (slika 2.4), možemo uslovno razlikovati tri glavna, hijerarhijski međusobno povezana nivoa. CIM podsistemi najvišeg nivoa uključuju podsisteme koji izvode zadatke planiranja proizvodnje. Srednji nivo zauzimaju podsistemi projektovanja proizvodnje. Na nižem nivou su podsistemi za upravljanje proizvodnom opremom.

Rice. 2.4.

Razlikuju se sljedeće glavne komponente CIM informacijske strukture.

• 1. Vrhunski nivo (nivo planiranja) :
  • PPS (Production Planning Systems) - sistemi za planiranje i upravljanje proizvodnjom;
  • ERP (Enterprise Resource Planning) - sistem planiranja resursa preduzeća;
  • MRP II (Manufacturing Resource Planning) - sistem planiranja materijalnih potreba;
  • CAP (Computer-Aided Planning) - sistem tehnološke pripreme;
  • SARR (Computer-Aided Process Planning) - automatizovani sistem za projektovanje tehnoloških procesa i obradu tehnološke dokumentacije;
  • AMHS (automatski sistemi za rukovanje materijalom) - automatski sistem pokretni materijali;
  • ASRS (Automated Retrieval and Storage Systems) - automatizovani sistem skladištenja;
  • MES (Manufacturing Execution System) - sistem upravljanja proizvodnim procesom;
  • AI, KBS, ES (Vještačka inteligencija/Sistemi baze znanja/Stručni sistemi) - sistemi veštačke inteligencije/sistemi baze znanja/ekspertski sistemi.
• 2. Prosječan nivo (nivo dizajna i proizvodnje proizvoda)-.
• PDM (Project Data Management) - sistem za upravljanje podacima o proizvodima;
• CAE (Computer-Aided Engineering) - automatizovani sistem inženjerske analize;
• CAD (Computer-Aided Design) - kompjuterski podržano projektovanje (CAD);
• CAM (Computer-Aided Manufacturing) - automatizovani sistem za tehnološku pripremu proizvodnje (ASTPP);
• modifikacije navedenih sistema - integrisane CAD/CAE/CAM tehnologije;
• ETPD (Electronic Technical Development) - sistem automatizovani razvoj operativna dokumentacija;
• IETM (Interactive Electronic Technical Manuals) - interaktivni elektronski tehnički priručnici.
• 3. Niži nivo (nivo upravljanja proizvodnom opremom)-.
• CAQ (Computer Aided Quality Control) - automatizovani sistem upravljanja kvalitetom;
• SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) - nadzorna kontrola i prikupljanje podataka;
• FMS (Flexible Manufacturing System) - fleksibilni proizvodni sistem;
• RMS (Reconfigurable Manufacturing System) - rekonfigurabilni proizvodni sistem;
• CM (Cellurar Manufacturing) - automatizovani sistem upravljanja proizvodnim ćelijama;
• AIS (Automatic Identification System) - sistem za automatsku identifikaciju;
• CNC (Computer Numerical Controlled Machine Tools) - numeričko upravljanje (CNC);
• DNC (Direct Numerical Control Machine Tools) - direktno numeričko upravljanje;
• PLC (Programmable Logic Controllers) - programabilni logički kontroler (G1LK);
• LAN (Local Area Network) - lokalna mreža;
• WAN (Wide Area Network) - distribuirana mreža;
• EDI (Electronic Data Interchange) - elektronska razmjena podataka.

Danas su implementirani skoro svi savremeni proizvodni sistemi

korišćenjem kompjuterskih sistema. Glavna područja automatizirana CIM sistemima klase podijeljena su u sljedeće grupe.

• 1. Planiranje proizvodnih procesa:
  • planiranje resursa preduzeća;
  • planiranje proizvodnje;
  • planiranje materijalnih potreba;
  • planiranje prodaje i poslovanja;
  • obimno-kalendarsko planiranje;
  • planiranje potreba za proizvodnim kapacitetom.
• 2. Dizajn proizvoda i proizvodni procesi:
  • pribavljanje projekta za različita dizajnerska rješenja;
  • performanse neophodne funkcije u raznim fazama predprodukcije:
    • - analiza projektnih crteža,
    • - simulacija proizvodnje,
    • - razvoj tehnoloških veza preduzeća,
    • - utvrđivanje pravila proizvodnje za svaki konkretan zadatak na svakom radnom mjestu;
  • rješavanje problema dizajna, uzimajući u obzir faktore koji se odnose na rješavanje problema organizacije proizvodnje i upravljanja;
  • izrada projektne dokumentacije;
  • razvoj tehnoloških procesa;
  • projektovanje tehnološke opreme;
  • privremeno planiranje proizvodnog procesa;
  • donošenje najracionalnijih i najoptimalnijih odluka u procesu projektovanja.
• 3. Kontrola proizvodnih procesa:
  • ulazna kontrola sirovina;
  • kontrola otpreme i prikupljanje podataka;
  • kontrola procesa proizvodnje;
  • kontrola gotovog proizvoda na kraju proizvodnog procesa;
  • kontrola proizvoda tokom rada.
• 4. Automatizacija proizvodnih procesa:
  • glavni - tehnološki procesi tokom kojih nastaju promjene geometrijski oblici, dimenzije i fizičko-hemijska svojstva proizvoda;
  • pomoćni - procesi koji osiguravaju nesmetani tok glavnih procesa, na primjer, proizvodnja i popravka alata i opreme, popravak opreme, obezbjeđivanje svih vrsta energije (električne, termalne, parne, vode, komprimirani zrak itd.);
  • usluživanje - procesi povezani sa održavanjem i glavnih i pomoćnih procesa, ali kao rezultat toga ne nastaju proizvodi (skladištenje, transport, tehnička kontrola itd.).

U okviru metodološkog pristupa kompjuterizovanoj integrisanoj proizvodnji izdvajaju se sledeće glavne funkcije:

• a) kupovine;
• b) isporuke;
• c) proizvodnja:
  • planiranje proizvodnih procesa,
  • dizajn i proizvodnja proizvoda,
  • automatizacija upravljanja proizvodnom opremom;
• d) magacinska djelatnost;
• e) finansijsko upravljanje;
• f) marketing;
• g) upravljanje tokovima informacija i komunikacija.

Kupovine i isporuke. Za plasman je odgovorno odjeljenje nabavke i nabavke

Narudžbenice i prati da li je osiguran kvalitet isporučenih proizvoda od strane dobavljača, koordinira detalje, dogovara pregled robe i naknadnu isporuku, ovisno o rasporedu proizvodnje, za naknadnu isporuku proizvodnje.

Proizvodnja. Organizirane aktivnosti proizvodne radnje već proizvodnju proizvoda sa daljom dopunom baze podataka podacima o produktivnosti, korišćenoj proizvodnoj opremi i statusu završenih proizvodnih procesa. U C1M CNC programiranje se vrši na osnovu automatizovanog planiranja proizvodnih aktivnosti. Važno je da se svi procesi moraju kontrolirati u realnom vremenu, uzimajući u obzir dinamiku rasporeda i ažurne promjenjive informacije o trajanju proizvodnje svakog od proizvoda. Na primjer, nakon što proizvod prođe kroz dio opreme, sistem prenosi svoje tehnološke parametre u bazu podataka. U CIM sistemu, komad opreme je nešto što se kontroliše i konfiguriše pomoću računara, kao što su CNC mašine, fleksibilni proizvodni sistemi, kompjuterski kontrolisani roboti, sistemi za rukovanje materijalom, kompjuterski kontrolisani sistemi sklapanja, fleksibilni automatizovani sistemi upravljanja. Odeljenje za planiranje procesa proizvodnje prima parametre proizvoda (specifikacije) i proizvodne parametre koje je uneo odeljenje za projektovanje i generiše proizvodne podatke i informacije za izradu plana proizvodnje proizvoda, uzimajući u obzir stanje i mogućnosti proizvodnog sistema.

Planiranje obuhvata nekoliko podzadataka koji se odnose na zahtjeve za materijalima, proizvodnim kapacitetima, alatima, radnom snagom, organizaciju tehnološkog procesa, outsourcing, logistiku, organizaciju kontrole i dr. U CIM sistemu proces planiranja uzima u obzir i troškove proizvodnje i mogućnosti proizvodne opreme. CIM također pruža mogućnost promjene parametara za optimizaciju procesa proizvodnje.

Odjel dizajn uspostavlja početnu osnovu parametara za proizvodnju predloženog proizvoda. Tokom procesa projektovanja, sistem prikuplja informacije (parametri, dimenzije, karakteristike proizvoda, itd.) neophodne za proizvodnju proizvoda. U CIM sistemu to je riješeno mogućnošću geometrijskog modeliranja i kompjuterski potpomognutog projektovanja. Ovo pomaže da se procijene zahtjevi za proizvod i efikasnost njegove proizvodnje. Proces projektovanja sprečava troškove koji bi mogli nastati u stvarnoj proizvodnji u slučaju pogrešne procene proizvodnih mogućnosti opreme i neefikasne organizacije proizvodnje.

upravljanje skladištem uključuje upravljanje skladištenjem sirovina, komponenti, gotovih proizvoda, kao i njihovu otpremu. Trenutno, kada je outsourcing u logistici veoma razvijen i postoji potreba za isporukom komponenti i proizvoda "tačno na vrijeme", CIM sistem je posebno potreban. Omogućava vam procjenu vremena isporuke, opterećenja skladišta.

finansije. Glavni zadaci: planiranje investicija, obrtna sredstva, kontrola novčanih tokova, realizacija primitaka, računovodstvo i raspodjela sredstava su glavni zadaci finansijskih odjela.

Marketing. Odjel marketinga inicira potrebu za određenim proizvodom. CIM vam omogućava da opišete karakteristike proizvoda, projekciju obima proizvodnje na proizvodne mogućnosti, količine proizvodnje proizvoda potrebne za proizvodnju i marketinšku strategiju proizvoda. Sistem vam takođe omogućava da procenite troškove proizvodnje za određeni proizvod i procenite ekonomsku izvodljivost njegove proizvodnje.

Upravljanje tokovima informacija i komunikacija. Upravljanje informacijama je možda jedan od glavnih zadataka u CIM-u. Uključuje upravljanje bazom podataka, komunikacije, integraciju proizvodnih sistema i IS upravljanja.

Stari ekonomski model preduzeća je u suprotnosti sa savremenim trendovima u razvoju proizvodnih preduzeća. Na današnjem konkurentnom globalnom tržištu, opstanak bilo koje industrije ovisi o sposobnosti da se pridobiju kupci i na vrijeme dovedu na tržište proizvodi visokog kvaliteta, a proizvodne kompanije nisu izuzetak. Svaka proizvodna kompanija nastoji kontinuirano smanjiti cijenu proizvoda, smanjiti troškove proizvodnje kako bi ostala konkurentna u svjetskoj konkurenciji. Osim toga, postoji potreba za stalnim poboljšanjem kvaliteta i nivoa rada proizvedenih proizvoda. Ostalo važan uslov je vrijeme isporuke. U okruženju u kojem svako proizvodno poduzeće ovisi o vanjskim uvjetima, uključujući outsourcing i duge lance opskrbe, eventualno prelazak međunarodnih granica, zadatak stalnog smanjenja vremena isporuke narudžbe i isporuke je zaista važan zadatak. CIM je visokoefikasna tehnologija za postizanje glavnih ciljeva upravljanja proizvodnjom - poboljšanje kvaliteta proizvoda, smanjenje troškova i vremena proizvodnje proizvoda, kao i poboljšanje nivoa logističke usluge. CIM nudi integrisane IC-ove kako bi zadovoljio sve ove potrebe.

Od implementacije CIM-a očekuju se ekonomski efekti:

• povećanje stope iskorištenosti opreme i smanjenje režijskih troškova;
• značajno smanjenje obima radova u toku;
• smanjenje troškova rada, osiguravanje proizvodnje bez posade;
• ubrzati promjenu modela proizvedenih proizvoda u skladu sa zahtjevima tržišta;
• smanjenje vremena isporuke proizvoda i poboljšanje njegovog kvaliteta.

Uvođenje OM-a pruža niz prednosti, a ekonomski efekat uvođenja obezbjeđuje:

• povećanje produktivnosti dizajnera i tehnologa;
• smanjenje zaliha;
• smanjenje troškova proizvoda;
• smanjenje otpada i otpadaka;
• poboljšanje kvaliteta;
• smanjenje trajanja proizvodnih ciklusa;
• minimiziranje broja grešaka u dizajnu - povećanje tačnosti dizajna;
• vizualizacija postupaka analize sučelja elemenata proizvoda (procjena montaže);
• pojednostavljenje analize funkcionisanja proizvoda i smanjenje broja testova prototipova;
• automatizacija izrade tehničke dokumentacije;
• standardizacija projektantskih rješenja na svim nivoima;
• povećati produktivnost procesa projektovanja alata i opreme;
• smanjenje broja grešaka pri programiranju proizvodnje na CNC opremi;
• obezbjeđivanje poslova tehničke kontrole složenih proizvoda;
• promjene korporativnih vrijednosti i rad sa osobljem u proizvodnoj kompaniji; osiguravanje efikasnije interakcije između inženjera, dizajnera, tehnologa, šefova različitih projektnih grupa i stručnjaka za sisteme upravljanja u preduzećima;
• povećanje fleksibilnosti u proizvodnji za postizanje trenutnog i brzog odgovora na promjene u proizvodnim linijama, tehnologijama upravljanja proizvodnjom.

Nedostatak CIM-a je nedostatak jasne metodologije implementacije i teškoća u vrednovanju efektivnosti implementacije CIM-a i kreiranja integracionih rješenja povezanih sa visokim početnim ulaganjima u velike projekte informatizacije u proizvodnim preduzećima.

• Laplante R. Sveobuhvatni rječnik elektrotehnike. 2nd ed. Boca Raton, Florida: CRC Press, 2005. str. 136.
• Ibid.

OSNOVE RAČUNARSKE INTEGRISANE
INŽENJERSKE TEHNOLOGIJE

1.1. Metodološke osnove KIT-a

1.1.1 Trenutna drzava, trendovi
i izgledi za razvoj KIT-a

Od 80-ih godina XX veka, jedan od načina za poboljšanje efikasnosti proizvodnje bila je široka upotreba kompjuterskih i informacionih tehnologija.

U sadašnjoj fazi, nove industrijske tehnologije integrisane u fazama LCI obuhvataju robote, alatne mašine sa programskim upravljanjem, kompjuterske programe za projektovanje, inženjerske analize, tehnološku pripremu proizvodnje, proizvodnju i kontrolu opreme. Ovi moderni KIT-ovi su implementirani u CIP (kompjuterski integrisani proizvodni prsten / C1M). Moderni KIT, koji se nazivaju i napredne proizvodne tehnologije, povezuje komponente proizvodnje koje su ranije bile odvojene jedna od druge. Rad alatnih mašina, robota, odeljenja za projektovanje i tehnologiju i inženjerske analize koordinira jedan računar.

Jezgro strukture punopravne instrumentacije čini takozvani podsistem nepraćene proizvodnje (LOM - Light Out Manufacturing), koji uključuje niz obaveznih KIT-a, koji su podijeljeni u tri komponente: kompjuterski potpomognuto projektovanje / CAD , kompjuterski potpomognuta proizvodnja / CAM ) i Integrisana informaciona mreža.

Kompjuterski kontrolisane mašine koje se koriste u obradi materijala, proizvodnji delova i sklapanju proizvoda uveliko su povećale brzinu kojom se jedinica može proizvesti. Računalni proizvodni sistemi omogućavaju vam da brzo prebacite proizvodne linije sa jedne vrste proizvoda na bilo koju drugu, menjajući samo uputstva za mašinu ili program za računar. Ovi sistemi takođe pomažu da se brzo odgovori na zahteve kupaca za promene u dizajnu ili asortimanu proizvoda.

Integrisana informaciona mreža (Integrated Information Network) povezuje sve aspekte kompanije, uključujući računovodstvo, nabavku sirovina, marketing, rad skladišta, projektovanje, proizvodnju itd. Ovakvi sistemi, zasnovani na zajedničkim podacima i zajedničkoj bazi podataka, daju menadžerima sposobnost preuzimanja rješenja i upravljanja proizvodnim procesom, sagledavajući ga kao cjelinu.

Kombinacija kompjuterski potpomognutog projektovanja, kompjuterski potpomognute proizvodnje i integrisanih informacionih sistema predstavlja najviši nivo KIT mašinstva. Novi proizvod se može dizajnirati na kompjuteru, a prototip se može napraviti bez ljudskih ruku. Idealno kompjuterizovano postrojenje može lako da pređe sa jednog proizvoda na drugi, radi brzo i sa velikom preciznošću, bez papirne dokumentacije koja usporava proizvodni proces.

Kompjuterski potpomognuti dizajn i proizvodni sistemi smanjili su mogućnost ljudske greške, i kao rezultat toga, revizije dizajna i prerada pogrešno dizajniranih komponenti smanjeni su za više od 50% u poređenju sa prethodnim dizajnom.

Proizvodni setovi pružaju najviši mogući nivo kvaliteta, zadovoljstva kupaca i smanjenje troškova samo kada se sve njihove komponente koriste zajedno. Primjena KIT-a i fleksibilnih radnih procesa promijenila je cjelokupnu prirodu proizvodnje. Masovno prilagođavanje postalo je moguće, kada to mogu i fabrike en masse proizvodi proizvode prilagođene specifičnim potrebama kupaca.

Prednosti KIT-a su što se proizvodi različitih veličina i tipova koji zadovoljavaju različite potrebe potrošača mogu slobodno miješati jedni s drugima na istoj montažnoj traci. Bar kodovi odštampani na radnim komadima omogućavaju mašinama da trenutno izvrše potrebne promene, kao što je uvrtanje većeg zavrtnja, bez usporavanja procesa proizvodnje. Uz pomoć jedne takve linije, proizvođač može proizvesti beskonačan broj vrsta proizvoda u bilo kojoj seriji.

U tradicionalnim industrijskim sistemima, tehnologija male proizvodnje dala je kompaniji priliku da bude fleksibilna u izboru proizvedenih proizvoda i da ispuni pojedinačne narudžbe potrošača, ali kako je "rad zanatlije" bio od velike važnosti u proizvodnji unikatne robe namijenjene određenom kupcu, serije su neminovno morale biti male. Masovna proizvodnja je radila u mnogo većim serijama, ali je fleksibilnost bila ograničena. Tehnologija kontinuiranog procesa dizajnirana je za proizvodnju jednog standardnog proizvoda u neograničenim količinama. Industrijski kompleti omogućavaju preduzećima da se oslobode ove dijagonale i istovremeno povećaju fleksibilnost i veličinu serije. Na svom najvišem nivou, CIT-ovi omogućavaju masovnu prilagodbu, gdje je svaki proizvod jedinstven i proizveden prema zahtjevima kupaca. Ovaj najviši nivo upotrebe KIT-a nazvan je "kompjutersko umeće" jer računari pojedinačno dizajniraju svaki proizvod kako bi zadovoljili dobro definisane potrebe određenog potrošača. Razvoj interneta igra veoma važnu ulogu u ovom okretu masovne proizvodnje prema potrošaču, jer elektronska sredstva komunikacije omogućavaju kompanijama da održe bliski kontakt sa svakim pojedinačnim kupcem i, osim toga, olakšavaju i ubrzavaju koordinaciju zahtjeva potrošača i proizvodne sposobnosti preduzeća.

Istraživanja pokazuju da KIT (slika 1.1) omogućava efikasnije korištenje tehnološke opreme, povećanje produktivnosti rada, smanjenje otpada, povećanje asortimana proizvoda i zadovoljstvo kupaca.

Mnoge industrijske kompanije u SAD-u redizajniraju svoja postrojenja sa KIT-om i povezanim sistemima upravljanja kako bi poboljšali produktivnost.

Trenutno, za razvoj raznovrsnih proizvoda, industrijska preduzeća uveliko koriste sledeće računarske tehnologije - softver za automatizaciju: CAD sistemi (Computer-Aided Design, CAD) - sistemi kompjuterski potpomognutog projektovanja (CAD) koji, kako su se CAD tehnologije razvijale, imaju prešao je jednostavnu elektronsku ploču za crtanje na dvodimenzionalni (2D), a zatim i trodimenzionalni (3D) sistem parametarskog modeliranja; CAM-sistemi (Computer-Aided Manufacturing, CAM) - sistemi za tehnološku pripremu proizvodnje, prvenstveno za CNC mašine; CAE-sistemi (Computer-Aided Engineering, CAE) su sistemi automatizacije za inženjerske proračune koji čine osnovu tehnologija računarskog inženjeringa - naučno najintenzivnije komponente PLM tehnologija, budući da su ovi softverski sistemi dizajnirani da efikasno rešavaju složene nestacionarne nelinearne prostorni problemi opisani sistemima nelinearnih diferencijalnih parcijalnih diferencijalnih jednačina, za čije se rješavanje po pravilu koriste različite varijante metode konačnih elemenata (FEM), Analiza konačnih elemenata (FEA); PDM sistemi (Product Data Management, PDM) - sistemi za upravljanje podacima o proizvodima, koji se ponekad nazivaju sistemi za kolaborativni rad sa inženjerskim podacima (Collaborative PDM, SPDM). Među nizom CAD/CAM sistema koji su najzastupljeniji na tržištu izdvajamo: „teške sisteme“ (CATIA, Unigraphics NX, PRO/Engineer) koji su se pojavili 1980-ih godina. i imaju široku funkcionalnost i visoke performanse, uprkos činjenici da su „teški“ sistemi skupi softverski sistemi, troškovi njihove nabavke se isplate, posebno kada je u pitanju složena proizvodnja, na primer, mašinstvo, vazduhoplovstvo i svemirska industrija, brodogradnja, elektrotehnika i energetika; “srednji sistemi” (SolidWorks, SolidEdge, Inventor Mechanical Desktop, Power Solutions, Cimatron, think3, itd.), koji su, od svog nastanka sredinom 1990-ih, kombinovali mogućnosti 3D modeliranja čvrstog tijela, niski su u odnosu na “teške “ cijena sistema i orijentacija na Windows platformu. Ovi CAD sistemi su revolucionirali CAD svijet, omogućavajući mnogim dizajnerskim i inženjerskim organizacijama da pređu sa 2D na 3D modeliranje. Među ruskim CAD / CAM sistemima, prije svega ističemo KOMPAS, T-Flex, ADEM; „svetlosnih sistema“, koji su najčešći proizvodi za automatizaciju dizajna, među kojima, pre svega, treba pomenuti AutoCAD.

Stvaranje jedinstvenog informacionog prostora je aktuelan problem za mašinska preduzeća. Malo je primjera implementacije jedinstvenog informacionog okruženja. Nakon uvoda
CAD / CAE / CAM, po pravilu, u mašinogradnji pokušavaju da kombinuju sistem upravljanja ekonomska aktivnost ERP (Enterprise Resource Planning - organiziranje elektronskog sistema upravljanja dokumentima; uključuje održavanje ugovora, računovodstva i osoblja; direktno povezuje narudžbe sa dobavljačem sa specifičnim prijenosom na proizvodni program za formiranje narudžbe za proizvodnju, ne samo sastav proizvoda, već i tehnologiju njegove proizvodnje, što vam omogućava da precizno planirate resurse, proizvodni proces, od tehničkih zahtjeva do isporuke gotovih proizvoda, kao i softver za upravljanje inženjerskim podacima. PDM (Product Data Management - je osnova za planiranje i upravljanje proizvodnjom; osigurava funkcionisanje jedinstvenog informacionog okruženja zasnovanog na elektronskoj arhivi, organizira razmjenu informacija između odjela za projektovanje i planiranje, s jedne strane, i proizvodnih odjela, s jedne strane s druge strane). Srž PDM-a je regulatorna i referentna baza koja odražava strukturu i specifičnosti određenog preduzeća. Glavni cilj kombinovanja ERP-a i PDM-a je kreiranje sistema koji vam omogućava kontrolu troškova, izračunavanje troškova proizvodnje, planiranje proizvodnje i formu politika cijena. Glavna prepreka ujedinjenju je nedostatak modula za interakciju programa različitih programera. Za upravljanje proizvodnjom su potrebne nomenklaturne baze podataka, stoga su svi imenici i regulatorni podaci automatizirani, izvorni podaci su pojednostavljeni, uveden je sistem kodiranja komponenti i kupljenih proizvoda, te se popunjava PDM baza podataka. Nakon toga postaje moguće koristiti informacije potrebne za upravljanje proizvodnjom - sastav proizvoda, obračun materijala i komponenti, stope potrošnje itd. PDM također prima podatke o tehnološkim pravcima koje razvijaju tehnolozi. Ovdje se formira Elektronska arhiva projektnu i tehnološku dokumentaciju. Shodno tome, projektovanje se izvodi u CAD okruženju.

Koja je poenta integracije? Informaciju kreira dizajner ili tehnolog i ulazi u PDM. Podaci se unose jednom, a zatim se podaci automatski prenose u jednom smjeru - od PDM do ERP. Odsustvo ponovnog unosa eliminiše neslaganja i smanjuje rizik od pojavljivanja netačnih informacija u sistemu. Glavna prednost end-to-end tehnologija je transparentnost informacija: svi dokumenti se pohranjuju u jedinstvenu elektronsku bazu podataka - nabavne cijene, prema kojim računima i od kojeg preduzeća se vrši isporuka, izvršeno plaćanje ili ne; ovdje su informacije o sastavu proizvoda, digitalnim modelima, dizajnerskoj i tehnološkoj dokumentaciji.

Dizajner kreira model i postavlja ga u PDM, tehnolog koristi gotov digitalni model za razvoj tehničkog procesa, dok paralelizacija rada smanjuje vrijeme utrošeno na dizajn.

Slika 1.1 - Struktura KIT-a mašinstva

Koja je suština PLM-CALS tehnologija? Sve informacije o proizvodu, počevši od crteža i završavajući pričvršćivačima tokom montaže, unose se do najsitnijih detalja u elektronsku bazu podataka, gdje se prati životni ciklus svakog dijela: gdje i ko je napravljen, od kojeg metala i kako je štancan, na kojim mašinama je glodan itd... - sve do najsitnijih detalja. Osnovno svojstvo ovakvog informacionog sistema je sposobnost ne samo da opiše strukturu proizvedenog proizvoda, već i proizvodne tehnologije, i štaviše, da akumulira u narednim fazama sve informacije o proizvodnji svakog dijela i montaži, popravkama i zamjenama, itd. Informacije su dovoljno detaljne da se mogu vratiti ako je potrebno. kompletna istorija svaki detalj, identificirati uzroke kvarova i brzo izvršiti potrebne promjene. Informacionu bazu koriste ne samo dizajnerske i tehnološke službe, već i tehničke obuke i usluge upravljanja proizvodnjom proizvođača, budući da se formira kompletan informacioni model proizvoda, počevši od specifikacije dizajna i završavajući podacima o stvarnoj proizvodnji. .

Vodeći CAD igrači:

36% Autodesk (AutoCad, Inventor)

19% Dassault Systemes (CATIA, SolidWorks, SIMULIA)

12% Siemens PLM softver (Unigraphics, NX)

Vodeći CAD i PLM-CALS igrači :

Autodesk (AutoCad, Inventor) Značajan doprinos povećanju prometa kompanije dala je akvizicija drugih kompanija koje je Autodesk preuzeo
14 kompanija. Odlikuje ga činjenica da isporučuje softver za najširi spektar industrija: inženjering, arhitekturu i građevinarstvo, geoprostor, animaciju i grafiku. Autodesk je nedavno napravio velike korake u premještanju svoje ogromne korisničke baze sa 2D na 3D aplikacije.

Dassault Systems(CATIA, SolidWorks, SIMULIA) Pokriva skoro sva područja automatizacije dizajna u velikim preduzećima.

PTC (Pro/Engineer, Windchill) Uspješno posluje u dva tržišna segmenta - "teški" CAD sistemi i sistemi srednje klase.

Siemens PLM softver(Unigraphics, NX, TeamCenter, Tecnomatrix) Sinergija iz UGS-ovog spajanja sa ogromnom grupom kompanija Siemens podstiče interesovanje za upravljanje životnim ciklusom proizvoda koje premošćuje jaz između dizajna i proizvodnje koji još uvek postoji u proizvodnim pogonima.

1.1.2. Faze razvoja automatizacije obrade

Sa stanovišta instrumentacije, razvoj automatizacije proizvodnih procesa mašinske obrade je dijalektička spirala razvoja.

Prvi zaokret evolutivne spirale automatizacije obrade karakteriše automatizacija radnog ciklusa mašine i automatizacija linijske proizvodnje, koja obuhvata: univerzalne mašine, univerzalne automatske mašine i poluautomatske mašine, specijalne i specijalizovane automatske mašine i poluautomatske mašine, modularne mašine, automatske linije od modularnih mašina, automatske linije od univerzalnih automatskih mašina, kompletne automatske linije i automatska postrojenja.

Razvoj automatizacije proizvodnih sredstava u mašinstvu - od univerzalnih mašina, specijalizovanih mašina, automatskih mašina, automatskih linija i "tvrdih" automatskih fabrika ostvaren je u više od dve stotine godina: od 1712. godine (prva mašina za struganje i kopiranje
A. K. Nartova) do 1951. (prva automatska tvornica za proizvodnju automobilskih klipova u SSSR-u).

Drugi zavoj evolucijske spirale automatizacije glavnog proizvodnog procesa strojne obrade karakterizira pojava numeričkog upravljanja. To je, prije svega, pojava CNC mašina, CNC mašina, specijalizovanih CNC mašina, obradnih centara (MC).

U drugoj polovini 60-ih 20 th veka, fleksibilni proizvodni sistemi za mašinsku obradu postali su faza u preopremanju mašinske industrije. To je otvorilo puteve za rješavanje postojeće kontradikcije između visoke produktivnosti i nedostatka pokretljivosti opreme za masovnu proizvodnju i visoke mobilnosti i niske produktivnosti univerzalnih alatnih strojeva za pojedinačnu i masovnu proizvodnju.

Rješavanje problema povećanja mobilnosti u proizvodnji nove opreme u pojedinačnoj i serijskoj proizvodnji dovelo je do stvaranja univerzalnih alatnih mašina sa numeričkim upravljanjem (CNC).

Drugi krug dijalektičke spirale razvoja automatizacije proizvodnih procesa mašinske obrade - ponovio je prvi, ali na novom principu upravljanja - elektronsko-softverskom, dok se sa povećanjem produktivnosti svake vrste opreme povećavala i njena fleksibilnost. . U drugom krugu potrošeno je nešto više od 30 godina.

Treći krug evolutivne spirale automatizacije obrade karakteriše prisustvo fleksibilnih proizvodnih sistema i fleksibilne automatizovane proizvodnje. To uključuje pojavu CNC-CNC mašina alatki, CNC glodanja i bušenja OC, CNC tokari OC, GPS sa specijalizovanim OC za masovnu proizvodnju, GPS (HAP) + CAD + ASTPP, automatizovano postrojenje.

Razvoj elektronike i upotreba kompjutera i mikroprocesora omogućili su stvaranje univerzalne mašine i CNC alatne mašine kojima se upravlja direktno sa računara u režimu deljenja vremena. Time je nastao treći krug razvoja automatizacije proizvodnih procesa u mašinstvu i drugim industrijama.

Upravljanje sa jednog računara više radnih mašina, CNC mašina i pomoćne opreme omogućilo je povezivanje mašina sa upravljanjem i jednim automatskim transportom u grupe, odnosno kreiranje mašinskih sistema. Pojedinačne CNC mašine, obradni centar (MC), mašine za glodanje i bušenje i tokarenje - osnova fleksibilni proizvodni sistemi. Na osnovu OC-a kreiraju se fleksibilni proizvodni moduli, sekcije, linije. Na ovom koraku počelo je povezivanje u jedinstven sistem svih proizvodnih funkcija: projektovanje, tehnološka priprema proizvodnje, prerada, montaža, ispitivanje, odnosno počela je da se javlja fleksibilna automatizovana proizvodnja (FAP). Treći krug je završen za 10-15 godina.

Četvrti zavoj evolucijske spirale automatizacije obrade karakterizira pojava fleksibilne automatske proizvodnje i tvornica bez posade. Započelo je stvaranjem automatizovane proizvodnje potpuno integrisane računarske pete generacije (industrijski personalni računari, posebno KIM-Kontrol Intelligence Minicomputer, KIM 786LCD-mITX, KIM 886LCD-M / mITX. KIM986LCD-M / mITX modeli ), koji se odlikuju visokim nivoom pouzdanosti, kompatibilnosti sa razne tehnologije, kao i dobra proširivost konfiguracije i dug životni ciklus.

Peti krug evolutivne spirale automatizacije obrade karakteriše pojava proizvodnih sistema bez problema sa samoizlečenjem.

Šesti zavoj evolucijske spirale automatizacije obrade karakteriše pojava samoobnavljajućih proizvodnih sistema itd.

Razvoj informacionih tehnologija omogućava automatizaciju čitavog proizvodnog lanca tehnološke opreme – distribuirani sistem upravljanja za kontinuirane i periodične procese, posebno NMI/SCADA – programe. Dalji razvoj nauke i tehnologije, rešavanje problema pouzdanosti i samodijagnostike radnih mašina i inteligencija sistema pomeriće razvoj automatizacije proizvodnih sredstava u sledeći krug, kada će nesmetano raditi samoizlečenje. biće stvorene mašine, sistemi i fabrike.

Stvaranje umjetne inteligencije bit će ključ za uspješno rješenje ovog problema. Dijalektička spirala razvoja automatizacije obrade može se predstaviti kao niz faza:

1. Automatizacija radnog ciklusa mašine, automatizacija in-line proizvodnje.

2. Numerička kontrola.

3. Fleksibilni proizvodni sistemi, fleksibilna automatizovana proizvodnja.

4. Fleksibilna automatska proizvodnja, tvornice bez posade.

5. Sigurnosni samoizlječivi proizvodni sistemi.

6. Samoobnavljajući proizvodni sistemi itd.

Treba napomenuti da automatizaciju mašinstva karakteriše ne samo kompjuterska tehnologija, već i prisustvo novih fizičkih svojstava proizvodnog sistema.

1.1.3. Koncept kompjuterski integrisane proizvodnje

Osnova za razvoj savremenog mašinstva u svetu je kompjuterizacija i integracija svih proizvodnih procesa i upravljanja proizvodnjom od početka razvoja do isporuke gotovih proizvoda potrošaču.

Integracija u proizvodne sisteme ili komplekse (u širem smislu, kako se sada shvata u okviru koncepta međunarodnih standarda serije ISO 9000), bez obzira na kategoriju i vrstu proizvodne delatnosti i delatnosti, kao i na nivo i obim integracije (počevši od najnižeg nivoa, integracijom poslovanja na jednom radnom mjestu i završavajući integracijom na najvišem, međunarodnom nivou).

Ako se oslanjamo na ideologiju koja odgovara naznačenim međunarodnim standardima, onda bi prije svega trebalo govoriti o integraciji kako bismo unaprijedili aktivnosti na osiguravanju svih faza životnog ciklusa. ( engleski, životni ciklus), na čemu se zasniva moderna teorija upravljanje kvalitetom. U skladu sa serijom standarda ISO 9004, uobičajeno je razlikovati jedanaest faza životnog ciklusa.

1. Marketing, traženje tržišta, analiza stanja tržišta, izrada preporuka za puštanje proizvoda.

2. Izrada tehničkih zahtjeva, dizajn proizvoda.

3. Razvoj tehnoloških procesa, tehnološka priprema proizvodnje.

4. Logistička podrška proizvodnje.

5. Proizvodni procesi (proizvodnja u užem smislu).

6. Sprovođenje kontrolnih, prijemnih i drugih ispitivanja.

7. Pakovanje, etiketiranje i skladištenje proizvedenih proizvoda.

8. Distribucija, transport i prodaja proizvoda.

9. Instalacija i rad.

10. Tehnička pomoć u održavanju.

11. Odlaganje nakon isteka perioda upotrebe ili rada.

Grafički, ovaj ciklus se obično predstavlja kao krug ili bilo koja zatvorena kriva označena fazama; kada se krug zatvori, to znači da nakon odlaganja ciklus počinje ponovo, već za novi proizvod.

Ponekad se ovaj ciklus predstavlja kao spirala; ovo implicira da za novi proizvod (ili novu modifikaciju istog proizvoda) počinje sljedeći red. U prvih pet faza proizvod još ne postoji, u posljednjoj više ne postoji. Međutim, treba imati na umu da je ideja zatvaranja ciklusa ili ulaska u novi krug tek nakon završetka prethodnog kruga apstraktna shema i ne odgovara iskustvu stvarne aktivnosti. Zapravo, u bilo kojoj organizaciji uvijek postoji paralelni rad na više proizvoda ili na mnogim modifikacijama jednog proizvoda, a u svakom trenutku ti proizvodi su u različitim fazama.

Uzimajući ovo u obzir, bilo bi ispravnije predstaviti cjelokupnu sliku kao familiju spiralnih linija koje se naslanjaju jedna na drugu sa tačkama faza pomjerenih jedna u odnosu na drugu.

Bez obzira na društveni sistem i vrstu privrede, integracija kroz uzastopne faze LCI-a se najlakše odvija u razmerama fabrike, kombinata, kompanije ili firme. Tradicionalno, u svim zemljama integracija se odvijala u okviru iste organizacije samo u dijelu faza.

Trenutno, težište u integraciji je upotreba objedinjenih kompjuterskih tehnologija i softvera razna dokumentacija (projektna, tehnološka, ​​radna (direktno vezana za proizvodnju), pogonska itd.) i pripadajući softver. U ovom slučaju, integracija se provodi u fazama 2-3-4-5 LCI. U međunarodnoj praksi to se nedvosmisleno povezuje sa implementacijom standarda ISO 10303, a obično se sve to naziva CALS tehnologije.

Tehnologija CALS(engleski, nabavka računara i podrška tokom životnog ciklusa) u prijevodu - osiguranje kontinuiteta isporuke i podrške životnom ciklusu proizvoda. Besplatan prijevod: osiguravanje neraskidive veze između proizvodnje i svih ostalih faza LCI-a (kreiranjem najkompletnijeg informacionog modela proizvoda), pokrivanje svih faza LCI-ja od marketinga do odlaganja, nudeći objedinjene informacije i softver zasnovan na sistematskom pristup svim problemima stvaranja novih proizvoda.

Programeri i komentatori naglašavaju da CALS nije samo specifičan softverski proizvod, ne samo skup pravila i šablona, ​​već uglavnom opći koncept za kreiranje jedinstvenog informacijskog modela o proizvodu. Međutim, razmatranje integracije samo po fazama LCI otkriva samo jedan aspekt integracije.

Istorijski gledano, u različitim periodima, problemi integracije u suštini (sam termin se pojavio i stekao prava državljanstva prilično kasno) shvatani su šire ili uže i potpuno su izbijali u prvi plan. određene forme integracija. Dakle, od početka do sredine prošlog stoljeća, integracija je shvaćena uglavnom kao koncentracija na jednoj tvorničkoj teritoriji sve opreme velikih proizvodnih kompleksa koji su objedinjavali sve proizvodne funkcije neophodne za proizvodnju određenih proizvoda.

Ve gg. XX vijek koncept integrisanih proizvodnih sistema (engleski, integrisani proizvodni sistemi) u odnosu na mašinstvo, bio je neraskidivo povezan sa najpotpunijom automatizacijom izvođenja sekvenci tehnoloških i pomoćnih operacija, počevši od skladištenja, nabavke zaliha i pripreme potrebnu opremu sa alatom, zaključno sa kontrolom i otpremom gotovih delova i sklopova.

Nema sumnje da je problem integracije i dezintegracije u proizvodnji vječan, iako je, naravno, najveća aktuelnost pripisana, i pripisaće se različita vremena, različiti aspekti integracije. Ali mora se imati na umu da sve veći naglasak na jednom aspektu problema ne negira druge aspekte.

U svim slučajevima, integracija se može predstaviti kao uspostavljanje i organizacija funkcionisanja jednim ili drugim tipičnim sredstvom veza između integrisanih objekata ili delova. Ove veze mogu biti različite prirode, ponekad mogu biti direktne, neposredne , ali se najčešće implementira kroz lance međukarika.

CIP u cjelini ili djelimično sam po sebi ne dovodi do fleksibilne proizvodnje, može imati različitu fleksibilnost i obezbjeđuje se fleksibilnošću različitih elemenata proizvodnje, integrisanih proizvodnih sistema. Stepen potrebne fleksibilnosti proizvodnje zasniva se na tehničko-ekonomskim pokazateljima cjelokupne proizvodnje, postrojenja u cjelini, a ne na osnovu efikasnosti pojedinih njegovih dijelova.

Upotreba računara u upravljanju instrumentacijom omogućava integralni pristup automatizaciji svih vrsta poslova i procesa - od izrade zadatka za proizvodnju novog proizvoda, projektantskih i proračunskih radova, tehnološke pripreme proizvodnje, cjelokupnog kompleks tehnoloških procesa - od nabavke do pakovanja i slanja proizvoda potrošaču, kao i svega što se tiče održavanja, popravke, upravljanja, uključujući proračune, tehničko-ekonomske pokazatelje, ekonomsku efikasnost, finansijsku, računovodstvenu i kadrovsku.

Posebna pažnja se trenutno poklanja razvoju objedinjenih informacionih, matematičkih i softverskih sistema za kompjuterski potpomognuto projektovanje, konstrukciju, tehnološku pripremu, planiranje i organizaciju proizvodnje.

“Filozofija” CIP-a zahtijeva razmatranje svake od njih individualna akcija ili aktivnosti cijelog pogona i svega što je s njim povezano, kao jedinstvenog procesa koji osigurava pravovremenu i potpunu povezanost svake djelatnosti u cilju organizovanja puštanja što većeg asortimana proizvoda u granicama raspoloživih mogućnosti po unaprijed određenom rasporedu uz minimalne troškove.

To dovodi do mogućnosti integracije cjelokupne proizvodnje u jedan automatizirani proces, uključujući istraživanje i razvoj (R&D). Istovremeno se postižu značajne uštede i skraćivanje vremena za uvođenje nove tehnologije zbog smanjenja postojećeg dupliranja i jaza u razvojnom radu i proizvodnji, kao i smanjenja vremena čitavog ciklusa stvaranja i proizvodnje. proizvodnja proizvoda.

Najkraći proizvodni ciklus, niža cijena, visok kvalitet proizvoda, potpuna kontrola nad kapitalnim ulaganjima i obrtnim sredstvima uz apsolutno potpunu kontrolu nad dijelovima i proizvodima, njihovom izradom kroz cijeli ciklus dok su u fabrici, radeći samo ono što je propisano, i ništa dodatno ne radi. Ovo je još jedna karakteristika koja je ugrađena u razumijevanje ukupne proizvodne integracije i olakšana konceptom fleksibilne integrirane proizvodnje.

Glavni cilj instrumentacije je da obezbedi fleksibilnost i integraciju proizvodnih sistema zasnovanih na KIT-u, čije su glavne karakteristike:

1) nivo performansi;

2) vrijednost troška;

3) stabilnost visokokvalitetnih proizvoda;

4) efikasnost upotrebe sredstava za proizvodnju;

5) broj osoblja koje opslužuje sistem i karakteristike uslova rada.

1.1.4. Sistemska formalizacija instrumentacije

CIP je i sistem koji uključuje niz elemenata, kao i podsistem koji je dio sistema višeg nivoa, a može se formalizirati sa stanovišta teorije sistema.
:

1) Instrumentacija kao sistem S je nešto cjelina iz funkcije ALI

Ova definicija izražava činjenicu postojanja i integriteta. binarni sud ALI(1.0) odražava prisustvo ili odsustvo ovih kvaliteta.

2) Instrumentacija kao sistem S postoji organizovan set.

(1.2)

gdje je org operater organizacije;

M- mnogo.

3) KIP kao sistem je skup stvari, svojstava i odnosa.

(1.3)

gdje m- stvari,

n- nekretnine,

k- odnosi.

4) Instrumentacija kao sistem je skup elemenata koji formiraju strukturu i obezbeđuju određeno ponašanje u uslovima sredine:

gdje L- element,

ST- struktura,

BE- ponašanje,

E- Sreda.

5) KIP kao sistem ima skup ulaza, skup izlaza, skup stanja karakteriziranih operatorom tranzicije i operatorom izlaza:

gdje X- ulazi,

Y- izlazi,

Z– navodi,

H je operator tranzicije,

G je izlazni operator.

6) Ako se definicija (1.5) dopuni sa vremenskim faktorom i funkcionalnim vezama, onda dobijamo definiciju sistema jednadžbama

gdje T- vrijeme,

X- ulazi,

Y- izlazi,

Z– navodi,

V je klasa ulaznih operatora,

Vz su vrijednosti izlaznih operatora,

F I f– funkcionalne veze u jednačinama.

7) Za organizaciju I&C sistema, definicija sistema uzima u obzir sljedeće

gdje PL- ciljevi i planovi

RO– eksterni resursi,

RJ- interni resursi

EX- izvođači,

PR- proces,

DT- smetnje,

SV- kontrola,

RD- menadžment,

EF- efekat.

Niz definicija se može nastaviti, koji bi uzeo u obzir toliki broj elemenata, veza i radnji u realnom sistemu koji je neophodan da bi se problem koji se rješava, postigao cilj.

Među problemima koje rješava teorija sistema su: određivanje opšte strukture sistema; organizacija interakcije između podsistema i elemenata; uzimanje u obzir uticaja spoljašnjeg okruženja; izbor optimalnih algoritama za funkcionisanje sistema.

Projektovanje instrumentacije je podeljeno u dve faze: 1) makro-dizajn (eksterno projektovanje), tokom kojeg se rešavaju funkcionalna i strukturna pitanja sistema u celini, i 2) mikro-dizajn (interni dizajn) povezan sa razvojem sistema. elemente kao fizičke jedinice opreme i sa dobijanjem tehničkih rješenja za glavne elemente (njihov dizajn i parametri, način rada).

1.1.5. Funkcionalno usmjerene strukture strojne obrade

Organizaciono-tehnički i proizvodno-tehnički potencijali su (slika 1.2) funkcionalne karakteristike FCS-a. Kao integralni indikator, treba da odražava najznačajnije karakteristike instrumentacije i da proceni njen tehnički nivo u opštem obliku. Ove karakteristike uključuju, prije svega, kvantitativnu mjeru specijalizacije detalja (univerzalnosti), izraženu u povećanom broju tehnoloških grupa ili naziva obrađenih dijelova. Nomenklatura potonjeg odražava sposobnost sistema da ekonomično proizvede različite dijelove koristeći različite tehnologije.

Slika 1.2 – Funkcionalno-ciljne strukture KIP-a

PTS je skup vrijednosti performansi sistema i njegovih tehnoloških mogućnosti. Prilikom izračunavanja produktivnosti obrade dijelova svih artikala iz tehnoloških grupa utvrđenih za sistem u vrijednosnom smislu, proizvodno-tehnološki potencijal se integriše po paru.

, (1.8)

gdje je - obim proizvodnje sistema u vrijednosti (po jedinici vremena);

- višestruka kombinacija tehnoloških mogućnosti sistema za obradu svih delova;

Svi mehanizmi koje koristimo u svakodnevnom životu sastoje se od jednostavnih ili složenih dijelova i veza. Sve su to proizvodi mašinstva - oblasti nacionalne privrede, koja se bavi proizvodnjom raznih mehanizama i mašina. Inženjerska tehnologija je specijalnost koja vam omogućava stjecanje znanja i vještina koje vam omogućavaju rad u inženjerskoj industriji.

Početak razvoja ovog pravca nacionalne privrede u našoj zemlji obično se vezuje za ime ko je izumeo prvi ruski strug još u 18. veku. U to vrijeme bilo je svega nekoliko inženjera, uglavnom entuzijasta i pionira u svojoj oblasti. No, glavni poticaj za razvoj tehnologije mašinstva uvelike je bio posljedica ratova 19. i 20. stoljeća, kada je pobjeda često ovisila o tehničkoj opremljenosti trupa. Za Rusiju je vrhunac inženjeringa pao na period Drugog svjetskog rata, kada su gotovo sva poduzeća u zemlji počela proizvoditi oružje, municiju i opremu. A upravo se u to vrijeme "inženjerska tehnologija" pokazala izuzetno teškom, jer su tvornice iskusile akutni nedostatak kvalifikovanih i kompetentnih inženjera.

Nažalost, trenutno se razvija i inženjering zbog konkurencije zemalja za najbolje oružje i odbrambene sisteme.

Inženjerska tehnologija je specijalnost koja ostaje tražena: svake godine najmanje 4 osobe konkurišu za jedno budžetsko mjesto. Treba napomenuti da inženjere školuju samo državni univerziteti i tehničke škole, za komercijalne organizacije ovaj specijalitet je preskup. Tehnologija mašinstva zahtijeva prisustvo u obrazovnim ustanovama specijalnog različite vrste), laboratorije, računari sa posebnim programima - za izradu crteža, izradu 3D modela itd. Zato nedržavne obrazovne institucije ne mogu da konkurišu državnim univerzitetima, koji imaju dobru materijalnu bazu, kadar visokokvalifikovanih nastavnika (od kojih su mnogi kandidati i doktori nauka) i dugogodišnju nastavnu tradiciju.

Danas su se funkcije procesnog inženjera značajno promijenile. Automatske linije, CNC mašine, oprema koja se direktno kontroliše sa računara i sistemi kompjuterski potpomognutog projektovanja uvedeni su svuda u fabrikama. Sve je to dovelo do toga da inženjeri moraju visoki nivo master računarske tehnologije. Sa ovim nivoom automatizacije, procesni inženjer može kontrolisati sve od dizajniranja crteža proizvoda do testiranja gotovog proizvoda.Tehnologija mašinstva je specijalnost koja se brzo razvija i menja koja se stalno prilagođava novim tehnologijama koje se pojavljuju u proizvodnji. Stoga studenti koji se odluče za ovu profesiju moraju znati da će morati studirati ne samo prije dobijanja diplome - inženjeri moraju usavršavati svoje vještine cijeli život.

Računarske tehnologije u mašinstvu

Mašinstvo je jedna od najstarijih i najvažnijih grana industrije. Ali, kao i svaka druga oblast, mašinstvo nije moglo bez modernizacije i uvođenja novih tehnologija. Računalne tehnologije u proizvodnji počele su se primjenjivati ​​relativno nedavno, ali su već mogle značajno olakšati rad radnicima i poboljšati kvalitetu proizvodnje.

Međutim, unatoč općeprihvaćenom mišljenju, upotreba računalne tehnologije nije usmjerena toliko na automatizaciju proizvodnje, već na promjenu samog dizajna i tehnologije proizvodnje, što samo po sebi značajno smanjuje vrijeme potrebno za izradu proizvoda, smanjuje troškove za cijeli životni vijek. ciklus proizvoda, a ujedno povećava i njegov kvalitet.

Računalne tehnologije se koriste ne samo za automatizaciju alatnih mašina i opreme, već i za dizajniranje izgleda proizvoda. Ovo se prvenstveno odnosi na složene inženjerske dijelove. Od kompjuterske tehnologije potrebno je napraviti tačan i detaljan izgled proizvedenog dijela, prije svega, to pruža velike mogućnosti za stvaranje kvalitetnijih proizvoda u kraćem vremenu.

U procesu projektovanja često učestvuje više ljudi, a za precizniji i brži rad moraju jedni druge da posmatraju rad, a istovremeno na računarima kreiraju modele delova, sklopova, sklopova itd.

U tom procesu se također mora riješiti niz indirektnih pitanja, kao što su tipovi inženjerskih analiza, modeliranje svih vrsta situacija, izgled proizvoda itd.

Istovremeno sa kreiranjem projekta, sve moguće informacije se prenose u proizvodnju kako bi se uspostavio njen proces i prije izrade gotovog izgleda.

Računalni programi u proizvodnji

Za kompjuterski potpomognuto projektovanje u proizvodnji koriste se kompjuterski sistemi inženjerske analize, kao i tehnologije pripreme proizvodnje (CAD/CAE/CAM).

Takve tehnologije se široko koriste na Zapadu, u raznim granama inženjerstva. U Rusiji se slične tehnologije koriste u velikim kompanijama.

Mnoge ruske kompanije su u svoju proizvodnju uvele programe za dizajn kao što su: AUTOCAD, CATIAV6, Compass-3D i mnogi drugi.

Najznačajnije kompjuterske tehnologije primjenjuju se u preduzećima sa masovnom i velikom proizvodnjom. U Rusiji se domaći razvoj (1C Enterprise) također široko koristi za automatizaciju proizvodnje.

Iskustvo implementacije kompjuterske tehnologije imalo je značajan uticaj na produktivnost. U ekonomskom smislu, industrije koje koriste kompjutersku tehnologiju razvijaju se 1,5 puta brže.

Međutim, nije mnogo preduzeća spremno za prelazak na kompjutersku proizvodnju u potpunosti - često se njima zamjenjuje 30-40% opreme, s obzirom na to, malo njih može postići barem 50% očekivanog rasta.

Napomena 1

Većina kompjuterski programi izrađene na osnovu zapadnih standarda, što značajno usporava proces njihove implementacije, budući da procesi upravljanja i proizvodnje ne zadovoljavaju strane standarde.

U maloj proizvodnji kompjuterske tehnologije se praktički ne koriste, posebno se to odnosi na brodogradnju. Budući da se kompletno plovilo montira u fazama, a montaža i ispitivanje se vrši na licu mjesta, što svaki brod čini jedinstvenim. A to znači da svaki brod ima svoj projekt i svoju dokumentaciju.

Često u brodogradnji nema proizvodnje identičnih dijelova. Istovremeno, važna tačka tokom implementacije je da je prilično teško raditi sa dokumentacijom, a nijedan računarski sistem nije u stanju da radi kako treba sa nedostatkom informacija.

Računari se takođe široko koriste direktno u proizvodnji. Svaki dispečer u fabrici ima na raspolaganju automatizovani sistem koji je odgovoran za rad više mašina, programa, tehnologija. Računari se također koriste za kontrolu tlaka i temperature, dajući signal o njihovom prekomjernom smanjenju ili povećanju.

Roboti u mašinstvu

Također, ne zaboravite na korištenje robota u proizvodnji. Prvi punopravni robot bio je Unimate, što je mehanička ruka, proizveden 1961. za General Motors. Izveo je niz radnji koje su snimljene na bubnju.

Počevši od 1970-ih, proizvodnja i upotreba robota počela se ubrzano razvijati. u početku su bili naviknuti na opasan i ne težak, monoton posao. Najtraženiji roboti bili su u automobilskoj industriji, gdje su izveli:

• zavarivanje
• štancanje,
• slikanje,
• montaža.

Uvođenje ovakvih tehnologija značajno je smanjilo radnu snagu u fabrikama.

Napomena 2

Postoji niz potpuno automatizovanih fabrika, kao što je IBM fabrika tastatura u Teksasu, koje se nazivaju "bez svjetla".

U takvim fabrikama je sva proizvodnja automatizovana, ljudi su potpuno zamenjeni kompjuterima, a fabrika može da radi sedam dana u nedelji.

Osim toga, kompjuterima nije potrebna pauza za ručak, te stoga značajno povećavaju broj proizvedenih proizvoda. Također je vrijedno napomenuti da kompjuterski sistem nije u stanju zalutati ili nešto propustiti.

Slično, kompjuteri i automatizirani sistemi mogu obavljati posao koji je težak i često opasan za ljude.

Danas su kompjuteri postali sastavni dio proizvodnog procesa. Krug predmeta i pojava koji potpadaju pod uticaj kompjuterskih tehnologija stalno se širi. Kompjuterske tehnologije se koriste u bilo kojoj inženjerskoj djelatnosti. Oni prate dio kroz njegov životni ciklus, od planiranja do izdavanja. Mnoge tvornice počele su koristiti tehnologije prostornog projektovanja, a za neke su postale glavni alat za projektnu dokumentaciju i tehnološki proces. Računarske tehnologije također pomažu u rješavanju problema povezivanja nekoliko tehnologija korištenjem zajedničke baze podataka.

Jedna od najvažnijih funkcija inženjera je projektovanje proizvoda i tehnoloških procesa za njihovu proizvodnju. U tom smislu, CAD se obično dijeli na najmanje dva glavna tipa:

CAD proizvodi (CAD I);

CAD tehnoloških procesa (CAD TP) njihove proizvodnje.

S obzirom da je Zapad razvio sopstvenu terminologiju u oblasti kompjuterizovanog projektovanja i da se često koristi u publikacijama, razmotrićemo i „zapadne“ i domaće termine.

CAD proizvodi. Na Zapadu se ovi sistemi nazivaju CAD (Computer Aided Design). Ovde je Kompjuter kompjuter, Aided je uz pomoć, Dizajn je projekat, dizajn, tj. U suštini, termin "CAD" se može prevesti kao "kompjuterski potpomognut dizajn". Ovi sistemi vrše 3D i 2D geometrijsko modeliranje, inženjerske proračune i analize, evaluaciju projektnih rješenja i izradu crteža.

Naučno-istraživačka faza CAD-a se ponekad izoluje u nezavisni automatizovani sistem naučno istraživanje(ASNI) ili, koristeći zapadnu terminologiju, automatizovani inženjerski sistem - CAE (Computer Aided Engineering). Primer takvog sistema u Rusiji je „mašina za pronalaženje“, koja podržava proces donošenja novih nestandardnih odluka od strane osobe, ponekad na nivou izuma.

CAD tehnologija proizvodnje. U Rusiji se ovi sistemi obično nazivaju CAD TP ili AS TPPP (automatski sistemi za tehnološku pripremu proizvodnje). Na Zapadu se zovu CAPP (Computer Automated Process Planning). Ovdje Automatizirano - automatski, Proces - proces, Planiranje - planiranje, planiranje, planiranje. Uz pomoć ovih sistema razvijaju tehnološke procese i sastavljaju ih u obliku rutnih, operativnih, rutnih - operativne kartice, dizajn alata, razvoj upravljačkih programa za CNC mašine.

Konkretniji opis tehnologije obrade na CNC opremi (u obliku okvira upravljačkih programa) uvodi se u automatizovani sistem upravljanja proizvodnom opremom (ACS), koji se na Zapadu obično naziva CAM (Computer Aided Manufacturing). Ovdje Proizvodnja - proizvodnja, proizvodnja. Tehničkim sredstvima Implementaciju ovog sistema mogu biti CNC alatne mašine, računari koji upravljaju automatizovanim alatnim mašinama.

Pored toga, postoje: sistem planiranja i upravljanja proizvodnjom PPS (Produktionsplaungs system), koji odgovara domaćem pojmu APCS (automatizovani sistem upravljanja proizvodnjom), kao i sistem upravljanja kvalitetom CAQ (Computer Aided Qulity Control). Ovdje je kvalitet kvalitet, kontrola je upravljanje. U Rusiji se koristi termin ASUK (automatski sistem upravljanja kvalitetom).

Samostalna upotreba CAD, CAM sistema daje ekonomski efekat. Ali može se značajno povećati njihovom integracijom kroz CAPP. Takav integrisani CAD/CAM sistem je na informacionom nivou podržan od strane jedne baze podataka. Pohranjuje informacije o strukturi i geometriji proizvoda (kao rezultat dizajna u CAD sistem), o tehnologiji proizvodnje (kao rezultat rada CAPP sistema) i upravljačkim programima za CNC opremu (kao početne informacije za obradu u CAM sistemu na CNC opremi) - Slika 40.

Glavni sistemi kompjuterski integrisane proizvodnje (CIP) prikazani su na slici 41. Faze stvaranja proizvoda mogu se vremenski preklapati, tj. djelomično ili potpuno rade paralelno. Slika 41 prikazuje samo neke od veza između faza životnog ciklusa proizvoda i automatizovanih sistema. Tako je, na primjer, automatizirani sistem upravljanja kvalitetom povezan sa gotovo svim fazama životnog ciklusa proizvoda.

Slika 40 - Elementi integrisanog sistema

Slika 41 - Glavni sistemi kompjuterski integrisane proizvodnje

Trenutno, glavni trend u postizanju visoke konkurentnosti zapadnih i ruskih preduzeća je prelazak sa odvojenih zatvorenih CAD sistema i njihova delimična integracija na potpunu integraciju tehničke i organizacione sfere proizvodnje. Takva integracija je povezana sa uvođenjem kompjuterski integrisane proizvodnje (CIP) ili u zapadnoj verziji CIM-a (Computer Integrated Manufacturing).

Informaciona struktura kompjuterski integrisane proizvodnje prikazana je na slici 42.

Slika 42 - Informaciona struktura kompjuterski integrisane proizvodnje

Postoje tri glavna hijerarhijska nivoa u strukturi kompjuterski integrisane proizvodnje:

• 1. Gornji nivo (nivo planiranja), koji uključuje podsisteme koji obavljaju zadatke planiranja proizvodnje.
• 2. Srednji nivo (nivo dizajna), koji obuhvata podsisteme za projektovanje proizvoda, tehnološke procese, razvoj upravljačkih programa za CNC mašine.
• 3. Niži nivo (kontrolni nivo) uključuje podsisteme za upravljanje proizvodnom opremom.

Izgradnja kompjuterski integrisane proizvodnje uključuje rešavanje sledećih problema:

informatička podrška (odstupanje od principa centralizacije i prelazak na koordiniranu decentralizaciju na svakom od razmatranih nivoa, kako kroz prikupljanje i akumulaciju informacija unutar pojedinačnih podsistema, tako i u centralnoj bazi podataka);

obrada informacija (docking i adaptacija softvera različitih podsistema);

fizičko povezivanje podsistema (kreiranje interfejsa, tj. priključivanje računarskog hardvera, uključujući korišćenje računarskih sistema).

Uvođenjem kompjuterski integrisane proizvodnje značajno se smanjuje ukupno vrijeme obrade narudžbi zbog:

smanjenje vremena prijenosa narudžbi s jedne lokacije na drugu i smanjenje zastoja u čekanju narudžbi;

prelazak sa sekvencijalne na paralelnu obradu;

eliminacija ili značajno ograničenje ponavljajućih ručnih operacija pripreme i prijenosa podataka (na primjer, strojna slika geometrijskih podataka može se koristiti u svim odjelima vezanim za dizajn proizvoda).

Povratak