конспект лекций. 2. Конспект лекций Технология приборостроения. Конспект лекций Курск 2006 Содержание

• Название: Конспект лекций Курск 2006 Содержание
• Анкор: конспект лекций
• Дата: 10.04.2023
• Размер: 0.59 Mb.
• Имя файла: 2. Конспект лекций Технология приборостроения.doc
• Тип: Конспект; #1051052
• страница: 7 из 7

Рис. 6.1. Структурная схема АСУТП



Для реализации основных функций АСУТП необходима информаци­онное и математическое

обеспечение и технические средства.
Рис.6.2. Структура комплексного АСУТП.



Состав и структура информационных массивов (ИМ) должны быть оп­ределены с учетом существующего производства и существующего ин­формационного обеспечения (лимитки) и должны обеспечить:

- минимальное время и стоимость обработки информации;

- минимальную избыточность информации;

- минимальное время поиска информации;

- максимальное удобство использования и корректирования ИМ. Этапы работ по определению состава и структуры ИМ:

- определить состав выходной информации;

- определить состав входной информации;

- определить структуру ИМ.

Технические средства сбора, передачи и обработки информации должны объединяться в комплекс технических средств КТС, предназна­ченный для реализации техпроцесса преобразования информации и со­ставляющий техническое обеспечение автоматизированного решения за­дач ТПП.

КТС должен обладать:

- минимальной (оптимальной) стоимостью ТС;

- агрегатируемостью ТС (гибкость, наращивание и т.д.);

- оптимальной производительностью;

- надежностью структур ТС, входящих в КТС, и КТС в целом. КТС выбирают в два этапа:

- предварительный выбор на стадии ТЗ;

- окончательный выбор на стадии ОКР. Предварительный выбор КТС включает:

- определение исходных данных ИМ;

- предварительный выбор ТС (в соответствии с ГОСТ 14.404-73);

- ориентированный расчет количества и номенклатуры ТС;

- создание предварительных вариантов КТС;

- обоснование выбранного предварительного варианта КТС. Окончательный выбор КТС включает:

- уточнение исходных данных в процессе апробации;

- выбор ТС, расчет необходимого количества (номенклатуры) ТС;

- формирование возможных вариантов КТС;

• 
  окончательный выбор варианта КТС.
  

Выбор технологического объекта автоматизации
Под объектом, подлежащим автоматизации в области ТПП, понимают:

- функциональную подсистему как совокупность задач ТПП, относящихся к рассматриваемой подсистеме;

- задачи ТПП, решение которых необходимо для обеспечения функцио­нирования системы ТПП.

При выборе объектов автоматизации учитывают:

- снижение трудоемкости работ по проектированию техпроцессов и средств технологического оснащения;

- сокращение сроков ТПП и стоимости обработки информации;

- повышение уровня организации и улучшение качества ТПП;

- создание предпосылок рациональной организации основного производ­ства;

- снижение или полная ликвидация непроизводительных расходов.

Выбор объекта, подлежащего автоматизации, проводят на стадии разработки ТЗ и уточняют на стадии разработки техпроцесса с целью усо­вершенствования системы ТПП.

При выборе объекта осуществляют:

- изучение и анализ существующего на заводе ТПП;

- предварительный выбор объектов, подлежащих автоматизации ТПП;

- экономическое обоснование проводимого выбора и окончательный вы­бор объекта, подлежащего автоматизации ТПП.
6.2. Автоматизированная система ТПП в условиях ГПС
Анализ работы гибких автоматизированных производств и гибких про­изводственных модулей в условиях выпуска небольших партий деталей показывает, что повышение их загрузки связано с уровнем автоматизации ТПП. В то же время максимальный эффект от автоматизации ТПП дости­гается в том случае, если в объединении, где внедряются автоматизиро­ванные производства, параллельно создается интегрированная система, включающая в себя САПР, АСТПП и АСУП. При этом сокращается объем работы по кодированию, вводу информации и выводу на печать в каждой системе. При интеграции САПР и АСТПП исключается решение задачи по вводу в ЭВМ геометрических параметров детали.

В настоящее время уже разработано достаточно большое количество пакетов прикладных программ (ППП), реализующих отдельные фазы про­цесса сквозного проектирования для некоторых классов деталей, техноло­гических процессов и элементов оснащения. В силу большого разнообра­зия деталей, технологий изготовления и технологического оборудования при создании этих ППП, как правило, не ставилась задача обеспечения информационной и технологической совместимости.

Было предложено рассматривать программное обеспечение ГПС в виде технологических линий автоматизированного конструкторско-технологического проектирования. При этом процесс проектирования ор­ганизуется по принципу информационного конвейера, обеспечивающего единый поток проектной информации: от описания проектируемой детали до превращения этой информации в команды систем программного управления.

Сквозной цикл проектирования должен содержать следующие взаи­мосвязанные базовые процессы: геометрическое моделирование объекта; анализ и оценку конструкции объекта; ведение банка конструкторско-технологических данных; разработку программ для оборудования с программным управлением; разработку конструкторско-технологической до­кументации.

Соединение отдельных автоматизированных подсистем с помощью локальной вычислительной сети в единую систему, создание программно-информационных интерфейсов и общего банка данных приводит к резкому повышению производительности труда конструкторов, технологов, увели­чению выпуска продукции.

Системы группового, оперативно-диспетчерского управления и ТПП должны иметь общую базу данных - сведения о номенклатуре и техниче­ских возможностях технологического оборудования, инструменте, техноло­гическом оснащении, наличии заготовок, времени выполнения операции, длительности обработки на каждой единице оборудования и т.д.

Для обеспечения гибкости и надежности процессов сбора и обработки информации и процессов управления производством система управления ГПС должна иметь многоуровневую иерархическую структуру, реализуе­мую на базе локальных сетей ЭВМ при строгой регламентации и стандар­тизации аппаратных и программных интерфейсов на иерархических уров­нях системы, совместимости программных средств внутри каждого уровня и между ними.

Состав и основные функции системы управления ГПС цеха на разных уровнях представлены на рис.6.3.

Нижний уровень системы управления (СУ) ГПС состоит из локальных систем управления, обеспечивающих координированное управление все­ми компонентами и механизмами ГПМ, автоматизированных складов и транспортных средств. Локальные системы управления должны реализо­вывать функции диагностического контроля состояния оборудования, со­блюдения параметров технологического процесса и качества изделий.

Следующий по иерархии уровень СУ ГПС представляет собой систему группового управления комплексом (участком, линией), в состав которого входят ГПМ, автоматизированные склады, транспортные средства и авто­матизированные системы контроля продукции.

Основные функции системы группового управления: получение пла­новых заданий от автоматизированной системы оперативно-диспетчерского управления (АСОДУ) и составление отчетов об их испол­нении; получение управляющих программ от АСТПП, хранение и передача их в системы управления ГПМ; автоматическая выборка из склада загото­вок, инструмента, технологической оснастки и транспортировка их в соот­ветствии с технологическими маршрутами, полученными от АСТПП; кон­троль состояния оборудования ГПС; автоматическая загрузка склада гото­выми изделиями после их проверки автоматизированной системой кон­троля.
Рис.6.3 Состав и основные функции системы управления ГПС цеха на разных уровнях

АСУП
Уровень ГПС

(цех)

АСОДУ АСТПП
Уровень ГАУ

(АСОДУ, группо-

вое управление и

контроль готовой

продукции)


Уровень ГПМ

(активный и выходной

контроль изделий, кон-

троль состояния СТО)
Автоматизированные системы ТПП, оперативно-диспетчерского управления занимают высший уровень иерархии СУ ГПС. Для упрощения процессов управления производством, повышения их гибкости, надежно­сти и оперативности целесообразно АСОДУ и АСТПП создавать на уровне не только цеха, но и ГПС.
Основные функции АСОДУ: формирование сменно-суточных плановых занятий для ГПС (на уровне цеха) и ГПМ (на уровне ГПС) с учетом приоритетности запуска изделий; анализ производственных ситуаций в течение смены и оперативная корректировка заданий ГПС и ГПМ в случае отказа оборудования или срочных заданий от АСУП; пооперационный учет выполнения заданий; формирование заявок на ТПП, материалы, заготовки, комплектующие изделия, инструмент, технологическую оснастку, тару и т. д.; расчет числа транспортных партий деталей; учет выполнения плановых заданий и печать итоговых отчетных документов, содержащих инфор­мацию о количестве изготовленных изделий заданной номенклатуры, о проценте брака, коэффициентах использования оборудования, объемах незавершенного производства и других показателях; анализ обеспеченно­сти заданий материальными ресурсами; оценка действий производствен­ного персонала.

Введение АСОДУ позволяет исключить из структуры управления про­изводством звенья, функции которых в основном сводятся к оперативной стыковке служб и отдельных исполнителей, при одновременном повыше­нии объективности планирования и регулирования производства.

При разработке АСОДУ для нескольких видов производства и, что особенно важно, при внедрении их на одном предприятии целесообразно программно-аппаратную часть АСОДУ унифицировать. Унифицированная часть системы характеризуется наличием универсальных программно-аппаратных средств общения управленческого персонала ГПС с системой;

средств автоматической избирательной обработки информации для выда­чи результатов конкретному лицу управленческого и производственного персонала; унифицированного системного и прикладного программного обеспечения функционально-алгоритмической части системы.
6.3. Создание интегрированной системы САПР/АСТПП/АСУП/ГПС
Актуальность создания интегрированных систем связана с тем, что их эффективность значительно выше, чем суммарный эффект от внедрения автоматизированных систем в отдельности. Такие системы имеют важное значение, прежде всего, для крупных научно-производственных объедине­ний. Это объясняется следующими особенностями: сложностью функцио­нально-производственной структуры, требующей больших вычислитель­ных мощностей; многоуровневой структурой; высокими скоростями проте­кания взаимосвязанных производственных процессов и необходимостью координации их в реальном масштабе времени; пространственной разоб­щенностью систем.

Развитая интегрированная система должна охватывать все этапы проектирования - от ввода исходного алгоритма функционирования про­ектируемого объекта до выдачи необходимой и достаточной для изготов­ления проектируемого объекта проектной документации с целесообраз­ным включением интерактивных процедур (интеграция по глубине) и ис­пользованием диалога проектировщика с ЭВМ.

Различают следующие основные формы интеграции:

функциональная - обеспечивает единство целей, совокупность согла­сованных критериев управления и взаимодействие реализуемых систем функций;

информационная - предусматривает возможность создания банка данных, базирующегося на единой системе накопления и обновления ин­формации;

техническая - при которой реализуется применение многомашинных комплексов, семей ЭВМ и пр.;

организационная - обеспечиваемая рациональным сочетанием воз­можностей персонала и техники в едином человеко-машинном комплексе, четким распределением задач, прав и обязанностей между участниками процесса управления, находящимися на всех уровнях иерархии;

программно-алгоритмическая - предусматривает наличие взаимо­связанного комплекса моделей, алгоритмов, операционных систем и при­кладных программ.

Передача информации между подсистемами интегрированной систе­мы осуществляется на основе однократного ввода исходной информации, позволяющего получить все результирующие данные, необходимые для принятия решений на различных уровнях проектирования и управления, а также ликвидировать автономные, во многом дублирующие друг друга системы сбора и обработки информации.

Создание эффективной интегрированной автоматизированной систе­мы управления (ИАСУ) на базе САПР, АСУП, АСТПП невозможно без на­учного анализа и учета свойств и закономерностей развития систем. Не­обходимо также определить информационные взаимосвязи.

САПР использует получаемую от АСУП информацию о плановых сро­ках разработки изделия в целом и его составных частей; о нормативно-технических документах с указанием нормативов работы оборудования и инструмента, наличия и использования основных фондов, нормативов для планирования рентабельности, себестоимости, сводных нормативов рас­хода сырья, материалов и др.

САПР использует от АСТПП информацию об ограничениях по техно­логическим нормам, которые следует обеспечить при проектировании из­делия; классификаторах ДСЕ, установочных и крепежных элементах и др.;

нормативно-справочную информацию о групповых заготовках для произ­водства печатных плат, контрольном оборудовании, управляющие про­граммы для которого разрабатываются одновременно с проектированием изделия; и др.

АСТПП использует от САПР информацию о полном составе конструк­торской документации с указанием применяемости, конструкторскую доку­ментацию на оснастку (фотошаблон и др.); технико-экономические харак­теристики изделия.

АСТПП использует следующую информацию от АСУП: план произ­водства; данные по состоянию оборудования и обеспеченности матери­альными ресурсами.

Связь на входе АСТПП представляется совокупностью параметров, описывающих конструктивно-технологические характеристики объектов (геометрию, размеры, состав, точность обработки, материал и т.д.), произ­водственные условия (наличие оборудования, оснащения, трудовых ре­сурсов, сырья и т.д.), и внешних управляющих воздействий (планы произ­водства, сроки освоения, ограничения по трудоемкости изготовления и т.д.).

Вывод системы АСТПП в общем виде описывается совокупностью па­раметров технологических процессов, содержащих информацию о мето­дах и способах изготовления изделий, средствах их производства - обо­рудовании, оснащении, инструменте, а также критериях их эффективности - трудоемкость, материалоемкость, надежность и т.д.

Автоматизированное управление системой ТПП заключается не толь­ко в том, чтобы удержать параметры входов и выходов системы в опреде­ленном интервале, но и в том, чтобы в необходимый срок отыскать из большого числа типовых технологических решений то, которое соответст­вует ситуации на входе.

АСУП использует от САПР следующую информацию: о завершении проектирования составных частей и изделия в целом; о материалах, по­купных изделиях и т.п.; о спроектированном изделии, запланированном к изготовлению; и т.д.

АСУП получает от АСТПП нормативы времени на изготовление ДСЕ, настройку оборудования и приспособлений, технологические маршруты изготовления деталей изделия, данные по оборудованию, оснастке, инст­рументу, материальные нормативы, классификаторы технологической ин­формации и т.д.

Накапливаемая в САПР информация о проектируемых изделиях рас­сматривается как исходная для разработки технологической документа­ции, планирования потребностей в материалах и комплектующих издели­ях.
Список литературы

1. Технология ЭВА, оборудование и автоматизация: Учеб. посо­бие/ Под ред. В. Г. Алексеева. М.: Высш. шк., 1984.

2. Технологичность конструкций изделий: Справочник/ Под ред. Ю. Д. Амирова. М.: Машиностроение, 1985.

3. ОСТ4.091.175-84. Отраслевая система технологической подго­товки производства. М., 1984.

4. ЕСТД, ЕСТПП. Единая система технологической документации. М.: Госстандарт, 1984.

5. Классификатор технологических операций машиностроения и приборостроения. М.: Изд-во стандартов, 1987.

6. Технологический классификатор деталей машиностроения и приборостроения. М.: Изд-во стандартов, 1987.

7. Аттестация технологических процессов. Методические указания ЕСТПП. РД 50-532-85. М.: Изд-во стандартов, 1986.

8. РД 4.091.001-87. Методические указания. ОСТПП. Типовая ин­формационная модель системы технологической подготовки производст­ва. М.: Изд-во стандартов, 1987.

9. ОСТ 4.091.155-80. ОСТПП. Обеспечение производства техноло­гической оснасткой. М., 1980.

10. Принципы построения систем управления автоматизированными производствами: Сб.научных трудов ЦНТИ. Минск, 1982.

11. Баринов Н.Г. Обеспечение технологичности изделий на основе конструкторско-технологического классификатора. Вопросы радиоэлек­троники. Сер. ТПО. Вып. 3, 1984.

12. Вейцман Э.В., Венбрин В.Д. Технологическая подготовка произ­водства радиоэлектронной аппаратуры. М.: Радио и связь, 1989.

13. Классификатор ЕСКД. Классы 71 - 76: в VI ч. М.: Госстандарт, 1980.