ГИБКАЯ ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ СИСТЕМА (ГПС)
Гибкая производственная система (ГПС) в судостроении — единица или совокупность технологического оборудования с системой, обеспечивающей его работу в автоматическом режиме и автоматизированную переналадку при выпуске изделий разной номенклатуры; структура — гибкие производственные модули, линии, участки, цехи и заводы; многоуровневое управление на ЭВМ; пример — автоматизированная тепловая резка корпусного металла.
Гибкая производственная система (ГПС) в судостроении — отдельная единица или совокупность технологического оборудования и системы, обеспечивающей его работу в автоматическом режиме. ГПС способна к автоматизированной переналадке при выпуске изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик. Требование постоянного роста производительности труда, опережающего рост объёма производства, в многономенклатурном судостроительном производстве с быстрой сменой объектов можно выполнить лишь с помощью ГПС: традиционные методы «жёсткой» автоматизации в судостроении экономически нецелесообразны, а часто и невозможны. ГПС помогают и решать социальные проблемы за счёт механизации и автоматизации тяжёлых и неквалифицированных работ.
Пример. Советская ГПС тепловой резки корпусного металла в автоматическом режиме выбирает лист нужной марки и типоразмера и позиционирует его на рабочем столе машины тепловой резки «Гранит». Под управлением ЭВМ машина вырезает детали разных конфигураций с оптимальным коэффициентом использования материала, автоматический комплектовщик собирает детали в комплекты и передаёт на сборку. Всей системой управляет вычислительный комплекс на базе ЭВМ серии СМ. Монотонный и тяжёлый труд разметчика, резчика и комплектовщика заменяется трудом технолога-программиста и оператора.
Гибкость. Под гибкостью системы понимают её технико-организационное свойство: без изменения пространственной компоновки и производственной мощности в заданный срок наладить изготовление любого изделия из группы, предназначенной для выпуска этой ГПС. Степень гибкости характеризует критерий гибкости — отношение количества наименований изготовляемых деталей к объёму средней партии (у существующих на тот момент ГПС он достигал 300). Организационно-технологическая основа ГПС — групповая технология, позволяющая искусственно повышать серийность производства.
Структура. По организационной структуре ГПС делят на гибкие производственные модули (ГПМ), гибкие автоматизированные линии, участки, цехи и заводы. ГПМ — это ГПС из одной единицы технологического оборудования, оснащённой автоматизированным устройством программного управления и средствами автоматизации технологического процесса. Модули работают автономно, выполняя многократные циклы, и могут встраиваться в системы более высокого уровня. Средства автоматизации ГПМ — накопители, спутники, устройства загрузки и выгрузки, замены технологической оснастки, удаления отходов, автоматизированного контроля (включая диагностирование) и переналадки.
В ГПС высших уровней входят исполнительный комплекс (ИК) и система управления (СУ). ИК включает несколько ГПМ, автоматические склады заготовок, инструментов и готовой продукции, устройства автоматического контроля готовой продукции. Эти элементы объединены автоматическими или автоматизированными подсистемами транспорта заготовок, инструмента, готовой продукции и технологических отходов, а также датчиками подсистемы диагностики.
Управление. СУ ГПС высших уровней — многоуровневая система программного управления на комплексе ЭВМ с соответствующим программным обеспечением.
- Центральная ЭВМ координирует работу всей ГПС: при выходе из строя одного из станков выбирает другой маршрут заготовок и полуфабрикатов, регулирует график работы оборудования, меняя при необходимости последовательность обработки.
- ЭВМ второго уровня подчиняется центральной и управляет самими станками, выбирая нужные программы и передавая их на исполнение в нужный момент.
- Нижний уровень обеспечивают микропроцессоры станков, складов и транспортных подсистем. Они получают рабочие программы от ЭВМ второго уровня и содержат диагностические программы, которые выявляют механические и электрические неисправности и сообщают о них ЭВМ высшего уровня.
В СУ реализуются разнородные функции с разными свойствами, сложностью вычислений, типами данных и операций, поэтому наиболее экономичные решения достигаются применением ЭВМ разных классов. ЭВМ высшего уровня сопрягаются с системами автоматизации технологической подготовки производства (АСТПП) и автоматизированными системами управления предприятием (АСУП).
Результаты. По данным справочника, коэффициент загрузки станков в гибких модулях можно довести до 0,85—0,9, цикл обработки изделия по сравнению с традиционной технологией сокращается в 2—3 раза, себестоимость продукции снижается в 3—5 раз. При полной автоматизации ГПС превращается в «безлюдное» производство. Чтобы ГПС работала с полной отдачей, её наработка на отказ должна быть в 8—10 раз больше, чем у универсального оборудования.