Розробка організаційної та функціональної структур ГКС

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти та науки України

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут»

Факультет інформатики та обчислювальної техніки

Кафедра Технічної Кібернетики

Курсовий проект

з дисципліни Проектування гнучких комп'ютеризованих систем

на тему: Розробка організаційної та функціональної структур ГКС

Список скорочень

АС - автоматизований склад

АСД - автоматизований склад деталей

АСІ - автоматизований склад інструментів

АТМ - автоматизований транспортний модуль

АТМм - АТМ зі сторони модулів

АТМз - АТМ зі сторони позиції завантаження/розвантаження та контролю якості

АТСС - автоматизована транспортно-складська система

БС - буфер стружки

ГВМ - гнучкий виробничий модуль

ГВС - гнучка виробнича система

ДУ - деталеустановка

З/Р - позиції завантаження/розвантаження

КЯ - позиції контролю якості

ПП - підйомний пристрій

РО - робот-оператор

СВВ - система відводу відходів

СТС - структурно-технологічна схема

СУ - система управління

ТО - технологічне обладнання

ТС - транспортна система

ТСз - ТС зі сторони позиції завантаження/розвантаження та контролю якості

ТСм - ТС зі сторони модулів

ТСі - ТС зі сторони АСІ

Вступ

В сьогоденні у виробництві різко постає питання конкурентоспроможності виробленої продукції, а також величини її асортименту. Але оскільки людські ресурси є обмеженими, тому стало необхідним шукати інші шляхи розширення та покращення виробництва, крім збільшення кількості робочої сили. Найбільш гостро проблема мінімізації використання «живої» праці турбує такі трудомісткі галузі, як машино- та приладобудування.

На допомогу при розв'язанні цих болючих питань прийшла автоматизація циклу виробництва «дослідження - проектування - технічна підготовка - виробництво». Такий підхід пов'язує раніше незрозумілим чином взаємодію дослідника, конструктора та технолога.

Аби досягти значних успіхів, необхідно приділити увагу насамперед структуроутворенням ГВС, а особливо під час її синтезу. ГВС необхідно розбити на елементарні модулі, які відрізняються один від одного за призначенням: транспортний, складальний, обробний. До того ж треба включити до системи модулі перевірки (контролю, атестації), аби уникнути браку та виявити зменшення якості продукції. Це дає змогу зменшити кількість робітників та збільшити об'єктивність прийняття рішень при виявленні низької якості. Як результат ми отримаємо складну виробничу систему з вихідною продукцією високої якості, що буде конкурентоспроможною.

Найбільш перспективним напрямом розвитку стала поява гнучких блочно-модульних виробничих систем, що дозволяє здійснювати інформаційну переналадку виробництва без значних витрат на технологічну переналадку, тобто такий метод є більш економічним у порівнянні з технологіями, які увійшли в традицію. Цей підхід дасть змогу збільшити номенклатуру виробництва без втрати великої кількості часу, грошей та якості.

Метою цього проекту є розробка такої системи, яка при заданих якісних та кількісних характеристиках технологічного обладнання, виробляє заданий перелік деталей.

1. Розробка структурно-технологічної схеми ГВС

1.1 Вхідні дані

Вхідна група операцій для кожної деталі

1.2 Складання матриці коефіцієнтів близькості об'єктів

Групова операція - це операція, що включає в себе всі операції, які виконуються над заданим набором деталей. Для визначення таких операцій необхідно скласти матрицю коефіцієнтів близькості. Ця матриця квадратна - кількість рядків та стовпців дорівнює кількості деталей. Далі необхідно скласти список операцій, з яких складаються деталі, так, щоб операції не повторювалися. Елементи матриці коефіцієнтів близькості рахуються за формулою , де - елемент матриці на перетині i-ого рядка та

j-ого стовпця, - кількість операцій в списку неповторних операцій, - кількість різних операцій для i-ого та j-ого об'єкту.

Цей алгоритм можна також описати блок-схемою на рис. 1.



Рис. 1. Алгоритм побудови матриці коефіцієнтів близькості

1.3 Розбиття множини об'єктів на групи

Для початку виконаємо пункт 1.2 з урахуванням вхідних даних. Отже, матриця коефіцієнтів буде мати такий вигляд:



Табл. 2. Матриця коефіцієнтів близькості

На основі аналізу матриці здійснюємо розбиття на групи. Спочатку здійснюється пошук максимального елемента в матриці, після чого необхідно оглянути рядок та стовпець, на перетині яких він знаходиться, шукаючи таке ж значення. Якщо воно знайдено, то далі шукаємо такі ж значення, «проходячи» рядок та стовпець, на яких знаходиться це значення. Всі рядки та стовпці, по яких здійснюється «прохід» викреслюються, а їх номери записуються до списку групи. Цикл закінчується, коли на рядку чи в стовпці немає більше такого елемента. Далі необхідно знову знайти максимальний елемент з тих, що лишилися, та повторити цикл спочатку. Один і той же номер рядка (стовпця) не може знаходитися у двох чи більше групах. Розбиття завершується, коли будуть викреслені всі рядки та стовпці.

За допомогою блок-схеми цей алгоритм зображується так, як на рис. 2.



Рис. 2. Алгоритм розбиття об'єктів на групи

В результаті отримуємо наступні групи з приведеними операціями в них:

1: 8, 14, 9, 13; Т1, С1, Т2, Т3, С2, Т4, Т5, Ф1;

2: 2, 12, 11, 10; Т2, Т5, Т4, Ф1, Т1, С2, Т3, С1;

3: 1, 5; Т1, С2, Т3, С3, Т4, Ф1, Ф2;

4: 3, 4, 7, 6; Т5, Т4, Т1, С2, Т3, Ф2, С1;

1.4 Уточнення груп

Уточнення груп покликано мінімізувати їх кількість шляхом порівняння та аналізу списків операцій для кожної з них. Для початку обираємо групу з найбільшою кількістю операцій. В даному випадку таких груп дві, тому беремо одну з них довільно. Нехай це буде група №1: 8, 14, 9, 13. Якщо списком операцій цієї групи можна поглинути список операцій об'єкта (або цілої групи), то цей об'єкт (групу) треба додати до списку обраної групи.

Алгоритм цих дій модна зобразити блок-схемою з рис. 3.



Рис. 3. Алгоритм уточнення груп

Застосувавши цей алгоритм до заданих даним, маємо результат - уточнені групи об'єктів:

1: 8, 14, 9, 13, 2, 12, 11, 10, 3, 4, 6;

2: 1, 5;

3: 7;

Для реалізації групового технологічного процесу визначимо кількість ГВМ у ГВС методом графів.

1.5 Закріплення операцій за модулями

Розіб'ємо технологічні операції на модулі. Для цього використовується метод графів. Будується граф послідовності виконання операцій для кожного об'єкта групи. Вершини графів - операції, ребра визначаються послідовністю виконання операцій. Далі необхідно аналізуючи граф, розбивають операції по типових модулях, яких всього п'ять

На рис. 5 зображена блок-схема алгоритму.



Рис. 5. Алгоритм закріплення операцій за модулями

Оскільки на попередньому етапі ми вже отримали список уточнених груп, то можемо розбити операції по модулях. Спочатку приведемо графи для кожної технологічної групи.

Група №1: 8, 14, 9, 13, 2, 12, 11, 10, 3, 4, 6

Рис. 6.1. Граф операцій для групи №1

гнучкий виробничий віртуальний склад

Після аналізу отримаємо таку структуру з модулів:



Рис 6.2. Граф модулів для групи №1

M15: Т1, С1, С2, Т2, Т3, Т4

M16: Т5

M17: Ф1

Група №2: 1, 5



Рис 6.3. Граф операцій для групи №2

Розбиття на модулі виглядає так:



Рис 6.4. Граф модулів для групи №2

M21: Т1

M22: С2

M23: Т3

M24: С3

M25: Т4

M26: Ф1

M27: Ф2

Група №3: 7



Рис 6.5. Граф операцій для групи №3

Після розбиття на модулі граф виглядатиме так:



Рис 6.6. Граф модулів для групи №3

M31: Т1

M32: Ф2

M33: С2

M34: Т3

M35: Т5

M36: Т4

Отримали попередній список модулів, який треба проаналізувати та оптимізувати. При оптимізації необхідно слідувати деяким правилам:

· якщо є декілька однакових модулів, потрібно залишити тільки один з них;

· якщо є модуль, в якому менше чотирьох операцій, і який може повністю покрити якийсь інший модуль, то потрібно прибрати з списку другий модуль;

· якщо є декілька модулів, що містять однакові (але не всі) операції, то прибираємо операцію, що повторюється в модулі з найбільшою кількістю операцій.

Після оптимізації матимемо список модулів, який буде виглядати так:

М1: Т1, С1, С2, Т2, Т3, Т4

М2: С3

М3: Т5

М4: Ф2

М5: Ф1

1.6 Побудова структурно-технологічної схеми ГВС

На основі отриманого списку ГВМ будується граф, вершинами якого є модулі, а ребра - це послідовність «проходу» ГВМ деталями. Після цього будемо оптимізувати розміщення модулів за критерієм найменшої кількості зворотних зв'язків. Оскільки маємо 5 маємо модулів, то необхідно перебрати 5! = 120 комбінацій та обрати з них кращу. Також треба керуватися таким принципом: модулі, між якими відбувається інтенсивний обмін, повинні розташовуватись якомога ближче.

Модуль М1 має найбільшу кількість входів та виходів (11 входів і 8 виходів) - нехай він буде стояти першим. Останнім поставимо модуль М3 має 4 виходи, тому поставимо його останнім.

Тепер треба обрати одну з трьох структур:

М1 М2 М5 М4 М3



Табл. 3. Структура послідовності М1 М2 М5 М4 М3

М1 М5 М2 М4 М3

Табл. 4. Структура послідовності М1 М5 М2 М4 М3

М1 М5 М4 М2 М3

Табл. 5. Структура послідовності М1 М5 М4 М2 М3

На основі вище вказаного принципу, оберемо найбільш оптимальну структуру. Такою є структура М1 М5 М4 М2 М3. По-перше, модуль М1 з найбільшою кількістю входів стоїть на першому місці, а модуль М3, що має 4 виходи (тобто по кількості виходів є другим після модуля М1, який має 8 виходів), займає останню позицію. По-друге, модуль М5, до якого найбільша кількість входів від модуля М1, займає другу позицію, тобто одразу після М1, а модуль М4 слідує за модулем М5, бо між ними відбувається більше переходів, ніж між М5 та М2. Алгоритм побудови структури зображується блок-схемою з рис. 7.

Рис. 7. Алгоритм побудови структурної схеми

Тепер підрахуємо, через скільки модулів проходить кожна деталь під час технологічного процесу:

1 деталь - 5 модулі

2 деталь - 5 модулі

3 деталь - 2 модулі

4 деталь - 2 модулі

5 деталь - 4 модулі

6 деталь - 2 модулі

7 деталь - 4 модулі

8 деталь - 2 модулі

9 деталь - 2 модулі

10 деталь - 1 модуль

11 деталь - 1 модуль

12 деталь - 3 модулі

13 деталь - 3 модулі

14 деталь - 3 модулі

Знаючи ці дані, легко розрахувати середню кількість модулів, через які проходить кожна деталь. Вона дорівнює 2,78. Приймемо це значення за 3, аби уникнути значного перевантаження системи, що могло б у такому випадку бути критичним. Наступний крок - це вибір основного ТО, яке обирається з урахуванням конкретної АТСС.

2. Визначення складу та кількості допоміжного обладнання

2.1 Вхідні дані

1. Середня трудомісткість обробки однієї ДУ

(год);

2. Місячна програма випуску деталей одного найменування

(шт.);

3. Місячний фонд роботи одного гнучкого виробничого модуля (ГПМ) у двох змін (год);

4. Час завантаження ГВМ (хв.);

5. Час розвантаження ГВМ (хв.);

6. Час на проміжний контроль (хв.);

7. Час на остаточний контроль (хв.);

8. На контроль виводитися кожна (дет.);

9. Час передачі кадру (хв.);

10. Час на операцію взяти/поставити (хв.);

11. Час повороту (хв.);

12. Час перевірки інструмента (хв.);

13. Довжина переміщення (м);

14. Швидкість переміщення (м/хв.);

15. Середній час роботи одного інструмента (хв.);

16. Середнє число дублерів інструмента (шт.);

17. Крок встановлення інструментів (мм);

18. Число інструментів, що розташовуються в магазині ТО - 60(шт.);

19. Відсоток деталей, що запускаються півмісячними партіями -

50%;

20. Число інструментів, що не розміщаються в магазині на кожні три ДУ (шт.).

2.2 Розрахунок складу та кількості обладнання для транспортування деталей

2.2.1 Визначення характеристик автоматизованого складу

Основна характеристика АС - це його місткість, що визначається числом супутників, які повністю завантажать ГВМ під час роботи системи. Число цих супутників визначається через кількість різних ДУ, що можуть оброблятись в ГВС. Ця кількість ДУ визначається за формулою:

де n - кількість ГВМ.

Отримане число визначає кількість чарунок АС. Але особливість ГВС - це велика номенклатура (широкий асортимент) виробництва, то кількість об'єктів може змінюватися, тому необхідно мати запас 10%.

Кількість чарунок може бути лише цілим числом, отже, приймемо , аби не було недостачі місць на складі.

2.2.2 Розрахунок числа позицій завантаження/розвантаження

Позиції завантаження/розвантаження можуть бути об'єднані та роз'єднані. При розділенні необхідно мати два робочих місця, а при об'єднанні - одне, якщо вони, звісно, встигають, опрацьовувати весь потік деталей.

Розрахунок необхідно числа позицій завантаження/розвантаження (З/Р) здійснюється за формулою:

де t - середня часоємкість операцій завантаження/розвантаження (об'єднаних чи розділених),

- число ДУ, що проходять через 1 ГВМ за один місяць, яке обчислюється за формулою

Аби прийняти рішення щодо об'єднаності чи роздільності З/Р треба зробити розрахунки для обох випадків та порівняти результати.

Отже, почнемо з розділених позицій. Кількість позицій завантаження буде розраховуватись так:

Позицій розвантаження повинно бути

Кількість позицій може бути лише цілим числом, отже, кількість завантаження та позицій розвантаження при розділенні може дорівнювати або 0, або 1. Оскільки система не може не мати будь-якої з позицій, то . Отже, сумарна кількість .

Використовуючи об'єднані З/Р, отримаємо:

В обох випадках отримали однакову кількість.

Але ж при розділених З/Р при виході з ладу однієї (будь-якої) з позицій система в цілому втрачає якість та продуктивність, оскільки навантаження на інші позиції збільшується досить суттєво. При цьому при об'єднаних З/Р поломка не викликає таких наслідків для системи, бо об'єднані З/Р можуть виконувати і завантаження, і розвантаження, тому інші позиції просто приймають частину навантаження на себе, тому в нашому випадку при таких результатах зупинимо вибір на об'єднаних позиціях.

2.2.3 Розрахунок числа позицій контролю

У ГВС, що проектується, кожна четверта деталь проходить контроль якості. Оскільки вона проходить не через один ГВМ, то після кожного з них необхідно виконувати контроль. В даній системі кожна деталь проходить в середньому 3 модулі, тому вона повинна пройти 2 проміжних контролі та 1 кінцевий.

Необхідна кількість позицій контролю обчислюється за формулою:

де - сумарний час контролю однієї ДУ, який враховує час всіх проміжних контролів та час кінцевого,

- число ДУ, що проходять контроль за місяць:

де

,

- число деталеустановок, через які деталь виводиться на контроль;

, - поправочні коефіцієнти, які враховують контроль першої деталеустановки и вивід на контроль у зв'язку із зміною інструменту

( = 1,15; = 1,05).

Отже, з урахуванням всіх формул, маємо:

Кількість позицій може бути тільки цілим числом, отож аби не було великих перенавантажень на систему, які можуть сягати 44%, то нехай буде дві З/Р.

2.2.4 Розрахунок числа автоматичних транспортних модулів, що розміщені зі сторони ГВМ

Такі АТМ виконують наступні дії:

· переміщення супутників з АС на ГВМ;

· переміщення супутників з ГВМ на інший ГВМ;

· переміщення супутників з ГВМ на АС.

Для полегшення розрахунків складемо граф переміщень між ГВМ, АС та позиціями контролю та З/Р. Він зображений на рис. 8.

Рис. 8. Граф переміщень

Оскільки ми знаємо відстань між ГВМ та швидкість АТМ, можемо розрахувати час обслуговування АТМ зі сторони ГВМ.

К1 - число переміщень між АС та ГВМ,

К2 - число переміщень між ГВМ та ГВМ,

Т1 - час переміщення між АС та ГВМ,

Т2 - час переміщення між ГВМ та ГВМ.

Коефіцієнти К1 та К2 можна визначити за формулами, але ми для цього скористаємося графом переміщень з рис. 8. Отже, К1 = 10080, К2 = 5040.

Час t1 и t2 визначаються часом передачі супутника транспортним модулем:

,

- час передачі команди(кадру) на локальну систему управління АТМ;

, - час роботи завантажувального пристрою, що виконує операції «взяти» та «поставити»;

- час підходу АТМ до заданої точки:

Отже, остаточно:

Тепер можна сказати, яка кількість АТМ необхідна для виконання заданої роботи. Вона визначається коефіцієнтом завантаження.

Аби отримати кількість АТМ, просто округлимо коефіцієнт в більшу сторону (оскільки взагалі не мати АТМ не можна) та отримаємо:

2.2.5 Розрахунок числа АТМ зі сторони завантаження/розвантаження і контролю

Функції таких АТМ:

· подача пустих супутників на позицію завантаження;

· подача завантажених супутників на склад;

· доставка супутників на позиції контролю і розвантаження.

Час обслуговування в цьому випадку:

,

де - число переміщень між АС та позиціями;

- число переміщень між позиціями.

Коефіцієнти К3 та К4 знову ж таки визначимо за допомогою графу

переміщень з рис. 8. К3 = 10080, К4 = 840. Час визначається за формулою:

В результаті матимемо:

Відповідно коефіцієнт загрузки АТМ

Аналогічно до попереднього пункту, наші міркування приходять до того, що кількість АТМ повинна дорівнювати

2.3 Розрахунок складу устаткування для транспортування інструмента

Для здійснення безперебійної роботи ГВС необхідно здійснювати автоматизовану зміну інструмента. Вона може проводитися двома шляхами:

· заміною всього магазина інструмента;

· заміною окремих інструментів.

Заміна магазина здійснюється при перезавантаженні всієї системи і дозволяє здійснити підготовку й установку інструмента в необхідній технологічній послідовності, а також забезпечити простоту контролю якості інструмента. Однак цей спосіб має ряд недоліків:

1. недостатня місткість магазина інструментів;

2. великі втрати часу на заміну магазина;

3. необхідність уведення додаткового інструмента при зміні номенклатури оброблюваних об'єктів.

Заміна окремих інструментів виключає ці недоліки, однак, вимагає покладання функції контролю стану інструментів на ЕОМ, що керує ГВМ. Визначимо основні параметри транспортної системи для інструментів, що включають визначені характеристики складів інструментів, а також число і функції рухливих транспортних засобів.

2.3.1 Розрахунок складу інструментів

Основною характеристикою складу інструментів є його місткість, яка визначається числом інструментів, необхідних для обробки всієї номенклатури деталей під час місяця:

де - число інструментів, необхідних для обробки всієї номенклатури деталеустановок:

Причому в цій формулі Кду береться без 10% запасу, тобто .



- число дублерів інструментів для заданої номенклатури об'єктів:

,

де - число дублерів інструментів для обробки місячної програми в штуках:

Отримуємо кінцевий результат:

Приймаємо рівним 1678, аби не було випадків, коли склад може виявитися замалим.

2.3.2 Розрахунок продуктивності підйомного пристрою

Для організації вводу і виводу інструменту в склад необхідно мати підйомний пристрій, основною характеристикою якого є кількість чарунок під інструмент. Продуктивність підйомного пристрою визначається по формулі:

де - коефіцієнт, що враховує партійність деталей в штуках:

- якщо всі деталі виготовляються півмісячними партіями;

- якщо 50% деталей виготовляється півмісячними партіями;

- якщо 25% деталей виготовляється півмісячними партіями;

- місячний фонд роботи піднімального пристрою, дорівнює .

В системі, що розраховується, відсоток деталей, що запускаються півмісячними партіями - 50%, отже, m = 1,5. Тоді

2.3.3 Визначення числа роботів-операторів зі сторони ГВМ

Дані роботи-автооператори призначені для доставки інструментів в магазини ГВМ і назад. Для визначення числа роботи-автооператори необхідно знати:

число змін інструмента під час місяця;

час однієї зміни інструмента.

Сумарний час, що витрачається роботом-автооператором, визначається по формулі:

,

де - число змін інструмента на одному ГВМ під час 1 місяця,

- середній час зміни одного інструмента.

Для розрахунку можна використати наступну формулу

,

де - число додаткових змін інструмента на одному ГВМ, що пов'язане з некомплектністю інструмента:

,

де 2 - коефіцієнт що враховує встановлення і зняття одного приладу;

- число інструментів, що не розміщаються в магазині ГВМ. За умовою, це кількість інструментів на кожні 3 деталеустановки, отже ;

- число деталеустановок, одночасно оброблюваних на ГВМ. У нашому випадку .

Звідси:

Далі перейдемо до розрахунку :

де - час на підхід до чарунки складу інструментів і взяття інструмента:

,

де - час передачі команди від ЕВМ на локальний пристрій управління роботи автооператора;

- час на взяття інструменту;

- час на підхід.

- час на підхід до магазину інструментів і взяття інструмента:

- час на поворот та установку інструмента із складу:

,

де - час повороту;

- час на встановлення деталі. Тоді:

 - час підходу до чарунки складу і установки інструмента:

Отже, остаточно:

Число роботів автооператорів визначається наступним чином:

Оскільки кількість роботів - ціле число та оскільки перенавантаження та них буде незначним, приймаємо їх кількість рівною 3.

2.3.4 Розрахунок числа роботів-операторів, розміщених всередині AСІ

Ці роботи-автооператори виконують наступні функції:

· ввід і вивід інструментів із ГВС;

· обмін інструментами між лініями АС інструмента.

Для визначення числа роботи-автооператори в даному випадку необхідно розрахувати потрібне число переміщень роботи-автооператори в цій зоні і час одного переміщення.

,

де - час вводу/виводу інструмента із ГВС,

- час обміну інструменту.

,

де - число інструментів, що вводяться і виводяться із системи під час 1 місяця:

- час одного вводу/виводу:

,

де - час на операцію "підійти до касети та взяти із неї інструмент":

- час на операцію "підійти до гнізда з кодовим пристроєм і встановити в нього інструмент":

 - час перевірки номера інструмента;

- час на операцію "взяти інструмент із гнізда з кодовим пристроєм":

- час на операцію "підійти до чарунки склад, обернуться на 1800 і взяти інструмент":

- час на операцію "повернуться на 1800 и поставити інструмент взятий з кодового пристрою":

- час на операцію "підійти до магазину інструментів, повернутися на 1800 і встановити туди новий інструмент":

Отже, остаточно:



Для розрахунку часу обміну інструменту можна використати наступну формулу:

,

де - число змін інструментів між стелажами складу:

,

, а . Тоді:

- час зміни інструменту між стелажами АСД:

,

де - час на операцію "підійти до чарунки стелажа 1 й узяти інструмент":

 - час на операцію "підійти до чарунки стелажа 2 і взяти інструмент":

- час на операцію "повороту на 1800 и установка інструмента із стелажа 1 в стелаж 2":

- час на операцію "підійти до чарунки стелажа 1 и встановить інструмент із стелажа 2":

В результаті:

В даному випадку коефіцієнта завантаження рівний:



Отже, достатньо, аби всередині складу був лише 1 робот-автооператор.

3. Вибір автономної транспортно-складської системи

Автономна транспортна система (АТСС) є найбільш важливим компонентом структури компонувальної схеми ГВС, що включають в себе локальні транспортні системи ГВМ, оскільки без транспортування заготовок, деталей, готової продукції неможливо обійтись.

3.1 Формування віртуальної структури на рівні допоміжного ТО

Формування віртуальної структури на рівні допоміжного ТО згідно концепції дворівневого проектування АТСС вибирають на основі графа, заданого технологічними маршрутами і вимог до здійснення операцій транспортування. При цьому необхідно передбачити не тільки переміщення деталі, але і всіх інших компонентів матеріальних потоків ГПС, таких як, наприклад, відходи.

Віртуальна структура на рівні допоміжного обладнання для ГПС являє собою граф (рис. 9), вершинами якого є окремі функціональні модулі ГПС, на яких виконуються основні операції над об'єктами виробництва, ребрами - лінії транспортування елементів матеріальних потоків.

Аналіз зв'язків між вершинами графа дозволяє сформувати вимоги до транспортної системи з боку матеріальних потоків. Для цього будується таблиця переміщень.

3.2 Вибір АС ГВС

На динаміку матеріальних потоків має важливий вплив функціонування АС.

Розробка складу здійснюється на основі вимог, які пред'являють до складу по ємкості, вартості, легкості експлуатації і швидкості доступу до чарунок складу.

Виходячи із значення необхідної місткості складу, розрахованої в розділі 2.2.1, можна побачити, що найбільш підходить для нашого випадку двухрядний склад. Він відрізняється найбільшою простотою, легкістю доступу до об'єкту і обслуговування так як підхід до системи здійснюється з обох боків.

3.3 Вибір АТСС ГВС

Для вибору якісного складу АТСС необхідно рішення таких задач:

1. Розробка планування ГВС на рівні ГВМ;

2. Аналіз характеристик транспортних потоків;

3. Вибір оптимальних варіантів транспортних засобів.

Розглянемо процедуру вибору оптимальних варіантів транспортної системи.

Існують такі типи транспортних систем:

1) двохстороннього транспортування об'єктів (не допускаються роз'їзди і робота без зіткнень можлива лише в тому випадку, коли на кожному з відрізків використовується лише один транспортний пристрій)

2) одностороннього кільцевого транспортування об'єктів (можливе одночасне переміщення великої кількості транспортних засобів, дозволяє використовувати в системі меншу кількість транспортних засобів)

3) індивідуального транспортування об'єктів. (носій не відокремлюється від транспортного засобу).

Оберемо АТСС для кожної частини:

· Для транспортування деталей з АСД на виробництво треба об'єднати модулі М1, М4, М5, М3 та АСД кільцевою транспортною системою з одним АТМ, оскільки лише модулі М1 та М3 є вхідними для подальших операцій та вихідними у більшості випадків, а також між ними відбувається інтенсивний обмін об'єктами. Отже, ці модулі розташовуємо поруч біля АСД.

· ТС двостороннього транспортування з'єднаємо модулі М2 та М1.

· На ділянці транспортування деталей з АСД на позиції контролю та З/Р переміщення виконує 1 АТМ, крім того, передачу деталей з АСД на АТМ здійснює штабелер. Тому в даному випадку доцільно використати АТСС одностороннього кільцевого транспортування.

3.4 Розробка структурно-компонувальної схеми ГВС

Кінцевим етапом проектування системи автоматизованого виробництва є процес розробки структурно-компонувальної схеми. Для цього використовуємо результати всіх проведених раніше розрахунків.

Виходячи із всіх розрахованих параметрів підсистем ГВС і кількісних оцінок числа необхідних елементів цих підсистем, можна зобразити загальну компоновочну схему (див. додаток ІК-71.260000.001 ОС).

3.5 Розробка структурно-компонувальної схеми ГВС

Довільна ГВС включає в себе наступні структурні елементи:

1. ГВМ - гнучкі виробничі модулі різноманітного призначення,

2. АС - автоматизовані склади,

3. АТСС - автоматизовану транспортно-складську систему,

4. АКВС - автоматизовану контрольно-вимірювальну систему.

Розробка функціональної структури ГВС включає:

1. Визначення технологічних маршрутів і те, як вони реалізуються в умовах даної ГВС, тобто яким структурним елементам ГВС відповідає реалізація конкретних технологічних процесів.

2. Визначення реалізації інформаційних потоків ГВС, як на рівні інформативних підсистем, так і на рівні ГВС в цілому, тобто на рівні часткових СУ і на рівні СУ ГВС.

Необхідно автоматизувати:

1. Автоматичного основного і допоміжного обладнання для автоматизації основних операцій,

2. Автоматизованого складування заготовок, деталей і інструменту,

3. Автоматичного забезпечення ТО заготовками та інструментом,

4. Автоматичного збирання стружки.

Тобто необхідно врахувати проходження усіх матеріальних потоків в системі та визначити системи керування окремими елементами ГВС, які дозволяють реалізувати забезпечення переміщень цих матеріальних потоків. Крім цього для забезпечення функціонування системи в цілому та узгодження роботи її елементів необхідно реалізувати систему управління ГВС, яка координуватиме роботу окремих управляючих підсистем, таких як, наприклад, СУ АСД або СУ З/Р. Тобто можна виділити наступні рівні СУ ГВС:

1. Управління окремими виробничими елементами і їх сукупністю,

2. Управління ГВМ,

3. Управління групами ГВМ і управління ГВС.

Зображаємо загальну структурно-функціональну схему, яка тепер буде включати системи керувань ГВС (див. додаток ІК-71.260000.002 ФС).

Висновки

При виконанні курсової роботи спочатку я отримав структурно-технологічну схему ГВС, що дозволила визначити інтенсивність та порядок проходження деталей через модулі, порядок розташування модулів в системі та визначити середню кількість проходження елементів через модулі.

Далі мною було визначено кількість позицій завантаження/ розвантаження, визначені характеристики складу, розрахована необхідна кількість позицій контролю, кількості обладнання для транспортування деталей (кількість АТМ, розташованих з боку ГВМ, з боку позицій контролю та завантаження/розвантаження), складу та кількості обладнання для транспортування інструменту (роботів-операторів, розташованих з боку ГВМ, числа роботів-операторів, розташованих всередині складу). Таким чином було виконано вибір типових компонентів ТС.

На основі аналізу СТС ГВС і отриманого складу ТС було обрано компонувальні рішення АТСС для кожного з елементів підсистем ГВС.

Отримані на попередньому етапі рішення дозволили побудувати структурно-компонувальну схему ГВС.

Виходячи з необхідності реалізації руху матеріальних потоків в системі, що були визначені за допомогою попереднього етапу, були проаналізовані інформаційні потоки в системі, необхідні для його забезпечення та була мною побудована функціональна схема ГВС. Яка є кінцевим етапом проектування ГВС.

Література

1. Конспект лекцій з дисципліни;

2. Ямпольский Л. С., Ткач М. М., Остапченко К. Б. та ін. «Гнучкі комп'ютеризовані системи». Розділ 2- Житомир: ЖДТУ, 2005р. - 680 с.

Размещено на Allbest.ru