Automatizarea productiei

Automatizarea productiei

Organizarea fabricatiei impune cautarea de la inceput a mijloacelor care pot automatiza productia. Se poate automatiza o operatie, o celula de fabricatie, o linie de fabricatie, un atelier sau chiar intreaga fabrica.

Efectul autoinatizarii se regaseste in micsorarea ciclului de fabricatie, in cresterea productivitatii muncii si mai ales in cresterea calitatii produselor.

Gradul de automatizare se masoara prin procentul de operatii automatizate iar durata ciclului in ore/produs. Se observa ca initial automatizarea influenteaza durata ciclului dar apoi, peste un anumit prag, influenta se micsoreaza. Se considera ca o automatizare prea mare micsoreaza eforturile facute pentru cautarea noului.

O prima solutie gasita pentru automatizare a fost robotizarea productiei.

Un studiu efectuat pe plan international arata urmatoarele motive care conduc la introducerea robotilor:

- cresterea productivitatii - 25% din cazuri;

- imbunatatirea calitatii - 1 5%;

- operatii nocive pentru om - 25%;

- lipsa fortei de munca - 1o%;

- flexibilitatea fabricatiei - 1 0%;

- imbunatatirea controlului - 1O%;

Aceste noi sisteme tehnice modiftca elementele fundamentale ale productiei, inclusiv organizarea si conducerea acesteia.

Robotul este un sistem complex ce poate rezolva probleme diftcile fara schimbari in structura sa. Este alcatuit dintr-un bloc de receptie ce preia informatii din mediu, un bloc de executie, care are mijloace pentru manipulare si deplasare si un bloc de conducere prin care operatorul comunica cu e1.

In timp au existat mai multe generatii de roboti:

- zero - executau secvente ftxe de miscari;

- prima - aveau reglaje prin senzori mecanici sau optici. Puteau memora miscarile efectuate de un operator;

- a doua - prezentau coordonare de tip "ochi - mana", recunosteau formele, aveau vedere artiftciala;

- a treia - folosesc inteligenta artiftciala ce le permite sa se adapteze la diferite situatii;

In productie se folosesc urmatoarele tipuri de roboti:

- de prelucrare:

a) sudare - traiectoriile urmate de electrod sunt inregistrate punct cu punct;

b) vopsire - traiectoria (programul) de vopsire este inregistrata pe casete;

c) turnatorie - executa extragerea pieselor turnate sub presiune asezarea pieselor in presa de debavurare si taierea retelelor de tuntare. Se mai folosesc Ia indepartarea zgurei, agitarea topiturii, luarea probelor, montarea miezurilor, asamblarea cutiilor de miez;

- de ansamblare - primii roboti doar strangeau elementele de asamblare la un loc, iar apoi se foloseau pentru asamblare simpla. Trecerea la asamblari complicate s-a putut face in urma analizei mai profunde a miscarilor. Aceasta analiza a aratat ca peste 45% din asamblari ie fac dupa o axa, 1 7% sunt pe doua axe perpendiculare iar 37% sunt lupa trei directii perpendiculare intre ele.

Studiul montajului motoarelor (la firma Westinghouse) a dus la descoperirea a opt diferente majore in metodele de asamblare. Acest ucru a condus la proiectarea unui centru de asamblare. Este mai eftcienta reproiectarea produsului pentru a folosi uncentru de asamblare existent decat de a proiecta un robot separat pentru ftecare tip de asamblare. Utilizarea impreuna a operatorului uman si a robotului duce la cele mai bune rezultate.

Sunt unele deosebiri intre robotii de montaj si cei de prelucrare in privinta posibilitatilor de lucru .Se intrevede ca in urmatorii ani robotii nu vor afecta locurile de munca, dar in timp numarul muncitorilor se va injumatatii in industria constructoare de masini.

O conditie a folosirii robotilor este fiabilitatea lor, ei trebuie sa functioneze intre doua defectari peste 400 ore. Un robot se amortizeaza in aproximativ 3 ani.

Robotii utilizati in sistemele flexibile de fabricatie (FMS) pot fi grupati dupa functiile dezvoltate in patru categorii: antropomorft, cartezieni, de masura, de transport (tabelul 1).

Tabelul 1

Ultima solutie gasita pentru automatizare este crearea fabricii automate.

Astazi este greu de formulat un bilant asupra progreselor realizate in crearea fabricii automate, in special pentru ca lipseste un consens asupra a ceea ce se intelege prin inteligenta Artiftciala, dar si pentru ca vechiul concent de automatizare a fabricii a suferit o evolutie care face dificila comparatia cu asteptarile initiale.

Cu catva timp in urma se vorbea de fabrica fara oameni, in care omul nu trebuia sa intervina pentru ca sistemul era in stare sa gestioneze totul. Astazi s-a dovedit ca aceasta era doar un vis. Despre robotii care fac totul singuri nu se mai vorbeste. Se pare ca astazi a avut loc o schimbare

de obiective Automatizarea industriala era considerata raspunsul optim la problema flexibilitatii. Dar productia nu are nevoie de flexibilitatea extrema promisa de fabrica fara muncitori.
In paralel, a fost conturat conceptul de automatizare a atelierului.

Astfel, de la marea fabrica s-a trecut la un atelier, adica la sisteme mici. S-a dovedit ca nu era nevoie de automatizarea totala, ci de imbunatatirea relatiei om - sistem. Cand volumul de munca este prea mare, un sistem flexibil este de putin folos.

Se pare ca viitorul ofera o automatizare diversa de cea preconizata anterior, mai difuza, orientata spre factorul uman, spre interactiunea om - masina. Aceste lucruri rezulta din dezvoltarile sistemelor informatice "prietenoase", informatica traditionala ne mai fiind suficienta. Nu mai este nevoie de automatizarea gestiunii datelor, ci a curtostintelor. Un sistem inteligent trebuie sa fie capabil sa integreze diverse domenii profesionale, fara a fi excelent intr-unul singur. Sistemul trebuie sa aiba un comportament global rational sau, altfel spus, sa fie dotat cu "bun simt". De aceasta inteligenta are nevoie Fabrica Automata (F.A.). In acest scop, trebuie reorganizat integral ciclul de productie. Esenta Fabricii Automate de maine consta in integrarea diverselor domenii functionale proiectare, gestiune, productie) si a diverselor tehnologii (mecanica, electronica, informatica). Integrarea este un proces care cere inteligenta.

Fabrica Automata realizeaza calitate si productivitate. Automatizarea se obtine prin echipamente precum FMS (Flexible Manufacturing Sys-tem) si roboti AA (Automatic Assembly) dar si prin sistenie CAD/CAM componente ale CIM (productie cu calculator integrat). Conceptul CIM a avut pana acum o dezvoltare relativ graduala (fig. 3).

Rationalizare

Rationalizare Tehnologie de grup CAD CAE

. .

Rationalizare Insule automate FMS CIM

Parteneriat MRP JIT CAPP

Bancile de date

Simplificare Restructurare Retele

Schimbari de baza

Automatizare

Integrare

Fig. 3

Efectul automatizarii este reducerea timpului de lansare a unui produs pe piata.

Programarea productiei in Fabrica Automata are unele aspecte particulare. Un fIux liniar de productie permite adoptarea de modele simplificate de programare si necesita un efort mic pentru coordonarea globala.

In fig. 4, se prezinta o schema de programare si control logistic intr-o Fabrica Automata care evidentiaza conceptele principale ale optiunilor ce pot fi considerate. Sunt prezentate fIuxurile de materiale, fluxurile informationale de programare dar si perturbatiile care intervin. Un rol important in schema il are alegerea frecventei de programare a sistemului, similar cu frecventa esantionarii in procesul de control.

fig. 4

Alegerea unei frecvente mici de programare (saptamanala, la doua saptamani), permite pe de o parte o folosire a mijloacelor de calcul si pe de alta parte impune ca gestiunea fenomenelor pe termene foarte mici, intre doua interventii, sa fie facuta de intreg sisternul de organizare. O frecventa ridicata de programare, la lirnita in timp real, implica mai multe mijloace de calcul dar mai ales cere un nivel ridicat de detaliere si intreprinderea trebuie sa reactioneze in mod autornat la toate perturbatiile aparute in programare. Verificarea fiabilitatii este esentiala pentru programarea F.A.. Planul de productie ce este lansat in procesul automat trebuie sa aiba un grad inalt de probabilitate de realizare. Pentru a vedea cum se poate realiza o verificare a fiabilitatii, este important sa se distinga nivelele la care se poate face verificarea. Astfel, se defineste fie o verificare globala a planului de productie la nivel de produs (referitor la disponibilitatea componentelor si a mijloacelor necesare realizarii planului inainte de lansare), fie o verificare locala, de-a lungul diferitelor stadii ale procesului de productie (in care se verifica nu numai disponibilitatea mijloacelor utilizate, ci si disponibilitatea semifabricatelor ce provin din stadiul anterior).

Astfel, intr-un sistem cu frecventa mica de programare, verificarea globala de fiabilitate este normal sa se faca automat, pe cand verificarea fiabilitatii loc ale face parte din procesul de adaptare la perturbatii, ce este in sarcina sistemului de organizare.

In schimb, intr-un sistem de programare in timp real, atat verificarea fiabilitatii globale cat si a celei locale sunt cedate instrumentelor automatizate de programare. Este evident ca aceasta cere un nivel inalt. de detaliere a informatiei. Astfel, alegerea frecventei controlului este o decizie fundamentala, de baza, pentru functionarea logisticii F.A..

DSS Conducere strategica

CAD Conducere ateliere

CAM

FMS Conducere zonala

Roboti si manipulare CN Conducere operatii

Senzori Conducere procese

Fig. 5

Din aceasta cauza, se pot identifica cinci niveluri care reprezinta "piramida CIM" (fig. 5).