Предпосылки к интенсификации процессов металлообработки

В настоящее время продукция серийного характера в России со­ставляет примерно 75-80% от действующих производственных мощ­ностей. В то же время, проведенный анализ работы многих предпри­ятий РФ показал чрезвычайно низкий уровень интенсивности меха­нообрабатывающего производства, особенно в мелко- и среднесерий­ном производствах. Характерными показателями являются также от­носительно высокая занятость рабочих (60-80%), небольшая продол­жительность времени непосредственной обработки детали по отно­шению к общему времени цикла изготовления детали (в среднем око­ло 8%).

В то же время, если взять за 100% теоретически возможный фонд времени работы оборудования, то в принципе станок, как машина, может работать непрерывно все 24 часа в сутки и 365 дней в году, т.е. теоретически возможный фонд времени составит 8760 часов. Однако станки простаивают в выходные и праздничные дни, а также в 3-ю смену, что составляет 53% теоретически возможного фонда времени. Если же не организована и 2-я смена, то с учетом потерь организаци­онно-технического характера в мелко и среднесерийном производст­ве, станок работает только 6-10% от общего фонда времени.

Оператор МРС основную часть рабочего времени расходует на взаимодействие со станком в процессе обработки заготовки. При этом часть выполняемых им функций требует значительных физических усилий и внимания даже при односменной работе. Станок простаивает в процессе загрузки и переналадки. Таким образом, для обеспечения работы станка в течение времени теоретически возможной его работы (6-10%), рабочий использует весь свой реальный фонд времени.

Для исключения только сменных потерь времени работы одного станка, необходимо более четырех станочников. При этом из-за тех­нического несовершенства и организационно-технических потерь время полезной работы станка составило бы 30-40% от общего коли­чества фонда времени. Как правило, необходимость запуска деталей на обработку партиями, несогласованность по времени работы от­дельных станков и другим причинам приводит к тому, что непосред­ственно в обработке на станке деталь находится 5-10% времени про­изводственного цикла. Очевидно, что в этих условиях рабочий не мо­жет обеспечить работу универсального станка с требуемой интенсивностью.

Повысить интенсивность механообработки можно за счет уменьшения зависимости работы станка и вспомогательного обору­дования от обслуживающего персонала. Необходимо создавать та­кое станочное оборудование, которое позволило бы обеспечить его круглосуточную автоматическую работу в комплексе с транспорт­но-накопительным, загрузочным, складским и другим оборудованием. Комплексная автоматизация оборудования последовательно высво­бождает станочника от непосредственного его обслуживания.

Создание оборудования нового поколения непосредственно связа­но с развитием самих средств автоматизации, которые трансформиро­вались и совершенствовались на базе электронной техники (рис. 4).

Рисунок показывает, что 70-80-е годы характеризовались насы­щением рынка продукцией преимущественно ограниченной номенк­латуры, но большого объема. Развитие производства при этом шло по пути повышения производительности за счет частичной механизации различных видов работы, выполняемой при взаимодействии рабочий-станок с учетом технологической оснастки. Конечная цель этих меро­приятий сводилась к достижению качества выпускаемой продукции за счет повышения точности изготовления механической части стан­ков, прецизионной сборки и других технологических устройств и приемов.

Резкое изменение содержания рынка в 80-90-е годы связано с разнообразием выпускаемой продукции и соответственно спросом на новое технологическое оборудование. Развитие последнего связано как с развитием собственно технологии обработки, так и новых схем формообразования. Соответствующее сочетание механических и про­граммных средств управления способствует этим процессам, повы­шая коэффициент использования станков. При этом использование оборудования с ЧПУ сопровождается решением некоторых вопросов организационного характера и на их базе возможные варианты созда­ния производственных систем различной степени гибкости.

Рыночная ситуация периода 1990-2000 годов и далее до 2010 года характеризовалась появлением комплекса новых показателей, важнейшие из которых приведены на рис. 5.

Структура средств автоматизации МРС теперь представляет со­бой разумные сочетания механики, вычислительной техники и про­граммного обеспечения систем ЧПУ. При этом предусматривается обработка большого объема различной информации с целью дости­жения оптимального управления производством, что особенно акту­ально для малых производств. Это объясняет взаимосвязь развития автоматизации со спросом на рынке.

Приведенные на рис. 5 взаимосвязь развития автоматизации со спросом на рынке, определяется увеличением номенклатуры выпускаемых изделий, сокращением жизненного цикла изделия, сокращением сроков поставки изделия и требованиями к комплектной поставке изделия. В результате необходим комплексный подход при создании конкурентно способной металлорежущей системы, которая превращается в сложную техническую систему и включает в себя учет большого количества факторов в их взаимосвязи. Такие факторы можно укрупнено выделить в следующие группы:

· функционально-технологического назначения, описывающие МРС, как систему с входами и выходами в пространственно-временном распределении;

· технического назначения, учитывающие требуемый уровень автоматизации, перечень технических средств, входящих в состав системы;

· экономического назначения, включающие понятия производительности, стоимости, периода эксплуатации и др.;

· функционального назначения, отражающие такие показатели как точность, качество, надежность, долговечность, работоспособность, ритмичность и др.;

· информационного назначения, обеспечивающие описание ситуации на производстве, а также возможность корректировать программу при внесении конструктивно-технологических изменений;

· эксплуатационного назначения, создающие необходимые условия для эксплуатации системы, режима ее работы и т.д.