Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2005 №5

Технологии интегрированных решений

Гребенюк Андрей


Современные условия развития производства выдвигают совершенно новый набор требований, предъявляемый как к конечным продуктам, так и к производителям. В первую очередь экономические — это улучшение качества продукта при снижении его себестоимости для производителя. А это влечет за собой изменения как технологии, так и системы управления производством. Процесс модернизации оборудования и технологий всегда связан со значительными капитальными вложениями, и рациональность подхода в этом случае играет существенную роль в сроках окупаемости инвестиций.

Существует несколько подходов для реализации поставленных перед производителем задач. Первый из них — это полная автоматизация технологического цикла или процесса, второй — частичная автоматизация, подразумевающая наличие как автоматически выполняемых операций, так и присутствие ручного труда. Как правило, такая технология построена по конвейерному принципу. Третий подход представляет собой оптимизацию отдельных технологических процессов на базе полуавтоматических устройств.

Автоматизация производства

Обычно полностью автоматизированные технические решения применяются при выпуске массового продукта по так называемой «безлюдной технологии», где из обслуживающего персонала присутствует только оператор или диспетчер.

В технологической цепочке такие автоматические линии обычно занимают значительную долю от общего количества оборудования или же применяются в отдельных критических циклах, где присутствие ручного труда нежелательно или невозможно. Как правило, управление ими осуществляется из единого центра, туда же приходит информация о текущем состоянии оборудования и производимого продукта.

Автоматизация таких процессов существенно улучшает качество выпускаемой продукции, увеличивает объемы производства, снижает себестоимость выпускаемой высокотехнологичной продукции, дает неоценимую поддержку процессам управления производством и в конечном итоге ведет к ощутимому повышению конкурентоспособности предприятия в целом.

Одним из примеров полной замены ручного труда является техническое решение компании JOT Estonia, (рис. 1) где автоматизации подвергся процесс сборки узлов крепления ремней безопасности, применяемых во всех современных автомобилях.

Рис. 1. Автоматическая линия по сборке узлов натяжения ремней безопасности

Сложность автоматизации этого процесса заключалась в использовании при сборке деталей без изменения технологии их изготовления (рис. 2).

Рис. 2. Входящие детали

Как правило, для автоматизации производства того или иного продукта уже в начальной стадии его разработки в конструкции продукта должны учитываться определенные требования и ограничения, предъявляемые со стороны автоматических процессов. Это наличие и точность базовых размеров или отверстий, форма и состояние поверхности продукта, наличие и качество сопряжений различных деталей, условия соединения и сборки продукта в конечное изделий и пр.

От выполнения требований правил DFA (Design For Assembly — разработка для сборки), в которых приведены все вышеизложенные требования, в конечном итоге зависит стоимость автоматического оборудования и сроки его окупаемости.

В данной автоматической линии использовались базовые платформы JOT, в которые были интегрированы различные узлы и нестандартные технические решения, обеспечивающие выполнение поставленной задачи (рис. 3).

Рис. 3. Узел натяжения в сборе

На наш взгляд эта технология оказалась наиболее удачной на данный момент, что было подтверждено положительными отзывами со стороны заказчика.

Полуавтоматические решения

Существуют технологические процессы, в которых полная автоматизация невозможна или не является экономически выгодной. Это относится либо к средне- и мелкосерийному многономенклатурному производству, либо к производству, где подготовка продукта к производству по правилам DFA по каким-либо причинам является невозможной. В таком случае применяется комбинация ручного труда и автоматических решений, интегрированных в одну технологическую линию.

Одной из таких реализованных разработок JOT Estonia стала линия по утилизации электронно-лучевых трубок, как известно, широко применяемых в различных устройствах отображения визуальной информации, например, телевизоров и компьютерных мониторов. Вообще на изготовление электронно-лучевых трубок уходит огромное количество стекла, и рано или поздно оно оказывается на свалке. Переработка этого стекла представляет большую сложность, поскольку разные части электронно-лучевой трубки содержат различные количества тяжелых металлов. С другой стороны, в каждой трубке в среднем содержится около 1,6 кг свинца, и при этом около 90% содержащихся материалов можно использовать повторно (рис. 4).

Рис. 4. Типичная свалка ЭЛТ
Рис. 5. Участок разделки кинескопа

Решение JOT состояло из интегрированных в конвейерную линию автоматического узла по разделке кинескопов на базе оригинальной технологии, узла-сепаратора отдельных частей и узла дробления полученных частей на мелкие фракции.

Манипуляции с кинескопами на отдельных участках производятся вручную, после разделки — автоматически, с помощью транспортных систем.

Решения для критических мест

Одним из достоинств такой оптимизации технологических процессов являются небольшие капиталовложения, которые, тем не менее, позволяют решить проблемы наиболее критических «болевых» мест на производстве. Данный метод позволяет интегрировать различного типа автономные полуавтоматы(рис. 6) или роботы (рис. 7) в технологический цикл, улучшая условия и производительность труда на производстве и повышая мотивацию работника.

Рис. 6. Полуавтоматический пресс
Рис. 7. Подъемник

Нестандартные решения — интегрированные технологии для решения специфических технологических задач

Нестандартные решения JOT Estonia позволяют реализовать все три подхода, описанные выше. Все они базируются на принципах интеграции, то есть объединения стандартных исполнительных устройств и компонентов на оригинальной платформе для решения специфических задач клиента.

Опыт компании по созданию оборудования охватывает область как полуавтоматических, так и автоматических устройств, применяемых как в автономном исполнении, так и встраиваемых в существующие линии до целых технологических цепочек.

Проблема выбора

Часто основным критерием при определении необходимого уровня автоматизации является объем выпуска и уровень необходимых инвестиций в автоматизацию. Это, безусловно, разумный подход. Однако необходимо учитывать такие критерии как привлекательность производства для потенциального инвестора, сокращение свободной и квалифицированной рабочей силы, рост текущих и непредвиденных (болезнь, травматизм и пр.) издержек на персонал и др.

И, наоборот, при выпуске широкой номенклатуры сложных и дорогостоящих продуктов, автоматическая система может окупиться в короткий срок благодаря низким потерям от брака.

Для правильного выбора нужно точно знать планируемые объемы производства, понимание сути процесса и возможности оборудования, предлагаемого на рынке. Технологии и опыт персонала, которыми располагает компания JOT Estonia, позволяют быстро и эффективно разработать техническое решение в тесном сотрудничестве с клиентом, изготовить или адаптировать оборудование к новым нуждам.

Принятие положительного решения об инвестициях в модернизацию технологических систем возможно после тщательного анализа всех решающих факторов, включающих стоимость оборудования, экономию, полученную от повышения качества, ускорение процессов обработки, снижение затрат на ручной труд, тип продукции и номенклатуру. Улучшение качества всего на долю процента способно в итоге принести очень существенную прибыль, с избытком покрывающую инвестиции.

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Сообщить об ошибке