Technologické procesy ve strojírenství. Automatizované systémy řízení procesů

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Technologický proces je základem každé výrobní operace. Zahrnuje soubor postupů prováděných v určité posloupnosti, jejichž působení je zaměřeno na změnu tvaru, velikosti a vlastností vyráběného produktu. Hlavními příklady technologických procesů jsou mechanické, tepelné, kompresní zpracování. Stejně jako montáž, vybavení, tlakové zpracování a mnoho dalšího. V podmínkách tovární výroby je za provádění takových procesů a zpracování technologické dokumentace odpovědný útvar hlavního technologa. Specialisté oddělení kontrolují správnost provozních momentů. Správně navržené a dobře organizované technologické procesy ve strojírenství a výrobě jakékoli jiné úrovně umožňují provádět potřebné postupy pro výrobu příslušných výrobků s minimemnáklady. Jak hmotné, tak silné a dočasné.

Strojní inženýrství jako typ výroby

Strojírenství jako odvětvový typ výroby je charakteristické používáním univerzálních zařízení, díky kterým se provádí opracování dílů různých velikostí a tvarů, univerzálních přípravků a měřicích nástrojů. Toto odvětví poskytuje nejen automatizovaný provoz zařízení, ale také využití fyzické lidské práce - koneckonců značné množství procesů výroby strojů se provádí právě ruční prací a úsilím vysoce kvalifikovaných pracovníků. V takových závodech se náklady na různé části často odhadují na mnohem vyšší, ačkoli produktivita je mnohem nižší. Reprezentativní kanceláře takového strojírenství zahrnují turbíny, stavbu lodí, chemické závody a také podniky těžkého strojírenství. Navíc dnes mezi moderními strojírenskými závody, které pracují pro hromadnou nebo sériovou výrobu, existují experimentální výzkumné dílny, kde se pracuje na vytvoření nových modelů strojů v jediném exempláři - a to je výsadou individuální strojní výroby.

Stále však stojí za to zdůraznit, že domácí strojírenství je zaměřeno na sériovou výrobu automobilů. Technologický proces navrhování a výroby dílů je přitom zaměřen na výrobu velkého množství identických výrobků po dlouhou dobu. Zároveň míří na úzkou specializaci.pracoviště, poloautomaty, obráběcí stroje, modulární instalace. A speciální vybavení, dostupnost univerzálních nástrojů a široká zaměnitelnost dílů umožňují koordinovat technologický proces s automatizovanými řídicími systémy.

Prvky strojní výroby. Nuance

Jako každý technologický proces, i strojírenství zajišťuje povinné rozdělení pracovních postupů do konkrétních oblastí činnosti s dosažením konkrétního výsledku v této oblasti reprodukce. Zde je důležité rozlišit a oddělit od sebe zásadně odlišné provozní momenty.

Jaké prvky technologického procesu představuje standardní postup strojírenství? Zvažte je:

1. Technologický provoz - nedílná součást celkového procesu, při kterém se provádí zpracování obrobků prováděné jedním nástrojem (pilníkem, frézou) na jednom pracovišti (například obráběcím stroji). Práci přitom může vykonávat jeden nebo více pracovníků najednou. Technologická operace může být podle množství zadané práce jednoduchá nebo složitá. Ty lze zase rozdělit do samostatných součástí, které se nazývají instalace ve výrobě.
2. Technologická instalace je nedílnou součástí operace prováděné na pracovišti ve stavu nezměněného upnutí obrobku.
3. Pozice je nedílnou součástí operace, která se provádí v podmínkách nezměněné polohyobrobek vzhledem k nástroji (bez ohledu na pohyby, které jsou způsobeny pracovními pohyby samotného obrobku nebo nástroje samotného).
4. Přechod je nedílnou součástí provozu, který je doprovázen stálým režimovým provozem stroje nebo nástroje.
5. Přechod je část přechodu, která způsobuje odstranění vrstev kovu (nebo jiného materiálu, pokud není kovový).
6. Pracovní příjem - dokončená akce zaměstnance tovární strojírny, která je doprovázena upevněním nebo sejmutím řezného nástroje, samotného obrobku atd.

Struktura technologických procesů. Essence

Samotnou strukturu strojírenství představuje průchod hotového výrobku několika různými fázemi zpracování. Tyto fáze často představují fáze nákupu, fáze zpracování a fáze montáže. Ale co přesně je každá z fází ve struktuře strojního inženýrství?

Fáze přípravy

Fáze zadávání zakázek je charakterizována prováděním postupů pro získávání polotovarů pomocí následujících metod:

1. Odlévání – zahrnuje plnění nádoby, formy nebo dutiny materiálem, který je v kapalném stavu agregace.
2. Razování je postup plastické deformace materiálů s úpravou jejich tvaru a velikosti.
3. Lisování - testování objektů na pevnost (hustotu, těsnost) hydraulického nebo pneumatického charakteru v procesu tlaku.
4. Přistání je kovářská operace,která spočívá v deformaci obrobku částečným úkosem za účelem vytvoření zesílení předmětu zmenšením jeho délky.
5. Řezání a ohýbání kovů je proces deformace nebo dělení kovové trubky, plechu nebo odlitku na jejich součásti.
6. Řezání role nebo plechového materiálu - děrování, děrování, řezání a ořezávání kovového materiálu za účelem rozdělení složité kovové konstrukce na samostatné segmenty.

Na konci postupů fáze zadávání zakázek se provádí přechod do druhé fáze ve struktuře strojírenství.

Krok zpracování

Fáze zpracování zahrnuje proces přeměny různých výrobních polotovarů na hotové díly. Jaké způsoby zpracování určují technologický postup strojírenství ve druhé fázi výrobních prací? Zvažte je:

1. Obrábění kovů je soubor mechanických procesů změny tvarů, velikostí a kvality slitin a kovů.
2. Tepelné zpracování je proces aplikace tepla na kov, aby se mu dodaly potřebné vlastnosti (zejména vhodná velikost a tvar).
3. Chemické ošetření - proces chemického působení na kov prostřednictvím cílené destrukce slitin leptáním v roztocích zásad a kyselin.
4. Chemicko-tepelné zpracování je kombinovaný účinek tepelného a acidobazického procesu na obrobek, během kterého je povrch ocelových dílů nasycen uhlíkem.
5. Plazmové zpracování je proces zpracování materiálu prováděný pomocínízkoteplotní plazma generovaná vysokofrekvenčními nebo obloukovými plazmovými hořáky za účelem změny vlastností tohoto materiálu.
6. Galvanizace je technologie pokovování jednoho kovu druhým pomocí elektrolytické sloučeniny.
7. Lakování - broušení, leštění a natírání materiálu barvami nebo laky za účelem dodání esteticky dokončeného vzhledu.
8. Svařování je proces upevňování dílů za účelem jejich bezpečného spojení do jediné struktury.
9. Pasivace - úprava místa po svařování speciální hmotou, která se nanáší v rovnoměrné vrstvě na povrch materiálu.

Na konci deformace materiálů, řezání a ohýbání kovu, jakož i po zpracování výrobků jednou z metod speciálně navržených pro získání konkrétního výsledku, je přechod do třetí fáze technologického procesu provedeno.

Krok montáže

Poslední etapa technologického procesu strojírenství zajišťuje hromadné akce a rovnání kovových polotovarů. Dokování různých kovových profilů lze provést několika způsoby:

1. Balení jednotlivých montážních jednotek do jednoho celku finálního produktu.
2. Úprava-montáž dodávky.
3. Vyzkoušejte spojení komponentů do jediné kovové konstrukce.

Problémy strojírenství v Rusku

Hlavní výzvou i nadále zůstává potřeba generální opravy. Problém zaostávání domácíchprodukce ze světové ekonomiky přímo souvisí s nízkou rentabilitou takových odvětví strojírenské výroby, jako je výroba nástrojů, výroba obráběcích strojů, výpočetní technika, elektronický a elektrotechnický průmysl. Tento problém je třeba co nejdříve vyřešit.

Zásadní problémy strojírenství v domácí výrobě lze v závislosti na povaze a směru seskupit do samostatných bloků. Toto je:

1. Nevýhody ve vývoji strojírenského komplexu - problém je způsoben nízkými tempy růstu předních průmyslových odvětví, výrazným poklesem výroby, narušením technologických vazeb, prostoji jednotlivých podniků, nízkou mírou obnovy zařízení ve vztahu k úrovni výstupu.
2. Nedostatek zdrojů na strukturální přizpůsobení - nedostatečně rozvinuté rozvětvení směrů činnosti tuzemského strojírenského průmyslu vyžaduje reprofilaci, na kterou není dostatek finančních prostředků. Průmysl navíc vyžaduje snižování disproporcí v tempech růstu jednotlivých segmentů reprodukce: někde je potřeba optimalizovat strukturu provozních technologií, někde doplnit výrobní proces chybějícími kapacitami.
3. Nevýhody v kvalitě vyráběných výrobků - nesoulad vyrobených strojů (jejich drtivá většina) se stroji světových standardů a také nízká spolehlivost vyrobených vozidel vede k poruchovosti jejich hotových modely již rok po aktivním provozu. Procento takových výrobních zařízení je 20-30 % z celkové měrné hmotnostivyrobené modely.

Automatizace technologických procesů

Automatizované řídicí systémy v oblasti strojírenství jsou primárním zdrojem zvyšování výrobní kapacity v celém strojírenském segmentu. Co to znamená?

Automatizace výroby je dnes hlavním směrem, kterým se ubírá výroba celého světa. Vše, co bylo dříve prováděno na úkor pracovní schopnosti člověka, jeho fyzické síly a intelektuálních schopností, to vše v současné době spočívá na technologii, která samostatně provozuje technologické cykly a sleduje jejich realizaci. Zároveň je role člověka omezena na minimum - musí pouze sledovat správnost implementace všech těch akcí, které jsou zaměřeny na optimalizaci domácí výroby, automatizovanými systémy. Je to jednoduché.

Automatizace technologických procesů ve strojírenství se provádí souborem operací, které zahrnují spouštění, zastavování, udržování nebo změnu procesu provozních prací na zařízení jako celku. Hraje skutečně důležitou roli v rozvoji odvětví jako celku. Hodnota jednotlivých strojů, přístrojů, celků, přístrojů, strojních komplexů spočívá ve významném vlivu na formulaci zásadně nového pracovního procesu na strojírně jako celku. Koneckonců, řízené objekty v automatizaci jsou docela rozmanité a neuvěřitelně efektivní ve svém zamýšleném účelu.

Nahrazení lidské práce můžebýt prováděny ve smyslu částečné nebo absolutní substituce. Proces strojírenství se provádí buď zcela díky nejnovějším automatizačním zařízením, nebo s částečnou náhradou lidské práce. Ne všechny továrny mají schopnost zcela nahradit lidskou práci automatizovanými. Někdo na to nemá dostatečnou kapacitu, někdo nemá vybavení a někdo nemá dovednosti pracovat s tak neobvyklou, ale zároveň extrémně účinnou metodou řízení procesu.

Objekty, které mají být automatizovány

Ale nejen lidské ruce dnes mohou být nahrazeny mechanizovanými zařízeními s vysoce přesným vybavením, které dokáže reagovat na sebemenší připomínky řidiče automobilu. Kromě toho, že existuje přímá náhrada osoby u stroje specializovanou instalací, je paralelně možná automatizace následujících aspektů v procesu strojírenství:

1. Výrobní proces – veškerou práci, kterou člověk vykonává každý den s reflexním opakováním úkonů vypracovaných na stroji, může zcela bez přerušení nahradit stroj.
2. Design – jak již bylo zmíněno výše, nejen výsledky lidské fyzické práce lze kontrolovat a přizpůsobovat jejich výrobním potřebám. Intelektuální práce také podléhá automatizaci. Základem správného počítačově podporovaného návrhu jsou navíc některé výpočty a sestavování algoritmů podléhajících elektronickému počítání.
3. Organizace – některé aspekty distribučních funkcí pro specifické provádění akcí automatizované struktury podléhají pouze externí kontrole. Všechno ostatní dělá technika sama.
4. Plánování – výpočty a identifikace nadcházejících úkolů, které mají být v budoucnu dokončeny, jsou také přiřazeny k „chytré elektronice“.
5. Ovládání - pro řízení procesu práce s automatizovanými zařízeními, která montují stroje, stačí provádět jednoduché manipulace pomocí tlačítek ve stoje u ovládacího panelu.
6. Vědecký výzkum – všechny matematické aspekty a rysy chybných výpočtů růstu produktivity strojírenského závodu v dynamice podléhají také automatizovaným výpočetním systémům.
7. Obchodní procesy – pokud si přejete, můžete si spočítat poměr svého zisku a mezního příjmu z provozování strojírenské firmy, protože počítačově řízená zařízení mohou za člověka udělat vše.

Dignity

Cílem automatizace procesů je zvýšení produktivity práce spolu s celkovým zlepšením kvality výrobků a zaváděním high-tech zařízení. S jeho pomocí je možné optimalizovat řízení strojírenské výroby, přesunout osobu z průmyslových zón nebezpečných pro zdraví. A také ke zvýšení spolehlivosti a dvojnásobné ziskovosti přesného strojírenství. Protože automatizace zvyšuje konvertibilitu a zkracuje dobu zpracování při plánování.

1. Jaké jsou pozitivní aspekty automatizace pracovních okamžiků v komplexu strojírenství? Zvažte je:
2. Za prvé, můžete ušetřit zaměstnance pracující ve zvláště obtížných fyzických podmínkách monotónní a těžké fyzické práce. Stroj může za člověka udělat vše.
3. Zadruhé můžete zaměstnance zachránit před pobytem na pracovišti v profesionálně nebezpečných podmínkách (pod odklápěcím rámem auta, za kovoobráběcím mechanickým strojem a podobně).
4. Za třetí, výsada nastavit před automatizovaný systém ty úkoly, které by na základě fyzických možností člověka byly nad jeho síly. Hovoříme o blocích vysoké hmotnosti, rychlostním provedení úkolu, vytrvalosti a podobných kritériích.
5. Začtvrté, hlavním rysem automatizace workflow je, že má pozitivní vliv na růst ekonomických ukazatelů jak podniku, tak průmyslu jako celku.

Vady

Nahrazování lidské práce automatizovanou však má i negativní aspekty. Dopravní strojírenství, výroba obráběcích strojů nebo jakýkoli jiný průmyslový podnik čelí v procesu automatizace práce následujícím negativním nuancím:

• zrušení práce;
• technická omezení;
• existující bezpečnostní hrozby;
• nepředvídatelnost nákladů na implementaci a vývoj;
• vysoká počáteční cena.

Technologická dokumentace

Jakákoli práce založená na nákupu, zpracování a montáži dílů ve strojírenství musí být doprovázena přípravou a zpracováním příslušných dokumentů. Podoba karet a jejich složení v obecném souboru dokumentů závisí na typu technologického procesu (skupinový, standardní, jednotlivý), typu výroby a stupni využití automatizovaných řídicích systémů v podniku. Na základě těchto kritérií as přihlédnutím k míře požadované podrobnosti údajů se může prezentace a obsah transakcí v dokumentech, stejně jako jejich úplnost, výrazně lišit.

Soubor podkladů pro technologický proces nejčastěji obsahuje mapu trasy, operační sál, náčrt mapy, seznam nářadí, seznam technologických dokumentů a seznam materiálů.