Компьютеризованное производство

- САМ) характери-

I Компьютеризованное

Ь производство - использо- J

I вание компьютеров в управ- I

I лении процессом, заменяю- 1

5 щве функции человека

I функцией машины.

Станки с числовым управлением - оборудование, которое осуществляет производственную операцию, следуя математической программной информации. I

1Сомпыотеризованное производство (computer-aided manufacturing

зуется использованием компьютеров в управлении процессом, начиная от роботов и заканчивая автоматическим контролем качества.

Эта система заменяет функции человека функцией компьютеров. Преимущества - снижение трудоемкости; возможность выполнения опасных, грязных или утомительных работ; достижение высокого, постоянного уровня качества. Подобное оборудование, как правило, стоит очень дорого.

Станки с числовым управлением (numerically controlled machines -N/C) программируются для выполнения комплекса производственных задач, на основании математических соотношений, которые сообщают станку детали необходимой операции.

Информация записывается на дискету, магнитную ленту или микропроцессор. Хотя такие станки используются уже в течение многих лет, они являются важным элементом современных методов производства. Отдельные станки могут иметь свой собственный компьютер; подобный вариант называется числовым программным управлением (computerized numerical control - CNC). Или же один компьютер может управлять большим числом станков; это называется прямым числовым управлением (direct numerical control - DNC).

Иногда возможно использовать на производстве роботов. Робот состоит из трех частей: механический манипулятор, источник питания и управляющее устройство.

В отличие от роботов из фантастических фильмов, которые отдаленно напоминают людей, у промышленных роботов совсем не такая впечатляющая наружность и гораздо меньшая мобильность; большинство роботов стационарны, за исключением их подвижных рук (манипуляторов).

Роботы способны выполнять самые разнообразные задачи, включая сварку, сборку, погрузку и разгрузку, покраску и тестирование. Они избавляют людей от тяжелого и грязного труда, и часто используются на утомительных работах.

Некоторые роботы довольно просты, другие гораздо более сложны. На низшем уровне находятся роботы, следующие строго определенному набору команд. Затем идут программируемые роботы, которые могут повторять ряд движений, выполняя заданную последовательность операций. Эти роботы воспроизводят механическую последовательность так же, как видеомагнитофон воспроизводит визуальную последовательность. На следующей ступени находятся роботы, которые получают команды от компьютера. На вершине находятся роботы, способные распознавать объекты и принимать самостоятельные простейшие решения.

Движение роботов производится одним из двух способов. Одни роботы ( точечные ) перемещаются в заранее установленную точку, где осуществляют необходимую операцию; затем они передвигаются в следующую точку и выполняют следующую операцию. Маршрутные роботы в процессе выполнения операции перемещаются по заданному непрерывному маршруту.

Роботы могут снабжаться энергией пневматически (с помощью воздуха), гидравлически (жидкость под давлением), либо с помощью электроники. Таблица 5-2 описывает более подробно некоторые типы роботов, которые используются в настоящее время.

I Робот - автомат, состоя-Я щий из механического мани-I пулятора, источника питания % и управляющего устройства.

Таблица 5-2. Современные роботы

Все промышленные роботы имеют рабочие органы и захваты, имитирующие человеческую руку, с помощью которых они выполняют операции, воспроизводящие действия человека-оператора. Этот термин обычно относится к роботам, оснащенным автономной системой управления и способным выполнять операции самостоятельно. Но в Японии в эту категорию включают также манипуляторы, управляемые человеком - непосредственно или дистанционно.

Приблизительно одна треть всех промышленных роботов в США - зто простейшая модификация, называемая точечными роботами . Это название обязано своим происхождением рутинной операции: взять нечто в одной точке и поместить зто в другую. Степень свободы обычно ограничена двумя или тремя направлениями - вперед-назад, влево-вправо и вверх-вниз. Система управления - электромеханическая.

Робот-манипулятор - зто наиболее распространенный промышленный робот, поскольку зто понятие включает все модификации, описанные ниже. Данное название происходит от одного и более сервомеханизмов, делающих возможным перемещение рабочего органа и захвата в любом направлении без механического переключения. Эти роботы обычно имеют от пяти до семи степеней свободы, в зависимости от количества сочленений или шарниров в руке робота.

Программируемый робот - зто робот-манипулятор, управляемый запрограммированным контроллером, который запоминает последовательность движений руки и захвата; эта последовательность может бесконечно повторяться. Такой робот может быть перепрограммирован для выполнения нового задания.

Компьютеризированный робот - зто программируемая модель, действия которой управляются компьютером. При этом программа действий не является жестко заданной; при необходимости могут быть введены новые инструкции, задаваемые с помощью электроники. Программирование таких интеллектуальных роботов может включать в себя процедуры оптимизации исполнения стандартных инструкций.

Сенсорный робот - это компьютеризированный робот, оснащенный одним или более искусственным органом чувств - обычно это зрение или осязание.

Сборочный робот - это компьютеризированная модель, довольно часто с сенсорными датчика-ми, спроектированная специально для работы на линиях сборки изделий.

Чаще всего роботы используются японскими промышленными компаниями.

Гибкая производственная система (flexible manufacturing system -FMS) - это комплекс механизмов, включающий контролирующий и управляющий компьютер, автоматическую погрузку и разгрузку материалов и, возможно, роботов или другое автоматизированное программное оборудование. Перепрограммируемые контрольные

устройства позволяют таким системам производить i й широкий ассортимент сходной продукции.

I SSrSr: : Системы могут варьироваться от трех-четырех еди-

Ц низмов, разработанный для s ниц оборудования до более дюжины. Они разработаны, i цикличного производствен- 1 чтобы отвечать циклическим производственным требо- ного процесса, и способный ваниям, сочетая при этом преимущества автоматизации

и TnTfTr. !Tfr.fZJ с гибкостью самостоятельных станков (т.е. станков с

сортимент сходной продук- ,: ,

ции. цифровым управлением). Гибкие производственные сис-

I,.,- ;т, а . ,;,.п -ж; ,л.жлж.-..&. : темы снижают затраты труда и дают более стабильный

уровень качества по сравнению с традиционными методами производства, более низкие капитальные вложения и большую гибкость, чем жесткая автоматизация. Кроме того, их можно относительно быстро перепрограммировать. Гибкие производственные системы нравятся менеджерам, которые хотели бы сочетать гибкость цеховой организации рабочего процесса с производительностью массового производства.

Хотя все это важные достоинства, гибкие производственные системы имеют и ряд недостатков. Одним из них является то, что данный тип систем может работать со сравнительно небольшим разнообразием продукции, т.е. с его помощью можно производить только сходные изделия, требующие сходного оборудования. Кроме того, эти системы требуют более долгих сроков планирования и внедрения, чем традиционное промышленное оборудование, из-за повышенной сложности и расходов. Более того, компании часто предпочитают постепенный переход к автоматизации, а такие гибкие производственные системы - это резкий скачок в технологии.

Интегрированное компьютерное производство (computer-integrated manufactur-. - CIM) - это система, объединяющая широкий спектр производственной деятельности с помощью интегрированной компьютерной системы, включая инженерное проектирование, гибкую производственную систему, производственное Зпланирование и контроль. (Не все элементы обязательны.) Простейшая подобная система может просто соединять два гибких производственных комплекса с одним управляющим компьютером. Системы с более широким охватом включают составление производственных графиков, закупки, управление производственными ресурсами, сбытом, распределением. В сущности, система СШ интегрирует информацию из других сфер деятельности предприятия в сферу производства.

Главная цель использования такой системы - связать различные части организации между собой, чтобы обеспечить быструю реакцию на заказы потребителей и/или изменение продукции, обеспечить высокую скорость производства и снизить косвенные затраты труда.

Производственная стратегия

Выбор процесса часто требует технической компетентности. Многие менеджеры в США, связанные с выбором процесса, не имеют специальных технических знаний; их образование и опыт лежат в области маркетинга, финансов и т.п. ВЛпонии дело обстоит совершенно противоположным образом - многие японские менеджеры, отвечающие за выбор процесса, имеют техническое образование. Соответственно, в западных компаниях решениетехническихвопросов обычно передается техническим специалистам, инженерам. В перспективе, возможное оптимальное решение-принимать на работу и продвигать руководителей, которые имели бы как экономические, так и технические знания и опыт. А пока этого не произошло, менеджеры должны работать вместе стехническими экпертами, постоянно задавая вопросы, повышая свое понимание преимуществ и ограничений сложных промышленных технологий и оборудования, - ив конце концов, самим принимать решения. Таким образом, существует реальная потребность в управлении технологиями.

Основное последствие усиленного использования автоматизации в промышленности - влияние на структуру расходов предприятия. Доля постоянных затрат увеличивается, доля переменных снижается. Это означает, что увеличение выпуска снижает общие издержки, т.е. возникает ситуация, достаточно обременительная в периоды низкого спроса. Кроме того, автоматизация создает дополнительные требования к обслуживанию и ремонту высокоспециализированного оборудования. Менеджеры должны подходить к вопросу автоматизации очень осторожно,тщательно взвесив все преимущества и недостатки подобного долгосрочного проекта.

В этой книге везде подчеркивается важность гибкости для конкурентной стратегии. Тем не менее, гибкость не всегда является оптимальным выбором. Гибкие системы или оборудование часто более дороги и не так эффективны, как менее гибкие альтернативы. В определенных случаях гибкость является ненужной, т.к. товар находится в стадии зрелости, почти не требуя изменений в проекте, и имеет стабильный объем выпуска. Обычно в такой ситуации требуется специализированное производственное оборудование, и потребность в гибкости отпадает. Вывод ясен: к гибкости следует относиться с большим вниманием; необходимо оценить ситуацию и определить реальную потребность в гибкости.

На практике гибкие системы используются по одной из двух следующих причин: переменный либо неопределенный спрос. Вторую причину можно преодолеть совершенствованием прогнозирования.