CC BY
76АВТОМАТИЗАЦИЯ И ПЛАНИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА НА
ПРЕДПРИЯТИЯХ
Хасцаев Борис Дзамболатович
д.т.н., профессор
ФГБОУВО Северо-Кавказский горно-металлургический институт (Государственный Технологический Университет) "
г. Владикавказ Зассеев Астан Аланович аспирант
ФГБОУ ВО Северо-Кавказский горно-металлургический институт (Государственный Технологический Университет)"
г. Владикавказ
AUTOMATION AND PLANNING OF PRODUCTION PROCESSES IN ENTERPRISES
Khastsaev Boris
Ph. D. in Economics, associate professor FSBEO HE North-Caucasian institute of mining and metallurge
(State Technological University), Vladikavkaz Zasseev Astan graduate student
FSBEO HE North-Caucasian institute of mining and metallurge
(State Technological University), Vladikavkaz
DOI: 10.31618/nas.2413-5291.2020.1.61.308
АННОТАЦИЯ
В статье рассматриваются основные этапы развития автоматизации производства на предприятиях, которая относится к числу важнейших достижений современной науки и техники в сфере промышленности. Автоматизация производства обеспечивает существенную интенсификацию производства, рост и улучшение показателей производства, заметный подъем эффективности производства с минимальными расходами топливных, энергетических и трудовых ресурсов.
ABSTRACT
The article discusses the main stages of development of production automation at enterprises, which is one of the most important achievements of modern science and technology in the field of industry. Automation of production provides a significant intensification of production, growth and improvement of production indicators, a noticeable increase in production efficiency with minimal expenditure of fuel, energy and labor resources.
Ключевые слова: предприятие, автоматизация производства, промышленная робототехника, системы автоматизированного управления, гибкое автоматизированное производство.
Keywords: enterprise, production automation, industrial robotics, automated control systems, flexible automated production
Автоматизация в статье определяется как одно из важнейших направлений развития производства предприятий (в том числе, компаний, организаций и пр.), обеспечивающее выполнение производственных процессов и управленческих процедур с помощью механизмов и машин, а также сокращение многих процедур, требующие человеческого вмешательства.
Бесспорно, что автоматизация
производственных и управленческих процессов предприятия актуально по ряду известных аспектов, поэтому изучение развития автоматизации, накопление и систематизация знаний в области автоматизации относятся к актуальным вопросам научно-технического прогресса. Поэтому, настоящую статью, посвященную рассмотрению обозначенных вопросов, следует отнести к научно-значимым работам. Основными рассматриваемыми вопросами являются: краткое описание
особенностей автоматизации производства и анализ этапов современного развития автоматизации.
Кратко об особенностях автоматизации производства
Интерес к автоматизации производства остается по настоящее время высоким, что объясняется ее преимуществами, которые определяются обеспечением:
- достижения главной цели предприятия, связанной с увеличением прибыли предприятия;
- сокращения фонда оплаты труда;
- увеличения объема производимой продукции;
- повышения эффективности производственного процесса;
- снижения вероятности проявления человеческого фактора.
Необходимо отметить и то, что автоматизация производства может определить такие негативные
последствия, как сокращение рабочих мест, повышение безработицы и снижение покупательной способности людей.
Проблем, связанных с внедрением автоматизации, не мало и они достаточно значимые. Рассмотрение этих проблем возможно только в отдельной работе. Однако здесь отметим только то, что их перечень можно дополнить еще двумя факторами. Первый определяется наличием риска взлома системы, обеспечивающей автоматизацию. Второй -зависимостью работы этих систем от электроснабжения. Выделенные проблемы автоматизации предприятия можно
минимизировать с помощью грамотной организации производственного контроля, повышением квалификации работников, своевременным обслуживанием техники, обеспечением качественной защиты данных о производстве. Реализация этих мер необходима, чтобы положительные свойства производства стали гораздо весомее, чем отрицательные свойства.
При процессе внедрения автоматизации на производстве, предпринимателю необходимо предварительно и основательно разобраться в главных особенностях автоматизации предприятия. Это нужно, в первую очередь, для того, чтобы уменьшить подготовительный процесс и сократить расходы на внедрение процесса автоматизации.
По признаку «уровень автоматизации» автоматизацию производства следует
разделять на три вида: полную, частичную и комплексную. В первом виде все технологические процессы осуществляются с применением машин или механизмов. При менее затратной частичной автоматизации технические устройства отвечают только за выполнение отдельных операций. Комплексный подход предполагает функционирование цеха или участка как единого целого, состоящего из взаимосвязанных частей. При этом во всех случаях самые ответственные решения принимает человек. Он подготавливает исходные данные, подбирает подходящие алгоритмы обработки данных производства, анализирует полученные результаты. Чаще всего на предприятиях внедряют автоматизации второго или третьего вида. Первый же вид пока остается перспективным и практически не встречается на практике.
Анализ этапов развития автоматизации производства
В историческом плане в развитии автоматизации можно выделить ряд последовательных этапов, каждый из которых характеризуется появлением новых средств автоматизации и расширением состава объектов автоматизации производства.
Применительно к промышленному производству можно выделить ниже рассматриваемые этапы развития автоматизации:
1. Автоматизация массового производства. При массовом производстве промышленной продукции задача повышения производительности труда стоит особенно остро. Здесь возможны значительные затраты на автоматизацию, включая средства автоматизации, поскольку будучи отнесенными к единице продукции (при большом числе единиц продукции), они приводят к приемлемому росту ее цены.
В результате становится целесообразным создание и использование в производстве специализированных и специальных
технологических автоматов, являющихся техническим обеспечением автоматизации производства. Каждый такой автомат рассчитан на единственную технологическую операцию или ограниченный набор технологических операций при производстве определенного изделия. Задача перестройки автомата на выпуск других изделий либо ставится в ограниченном объеме, либо не ставится вовсе.
Основной целью автоматизации на этом этапе является получение максимальной
производительности. Технологический процесс изготовления изделия разбивается на простые операции малой длительности, которые можно выполнять параллельно на разных технологических автоматах.
2. Автоматизация основных операций обработки многономенклатурного производства. Многономенклатурное производство предполагает изготовление разнообразных изделий партиями ограниченного объема в ограниченные сроки. При этом номенклатура изделий и объемы партий могут колебаться в широких пределах: от единичных изделий до партий среднесерийного производства.
Особенностью многономенклатурного
производства является то, что при нем технологическое оборудование должно быть в значительной степени универсальным и обеспечивать переналадку и перестройку на изготовление разнообразных изделий (в пределах технологических возможностей оборудования). Поэтому в случае автоматизированного производства такая переналадка и перестройка должны осуществляться в автоматизированном режиме с минимальным объемом ручных операций или с полным их исключением.
Выполнение перечисленных условий определяет "гибкую" автоматизацию. Известно, что основным принципом гибкой автоматизации является принцип программного управления технологическим оборудованием. Рабочий цикл технологического автомата при этом задается управляющей программой, содержащей кодированное описание последовательности элементов цикла с использованием определенной символики. Управляющая программа
разрабатывается обособленно от управляемого оборудования и оформляется на некотором машинном носителе, что позволяет считывать ее
автоматическому устройству управления технологического автомата.
3. Автоматизация на основе промышленной робототехники. Автоматизация основных операций технологических процессов привела к росту противоречия между уровнем их автоматизации и уровнем автоматизации вспомогательных операций (в первую очередь операций загрузки-разгрузки автоматизированного оборудования). В качестве средства устранения этого противоречия была предложена концепция программно-управляемого перестраиваемого автомата для выполнения вспомогательных операций по обслуживанию автоматизированного оборудования.
Такие автоматы появились в шестидесятых годах прошлого столетия и получили название промышленных роботов (ПР). Первые разработки ПР были ориентированы на замену человека при выполнении операций загрузки заготовок в технологические автоматы и разгрузки обработанных изделий. На базе технологического автомата и обслуживающего его ПР создаются роботизированные технологические комплексы (РТК), представляющие собой комплексно автоматизированные технологические ячейки.
С помощью РТК появляется возможность комплексной автоматизации отдельных технологических операций или ограниченного набора технологических операций в многономенклатурном производстве. Первые РТК с использованием простых ПР с цикловым управлением были эффективны в среднесерийном производстве. По мере совершенствования ПР (появление роботов с ЧПУ, адаптивных роботов, интеллектуальных роботов), повышается их гибкость и возможность эффективного применения в мелкосерийном и индивидуальном производстве.
ПР непрерывно совершенствуются. В этом процессе улучшаются их технические характеристики, расширяются функциональные возможности и сферы применения, а самое важное - повышаются их интеллектуальные способности. В настоящее время основная масса выпускаемых ПР ориентирована на выполнение таких технологических операций, как: сварка, окраска, сборка и некоторые другие. Наряду с ПР продолжают использоваться загрузочно-разгрузочные роботы, различные манипуляторы, появились транспортные роботы и др.
4. Автоматизация процессов административного управления. Управлением в общем случае называют всякое целенаправленное воздействие, оказываемое на коллектив предприятия, с целью обеспечения высоких результатов в работе коллектива предприятия.
Управление в любом производстве требует решения большого объема задач по сбору и обработке информации, принятию решений и контролю их исполнения. Для решения задач управления привлекаются значительные людские ресурсы. Качество решения управленческих задач в
существенной мере определяет результат производства.
Возможность автоматизации управления появилась с развитием и широким распространением ЭВМ, когда ЭВМ стали доступны для использования отдельными предприятиями. Появилась возможность автоматизации (с помощью ЭВМ и соответствующего программного обеспечения) процессов сбора и обработки информации, необходимой для принятия управленческих решений и контроля хода производства. С использованием ЭВМ стали решаться задачи планирования производства, задачи материального обеспечения, задачи учета труда и заработной платы, а также ряд других задач по управлению производством.
Характерным для этого этапа автоматизации явилось создание на производстве централизованных вычислительных центров, решающих задачи управления производством. Связь между ЭВМ и производством, в основном, осуществлялась с использованием оперативного персонала.
Подобные централизованные системы получили название автоматизированных систем управления производством (АСУП). С момента появления АСУП стали обеспечивать решение задач организационного и диспетчерского управления производством. Основным эффектом от внедрения АСУП является сокращение времени, необходимого для принятия управленческих решений, повышение оперативности управления и его качества, а также сокращение управленческого персонала, занятого рутинной обработкой информации.
Значительный объем управления в производстве приходится на задачи оперативно-технического управления производственным оборудованием и технологическими процессами. Для автоматизации решения этих задач необходимо обеспечить непосредственную связь между управляющей ЭВМ и объектами управления. Кроме того, задачи оперативно-технического управления должны решаться в реальном времени управляемого процесса.
Поэтому наряду с АСУП появились
автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП), которые обеспечивают в автоматизированном режиме решение задач оперативно-технического, диспетчерского и организационного управления отдельными технологическими процессами производства. Интеграция АСУ ТП с автоматизированным технологическим
комплексом обеспечивает реализацию концепции безлюдной технологии в производстве.
5. Автоматизация инженерного
труда. Производство требует затрат
высококвалифицированного труда специалистов -инженеров, которые на производстве разрабатывают новую продукцию, проводят научные исследования и испытания,
разрабатывают новые технологические процессы и модернизируют старые. Без инженерного труда невозможен прогресс производства. Затраты на оплату инженерного труда в производственных расходах составляют значительную долю (по стандартам промышленно развитых стран).
Стремление повысить эффективность инженерного труда, сократить материальные и временные затраты на проектирование новой или модернизированной продукции, на проведение исследований, на подготовку производства привело к появлению соответствующих
автоматизированных систем. Основой таких систем явилось использование ЭВМ, поскольку инженерный труд является интеллектуальным. Типичные инженерные задачи являются эвристическими задачами, опирающимися на значительный объем рутинных работ.
Рутинные работы (получение справочной информации, оформление результатов, оформление чертежей и текстовых документов и др.) в большинстве случаев поддаются алгоритмизации (описанию в виде детерминированной последовательности простых операций) и, следовательно, их можно автоматизировать, используя ЭВМ. В принципе, автоматизировать можно любые процессы, поддающиеся алгоритмизации.
Средством автоматизации инженерного труда являются программно-технические комплексы на базе ЭВМ: системы автоматизации проектирования (САПР), автоматизированные системы научных исследований (АСНИ), автоматизированные системы
технологической подготовки производства (АСТПП). Первые две системы используются конструкторами и исследователями для разработки новой или модернизации существующей продукции. Результатом их работы являются технические и рабочие проекты новой продукции.
Для реализации этих проектов необходимо выполнить подготовку производства
спроектированной продукции. Эта задача возлагается на специалистов-технологов, осуществляющих проектирование новых технологических процессов или модернизацию существующих. Для автоматизации труда технологов были разработаны
автоматизированные системы технологической по дготовки производства (АСТПП). Использование АСТПП позволяет повысить эффективность подготовки производства, сократить материальные и временные затраты на этот процесс, повысить качество результатов и сократить затраты человеческого труда.
6. Автоматизация на основе интеграции автоматизированных производственных систем в единое гибкое автоматизированное производство (ГАП). Интеграция заключается в совместном использовании и взаимодействии перечисленных выше систем автоматизации для достижения конечной цели производства. При этом системы автоматизации интеллектуальных
функций человека (проектирование, управление, исследования, разработка технологий) используют общие базы данных, что обеспечивает прямой обмен информацией между ними.
В ГАП основным принципом управления оборудованием и процессами является программное управление от ЭВМ, что обеспечивает перестройку производства на выпуск новой или модернизированной продукции программным путем (заменой управляющих программ) в автоматизированном режиме. В результате производство приобретает свойство гибкости и реализует концепцию гибкой технологии. Комплексная автоматизация человеческого труда позволяет сократить долю человеческого труда в ГАП в 20 раз по сравнению с традиционным производством. Такое производство реализует концепцию безлюдной технологии.
В условиях ГАП автоматизированы как физические, так и интеллектуальные функции человека. Для автоматизации интеллектуальных функций основным средством являются ЭВМ. Поэтому ГАП часто называют интегрированным и компьютеризированным производством.
7. Автоматизация производств на основе интеллектуальных систем управления с использованием экспертных систем, нейронных систем и элементов нечеткой логики. Отметим лишь то, что внедрение интеллектуальных систем управления в производство такого уровня автоматизации обеспечивает значительное повышение эффективности производства и расширение функциональных возможностей предприятия и т.д. Рассмотрение этого этапа развития автоматизации предприятий
целесообразнее всего в отдельной работе.
В заключении следует отметить, что прогресс в большой степени определяется уровнем автоматизации предприятий, который, в свою очередь, определяется развитием науки и техники. Поэтому популяризация достижений в области автоматизации производств представляется актуальной задачей, которой и посвящена настоящая статья.
Материал статьи представляет интерес, в первую очередь, для начинающих работать в области автоматизации аспирантов, студентов и разработчиков электронных компонентов и программного обеспечения.
Литература:
1. Брюханов, В.Н. Автоматизация производства. / В.Н. Брюханов. — М.: Высшая школа, 2016. — 367 с.
2. Иванов, А.А. Автоматизация технологических процессов и производств: Учебное пособие / А.А. Иванов. — М.: Форум, 2016. — 224 с.
3. Схиртладзе, А.Г. Автоматизация технологических процессов и производств: Учебник / А.Г. Схиртладзе, А.В. Федотов, В.Г. Хомченко. — М.: Абрис, 2018. — 565 с.
4. Схиртладзе, А.Г. Автоматизация Учебник для ВУЗов. / А.Г. Схиртладзе. — М.: технологических процессов и производств. Абрис, 2017. — 568 с.
ИССЛЕДОВАНИЕ БИТУМНО-ВЕРМИКУЛИТОВЫХ МАСТИК И АСФАЛЬТОБЕИОНОВ
ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
Ахтямов Эльдар Рашидович
Технический директор « УралНИИстром» г. Челябинск Кошкаров Евгений Васильевич доктор экономических наук, ведущий научный сотрудник
« УралДорНИИ» г. Екатеринбург Дедюхин Александр Юрьевич кандидат технических наук, доцент НИИ «ЛАДОР» г. Екатеринбург Агейкин Василий Николаевич кандидат технических наук, доцент Тюменский индустриальный университет
г. Тюмень
RESEARCH OF BITUMINO-VERMICULITE MASTICS AND ASPHALTOBEION
FOR ROAD CONSTRUCTION
Akhtyamov Eldar Rashidovich
Technical Director "UralNIistrom" Chelyabinsk
Koshkarov Evgeny Vasilievich Doctor of Economics, Leading Researcher
"UralDorNII" Yekaterinburg city Dedyukhin Alexander Yurievich Сandidate of technical sciences, associate professor
SRI "LADOR" Yekaterinburg city
Ageikin Vasily Nikolaevich Œndidate of technical sciences, associate professor Tyumen Industrial University Tyumen
DOI: 10.31618/nas.2413-529L2020.L6L311
АННОТАЦИЯ
В работе исследованы битумно-вермикулитовые композиции, мастики и асфальтобетонные смеси, предназначенные для дорожного строительства. Проведены исследования по получению и испытаниям битумно-вермикулитовых композиций с использованием битумов нефтяных дорожных марок БНД 90/130 и БНД 60/90 и вспученного вермикулитового песка фр. 0,6 - 1,0 мм. Разработаны и испытаны в дорожных условиях битумно-вермикулитовые мастики, асфальтобетонные смеси (по ГОСТ 9128) и показана их эффективность при ремонте асфальтобетонных покрытий в условиях эксплуатации автомобильных дорог на севере Тюменской области.
ABSTRACT
The work investigates bitumen-vermiculite compositions, mastics and asphalt concrete structures intended for road construction. Research has been carried out on the production and testing of bitumen-vermiculite composite materials using bitumen of oil road grades BND 90/130 and BND 60/90 and expanded vermiculite sand of fr. 0.6 - 1.0 mm. Bituminous-vermiculite mastics, asphalt concrete mixtures (according to GOST 9128) have been developed and tested in road conditions, and their effectiveness has been shown in the repair of asphalt concrete pavements under the conditions of road use in the north of the Tyumen region.
Ключевые слова: вспученный вермикулит; битумно-вермикулитовая мастика; асфальтобетон; пенетрация; температура размягчения; растяжимость; прочность; дорожное строительство.
Keywords: expanded vermiculite, bitumen-vermiculite mastic, asphalt concrete, penetration, softening temperature, extensibility, strength, road construction.
