Научно-исследовательская деятельность обучающихся
в контексте требований ФГОС
Научная статья
УДК 658.018
Разработка проекта повышения эффективности
производственной системы
Владимир Владимирович Марков1, Андрей Валерьевич Сиверцев2,
Максим Сергеевич Фокин2
1,2Карачевский филиал Орловского государственного университета имени
И.С. Тургенева, Карачев, Брянская область, Россия
1pms35vm@yandex.ru
Аннотация. Рассмотрена структура системы комплексной автоматизации производства «Умный цех». Выполнен обзор основных элементов автоматизированной системы управления инфраструктурой инструментального цеха. Представлены мероприятия по внедрению в инструментальном цехе метода «Бережливое производство».
Ключевые слова: автоматизация производства, «умный цех», качество, эффективность, метод «Бережливое производство»
Research activities of students in the context of GEF requirements
Original article
Development of a project to improve the efficiency of the production system
Vladimir Vladimirovich Markov1, Andrey Valerievich Sivertsev2,
Maxim Sergeevich Fokin2
1,2Karachev branch of the Oryol State University named after I.S. Turgenev, Karachev, Bryansk region, Russia
1pms35vm@yandex.ru
Abstract. The structure of the system of complex automation of production «Smart Shop» is considered. The review of the main elements of the automated control system for the infrastructure of the tool shop is carried out. The measures for the implementation of the method «Lean production» in the tool shop are presented.
Keywords: production automation; «Smart shop»; quality; efficiency; lean manufacturing method
Введение.
Современное цех – это сложнейший комплекс, включающий в себя проектные решения, связанные с гарантированным качеством специального инструмента и технологической оснастки, а также с безопасностью и комфортным режимом работы рабочих и мастеров в цехе [1]. Метод «Бережливое производство» широко применяется для повышения эффективности производственной системы, снижения потерь рабочего времени и расходов, не связанных с добавлением ценности продукции.
Основная часть
Первыми шагами по внедрению метода «Бережливое производство» является составление карты потока технологического процесса производства изделия; работа по организации рабочего пространства на участке по методу 5S (сортировка, самоорганизация, систематическая уборка, стандартизация, совершенствование). В рамках метода 5S проводится сортировка инструмента и средств контроля, операторам станков выдаются «визитные карточки» для отслеживания движения инструмента по участку, выполнена цветовая маркировка инструмента. Составляется сетевой график выполнения ежемесячного плана работы [2].
Дальнейшее повышение эффективности производственной системы связано с внедрением нового технологического уклада – системы комплексной автоматизации производства «Индустрия 4.0» или «Умный цех». Технологический уклад «Индустрия 4.0» предполагает широкое использование электронных носителей информации о детали: чертёж детали, технология её обработки, карта обмера размеров, электронное руководство по техническому обслуживанию, ремонту и утилизации. Можно сказать, что деталь будет иметь своего «цифровой паспорт» – комплект электронных документов по её производству и использованию [3].
Ещё одна важная особенность «Индустрии 4.0» – это гибкое производство. В современном мире конкуренция между предприятиями очень высока, поэтому выигрывать будут те, кто максимально полно удовлетворит потребности потребителей. Гибкое производство позволит это сделать: можно будет производить каждое изделие под конкретного потребителя, а новое оборудование позволит сделать себестоимость «единичного» изделия такой же, как серийной продукции.
Продукция гибкого производства может быть не только не дороже серийной продукции, но может даже оказаться дешевле и качественнее. Это достигается стремлением к рациональному использованию ресурсов, повышению производительности труда и эффективности производства. Для уменьшения потерь рабочего времени метод «Бережливое производство» развивается с применением электронных носителей информации о выпускаемых изделиях.
Основой «Индустрии 4.0» является «умный цех» – система автоматизированного управления цеховым хозяйством. Данная система предназначена для решения многих задач [3]: мониторинг перемещения заготовок, деталей и сотрудников по цеху; мониторинг состояния цеха, в том числе – контроль чистоты; мониторинг состояния мест хранения заготовок, полуфабрикатов, готовой продукции, режущего и контрольно-измерительного инструмента, технологической оснастки, смазывающе-охлаждающей жидкости и других расходных материалов; мониторинг состояния рабочего места станочника; мониторинг правильности базирования детали в приспособлении; автоматизация документооборота, производства, инженерных систем, систем безопасности, энергосбережения, связи и обучения работников (рисунок 1).
Рисунок 1 – Схема задач, решаемых системой «Умный цех»
Система «Умный цех» – это система получения и обработки информации о состоянии процессов обработки деталей в цехе. Её физическая часть состоит из многих элементов, которые можно расставить по трём уровням:
1) нижний уровень – датчики для контроля и управления параметрами состояния оборудования, помещения и здоровья сотрудников цеха;
2) средний уровень – микроконтроллеры, которые используются для автоматического управления оборудованием цеха и инженерными сетями;
3) верхний уровень –панели управления процессами обработки деталей.
Рассмотрим некоторые элементы информационной системы «Умный цех». Одной из задач «Умного цеха» является мониторинг перемещения по участкам цеха заготовок, полуфабрикатов, деталей и сотрудников. В качестве датчиков перемещения используются бейджи. Отслеживая перемещения сотрудников, аналитики понимают, как организовать пространство цеха так, чтобы было удобно – где лучше размещать шкафы с запасами инструмента и оснастки. На целом ряде предприятий разрабатываются «смарт-участки» цехов: это рабочие участки, в которых предусмотрена автоматическая система контроля за технологическим оборудованием. Когда рабочий заходит на «умный участок», всё оборудование, оснастка и ящики с инструментами уже настроены с учётом его предпочтений.
Состояние помещения – это одно из основных условий изготовления деталей высокой точности. Для контроля состояния помещения цеха используются датчики пыли, паров масла, содержания в воздухе частиц металла, напряжённости электромагнитного поля, а также датчики температуры, шума и вибрации.
Создаются «Умные стеллажи» – места хранения заготовок, полуфабрикатов, готовой продукции, инструмента, оснастки, эмульсии и других материалов. «Умный стеллаж» присылает рабочему напоминание, если он не кладёт инструмент не на своё место или вообще забывает его положить.
Качество обрабатываемых деталей зависит от состояния здоровья рабочих. В «Умном цехе» на запястье каждого станочника надевают браслеты с датчиками пульса и кровяного давления. По их данным можно дистанционно отслеживать здоровье рабочих и производить их замену, если состояние здоровья рабочих неудовлетворительное. В «Умном цехе» рабочий может сам управлять своим рабочим местом. Для этого на рабочем месте устанавливается сенсорный дисплей. С его помощью рабочий сможет управлять: освещением, температурой, средствами доставки деталей, инструмента, оснастки, средствами связи с мастером и технологом.
Заключение. Элементы автоматизированной системы управления цехом позволяют не только бережно относиться к ресурсам, снижать себестоимость изделий и повышать производительность труда. Они могут сделать труд рабочего и цехового инженера более интересным, безопасным и привлекательным для молодёжи.
Список источников
1 Канюков, В.Н. Развитие научно-технических решений в промышленности [Текст]: Учебное пособие / В.Н. Канюков, Н.Г. Терегулов, В.Ф. Винярский, В.В. Осипов. – Оренбург: ОГУ, 2010. – 255 с.
2 Технологии «Умного города» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.Smart-City.ru.
3 Технологии «Умного дома» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.Umniy-Dom.ru.
References
1 Kanyukov, V.N. Razvitie nauchno-tekhnicheskih reshenij v promyshlennosti [Tekst]: Uchebnoe posobie / V.N. Kanyukov, N.G. Teregulov, V.F. Vinyarskij, V.V. Osipov. – Orenburg: OGU, 2010. – 255 s.
2 Tekhnologii «Umnogo goroda» [Elektronnyj resurs]. – Rezhim dostupa: http://www.Smart-City.ru.
3 Tekhnologii «Umnogo doma» [Elektronnyj resurs]. – Rezhim dostupa: http://www.Umniy-Dom.ru. |