Стартовая >> Архив >> Подстанции >> Автоматизированное проектирование силовых трансформаторов

Понятие и назначение гибких автоматизированных производств - Автоматизированное проектирование силовых трансформаторов

Оглавление
Автоматизированное проектирование силовых трансформаторов
Значение автоматизированного проектирования
Основные сведения об автоматизированном проектировании
Структура САПР
Основные принципы создания САПР
Виды САПР
Проблемы функционирования человека в САПР
Особенности технологии автоматизированного проектирования
Экономическая эффективность САПР
Понятие и назначение гибких автоматизированных производств
Проектирование технологических процессов на базе САПР
Проблемы и перспективы организации гибких автоматизированных производств в трансформаторостроении
Базовое техническое обеспечение
Периферийное техническое оборудование
Проблемы формирования комплекса технических средств САПР
Общесистемное программное обеспечение
Специальное программное обеспечение
Организация информации при использовании ЭВМ
Информационное обеспечение
Банки данных
Базы знаний
Предпосылки оптимального проектирования трансформаторов
Постановка задачи оптимального проектирования трансформаторов
Исследование характера задачи оптимального проектирования трансформаторов
Основные направления в разработке методов оптимального проектирования силовых трансформаторов
Оптимальное проектирование силовых трансформаторов методом рационализированного перебора
Разработка и исследование проектирования на основе метода случайного поиска
Сравнение и анализ эффективности методов оптимального проектирования силовых трансформаторов
Разработка математической модели трансформатора
Результаты применения методов программирования для оптимального проектирования
Развитие систем автоматизированного проектирования в электротехнике
Система автоматизированного проектирования типоисполнений трансформаторов класса 35 кВ
Система автоматизированного проектирования трансформаторов класса 110 кВ
Организация интегрированных систем автоматизированного проектирования трансформаторов
Модели графических документов
Общесистемное программное обеспечение машинной графики
Методология решения графических задач при проектировании трансформаторов
Структура чертежно-графической подсистемы
Организация специального программного обеспечения

ГЛАВА ВТОРАЯ
ФУНКЦИИ САПР В ГИБКИХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ
ПРОИЗВОДСТВАХ
Понятие и назначение гибких автоматизированных производств
XX век по праву можно рассматривать как период интенсивной автоматизации. Сначала (в начале века) автоматизация стала вторгаться в производственные процессы, приводя к значительному росту производительности труда. Наибольшее распространение здесь получила так называемая «жесткая» автоматизация, реализуемая с помощью относительно несложных алгоритмов, для выполнения которых нет необходимости использовать ЭВМ. Технической базой такой автоматизации, получившей широкое распространение в крупносерийном и массовом производстве, являются сравнительно простые логические устройства либо непосредственная реализация алгоритма «в металле».
Такой подход к автоматизации хотя и является экономически высокоэффективным и значительно повышает производительность труда в массовом производстве, тем не менее не позволяет осуществлять быструю перестройку оборудования для перехода к производству новой продукции. Кроме того, оператор здесь вынужден контролировать качество продукции, управлять оборудованием, выполнять работы по разгрузке и транспортировке материалов и готовой продукции и т. д.
Следовательно, жесткая автоматизация не решает или решает частично проблемы автоматизации серийного и малосерийного производства.
В последующие годы получила широкое распространение комплексная автоматизация технологических линий на основе много двигательных электроприводов с применением в качестве управляющих органов микропроцессоров и микро-ЭВМ. С появлением высокопроизводительных и надежных ЭВМ второго поколения, способных хранить и обрабатывать большие потоки информации, началась автоматизация управленческой деятельности человека, а с появлением ЭВМ третьего поколения и различных периферийных устройств (средств отображения и воспроизводства информации, устройств передачи данных, средств машинной графики и др.), обеспечивающих обработку и переработку информации в диалоговом режиме с человекам, начали развиваться системы автоматизированного проектирования и научных исследований (АСНИ).
Таким образом, следующий этап в развитии автоматизации (60—70-е годы) был направлен на повышение производительности труда в интеллектуальной деятельности человека посредством создания автоматизированных систем управления и, несколько позднее, систем автоматизированного проектирования и научных исследований.
С разработкой этих автоматизированных систем открылась возможность полной автоматизации производственной деятельности человека, которая включает в себя:
автоматизацию производства и его технологических процессов (АСУТП);
автоматизацию управления производством (АСУП);
автоматизацию проектирования, исследований и испытаний.
В настоящее время мы являемся свидетелями нового этапа в развитии автоматизации — создания гибких автоматизированных производств (ГАП), элементами которых являются АСУ ТП и САПР. Технической базой этой автоматизации являются ЭВМ, которые позволили преодолеть недостатки систем «жесткой» автоматизации начального периода путем адаптации алгоритма к изменяющимся условиям. Эта адаптация либо заранее предусматривается при разработке программы, либо выполняется на программном уровне, что значительно проще, чем перестройка механических жестко запрограммированных систем. Развитие АСУ и САПР показало, что наиболее эффективна эксплуатация этих систем в общем производственном процессе.

«Перед промышленностью на этом этапе стоят, по существу, две различные задачи. Крупносерийное и массовое производство надо наделить надлежащей гибкостью, сохранив при этом все преимущества широкой автоматизации. А малосерийное — необходимо комплексно автоматизировать с таким расчетом, чтобы наряду с гибкостью оно приобрело и лучшие черты массового производства: непрерывность, ритмичность, высокий темп выпуска изделий. Именно идея гибких автоматизированных производств позволяет решить обе эти задачи на единой основе» [25].
Создание и внедрение ГАП должно решить задачу комплексной автоматизации, на что обращается внимание в последних постановлениях партии и правительства, поскольку именно в комплексности заложен дополнительный экономический эффект, В [26] отмечается, что сам по себе отдельный автоматический узел или система, безусловно, выполняют полезные функции. Однако если все это объединить в единый производственный процесс, то эффект может быть значительно увеличен.
Процесс производства в ГАП полностью управляется и контролируется ЭВМ, которая управляет ходом процесса, оперативно реагирует на помехи и в большинстве случаев устраняет их причины. Контроль качества и выбраковка изделий производятся автоматически после каждой операции, а не в конце технологического процесса. Тем самым значительно сокращаются потери от брака и повышается качество продукции.
В сферу гибкой автоматизации включается не только основное, но и вспомогательное производство, складское хозяйство, транспорт и др. Повышается также эффективность управленческого труда.
В настоящее время центральное место в ГАП занимают ЭВМ как гибкий элемент управления и станки с ЧПУ как гибкий производственный элемент. Такие станки, создававшиеся первоначально для обеспечения высокого класса точности в обработке деталей мелкосерийного производства, стали, по существу, первым важным шагом на пути к гибкой автоматизации, поскольку появилась возможность быстрой переоснастки станков при изменении выпускаемой продукции [27]. Однако дальнейшее развитие ГАП невозможно без широкой роботизации производства.
Разработка и использование промышленных роботов предполагают [28]:
рост производительности труда в 2—4 раза, сокращение на 50 % производственных площадей;
значительное высвобождение рабочей силы из промышленного производства и ее эффективное использование в других сферах народного хозяйства;
сокращение вредного, тяжелого и монотонного труда.
Практически повсеместно разработка и освоение промышленных роботов осуществляются в направлении автоматизации погрузочно-разгрузочных и транспортных работ, подачи заготовок и изделий к станкам, сварных работ, окраски и консервирования, монтажа.
Роботы будущего будут существенно отличаться от основной массы производимых в настоящее время: они будут «наделены интеллектом», половина из них — устройствами обратной связи.
Кроме роботов важное место в ГАП занимают САПР, с помощью которых определяется логический образ будущего изделия на бумажных или машинных носителях. Получаемая при этом и находящаяся в ЭВМ информация имитирует производственный процесс и составляет программу для функционирования гибкой производственной системы.
Другая составляющая ГАП — автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП). АСУ ТП используют в двух направлениях: для замены как труда операторов, так и более примитивных, «жестких» электромеханических управляющих и контрольных устройств электронными на базе ЭВМ. Огромную роль при этом сыграло развитие в 70-х годах микропроцессорной техники, которая позволяет встроить микрокомпьютеры в само оборудование. Без них было бы невозможно создавать ГАП: привязка каждого станка к одной ЭВМ обошлась бы слишком дорого и не обеспечивала бы гибкости при изменении производимой продукции.
Однако максимальный эффект может дать не механическая интеграция автоматизированных компонентов в единую систему, а заранее запланированный подход к гибкому автоматизированному производству, которое включает в себя как САПР и АСУ ТП, так и роботизированные центры машинной обработки, воплощающие в себе принципы функционирования производственной автоматизированной системы. Эту систему можно определить как управляемый и контролируемый ЭВМ комплекс станков с программным числовым управлением, связанных роботизированными транспортировочными устройствами, которые передают деталь через следующие одна за другой полностью автоматизированные операции. Иначе говоря, ГАП — это интегрирование САПР и АСУ ТП, опирающееся на использование ЭВМ, станков с ЧПУ, контрольных программирующих устройств, роботов. Неотъемлемой частью такого автоматизированного производства является также использование микропроцессорных систем и устройств памяти для автоматизированного контроля качества выпускаемой продукции, которые позволяют определить тенденции в изменении качества производимой продукции и предотвратить брак. Это становится возможным благодаря тому, что после измерения образцов ряда деталей ЭВМ создает статистическую модель, а затем сравнивает с ней производимую продукцию и дает указания для изменения технологического процесса в случае, если возникает опасность брака.
Следует еще раз подчеркнуть роль САПР в гибких автоматизированных производствах. Как утверждается в ряде исследований, САПР в рамках ГАП обладают большим потенциалом радикального увеличения производительности,
чем любое другое научно-техническое нововведение после изобретения электричества [27].
Какие же организационно-технические проблемы необходимо решить, чтобы вплотную приблизиться к созданию ГАП [29]?
Это, во-первых, разработка обрабатывающего и измерительного оборудования, способного выполнять определенный набор операций с высокой производительностью. Это оборудование должно обеспечивать автоматизацию в выполнении таких функций, как смена инструмента, удаление отходов производства переналадка в заданном диапазоне параметров и размеров и т. д. Примером такого оборудования являются обрабатывающие центры Ивановского станкостроительного производственного объединения типа «Модуль ИР-800» с магазином барабанного типа для автоматической замены оснастки и «Глобус-центр- ИР-500» с многоместным накопителем для обработки пяти сторон особо сложных корпусных деталей. В трансформаторостроении также применяются отдельные элементы подобного высокопроизводительного оборудования, например автоматические задатчик пластин и укладчик пластин конструкции ВИТ.
Во-вторых, создание робототехнических систем для работы в качестве лекальных средств загрузки оборудования, обслуживания складов и транспортеров. Особое внимание при этом уделяется унификации обрабатываемых деталей.
В-третьих, организация разветвленной автоматической системы внутрицехового транспорта, осуществляющего перемещение изделий и заготовок на позиции обработки и склады. Наиболее серьезная задача, которую здесь необходимо решить, это разработка устройств базирования и фиксации разнообразных деталей на постоянных технологических базах перемещаемых стеллажей.
Наконец, последняя, наиболее сложная проблема — организация управляющего центра производства, который должен обеспечивать взаимодействие всех его автоматизированных компонентов: САПР, роботов, контрольно-измерительных машин, станков с ЧПУ и т. д. Этот центр организуется, как правило, на основе функционирующей на предприятии АСУП.



 
Вакуумная сильноточная дуга в магнитном поле »
электрические сети