Dr hab. inż. Jan Duda. Wykład dla studentów kierunku Zarządzanie i Inżynieria Produkcji

Transkrypt

1 Automatyzacja i Robotyzacja Procesów Produkcyjnych Dr hab. inż. Jan Duda Wykład dla studentów kierunku Zarządzanie i Inżynieria Produkcji

2 Podstawowe pojęcia Automatyka Nauka o metodach i układach sterowania Podstawy teorii automatyki dotyczą opisu zbioru wielkości wejściowych, wyjściowych i stanu procesu W procesach produkcyjnych teoria obejmuje analizę środków produkcji pod kątem optymalnego użytkowania zasobów produkcyjnych, materiałowych, energetycznych i ludzkich Automatyzacja Zastosowania automatyki obejmuje techniki sterowania, pomiaru regulacji, kontroli i sygnalizacji, Automatyzacja może być związana z wydzielonymi maszynami, liniami produkcyjnymi, wydziałami, całymi przedsiębiorstwami (kompleksowa automatyzacja)

3 Etymologia terminu automatyzacja Automatyzacja to polski odpowiednik angielskiego terminu automation. Słowo automation zostało po raz pierwszy użyte przez Del'a Harder'a w firmie Ford by opisać pewien rodzaj samoczynnej, masowej produkcji jaką tam prowadzono. Słowo było używane wewnątrz firmy w latach 40. i 50. XX wieku. W roku 1952 John Diebold, specjalista od technologii informatycznych napisał książkę zatytułowaną Automation. Publikacja ta była owocem jego prac na Harvard Business School a termin używany był w kontekście nie tylko maszyn produkcyjnych ale i środków przetwarzania informacji (mimo, że w tym czasie przemysł komputerowy był jeszcze w powijakach). Stąd tytułowe słowo automation przyjęło się wówczas w powszechnym użyciu. W języku polskim automatyzacja bywa mylona z automatyką (ang. automatic control) - dyscypliną, która zajmuje się sterowaniem (w praktyce jest ono realizowane bez udziału lub z ograniczonym udziałem człowieka co rzeczywiście przyczynia się do automatyzacji procesów).

4 Ogólny schemat układu Zawierające czujnik i układ przetwarzający sygnał pomiarowy na sygnały akceptowane przez układ sterujący automatyki Sterowane sygnałami ciągłymi lub nieciągłymi Urządzenia peryferyjne do dokumentowania procesu Obsługiwane przez operatora lub specjalne urządzenia działające automatycznie (sygnały rozruchowe, wartości zadane, program działania Realizuje funkcje przetwarzania wg założonych algorytmów sterowania i optymalizacji wytwarzający sygnały sterujące do urządzeń wykonawczych oraz sygnały wysyłane do urządzeń zewnętrznych wskazujących i rejestrujących

5 Integracja sterowania i zarządzania w zakładzie produkcyjnym

6 Zasady i cele automatyzacji procesów Automatyzacja procesu polega na zastąpieniu oddziaływania czynnika ludzkiego na proces oddziaływaniem układów automatyki Ciągłe procesy przemysłowe technologie wytwarzania w których występuje ciągła zmiana parametrów procesu, ciągły przepływ materiałów i energii Zmienne stanu są funkcjami ciągłymi Dyskretne procesy produkcyjne- technologie wytwarzania, w których dominują nieciągłe przepływy energii i materiałów Zmienne stanu są wielowartościowymi funkcjami czasu

7 Automatyzacja procesów dyskretnych Automatyzacja procesów dyskretnych Automatyzacja przetwarzania informacji Automatyzacja procesów produkcyjnych CAPP Komputerowe wspomaganie projektowania procesów CAD Komputerowe wspomaganie wytwarzania CAM komputerowe sterowanie produkcją ASS Automatyczne systemy sterowania RP Roboty przemysłowe CNC urządzenia technologiczne sterowane cyfrowo

8 Systemowy model procesu produkcji Systemowy model procesu produkcji w warunkach postępowej techniki wytwarzania. Podsystem przygotowania produkcji, podsystem wytwarzania. Integracja podsystemów.

9 Historyczny rozwój środków elastycznej automatyzacji i technik komputerowych

10

11 System techniczny System techniczny jest zbiorem elementów wraz z występującymi pomiędzy nimi zależnościami wyodrębnionymi z otoczenia. Proces techniczny Proces jest określony przez zespół powiązanych logicznie zdarzeń zachodzących w systemie

12 Elementy systemu produkcji E M System zaopatrzenia materiałów System wytwarzania (obróbki) System wytwarzania (montażu) W System kalkulacji planowania badania naukowe prace studialne przygotowanie konstrukcyjne przygotowanie technologiczne przygotowanie organizacyjne System przygotowania produkcji D System produkcji

13 Podsystem Podsystem M gniazdo obróbki kół zębatych Obróbka cieplna linia obróbki korpusów M M W Podsystem montażu

14 Proces produkcyjny Proces produkcyjny Proces produkcyjny (proces produkcji, produkcja) całokształt działań związanych z przekształceniem surowców i materiałów w produkty gotowe. Efektem ekonomicznym procesu produkcyjnego jest wartość dodana. W skład procesu produkcyjnego wchodzą: - proces badań i rozwoju, - proces wytwórczy (podstawowy, pomocniczy oraz obsługowy) - proces dystrybucji i obsługi klienta. Proces technologiczny Proces technologiczny uporządkowany ilościowo i jakościowo zbiór czynności zmieniających własności fizyczne (kształt, wielkość), formę występowania lub własności chemiczne określonej substancji (materiału).

15 Schemat procesu produkcyjnego

16 Struktura procesu produkcyjnego w ujęciu tradycyjnym i opartym na wspomaganiu komputerowym W nowoczesnych systemach produkcyjnych obserwuje się nakładanie procesów przygotowania produkcji i procesów pomocniczych na proces produkcyjny podstawowy, przejście od konwencjonalnego ujęcia procesu produkcyjnego do zintegrowanego komputerowo odbywa się poprzez wiele rozwiązań pośrednich z reguły wieloetapowo

17

18

19 Literatura Barczyk J. Automatyzacja Procesów dyskretnych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej. W-wa 2007 Durlik I. Inżynieria Zarządzania Wydawnictwo Placet 2004 Marciniak M. (praca zbiorowa) Elementy Automatyzacji we współczesnych systemach wytwarzania Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej W-wa 2003 Santarek, Strzelczak Elastyczne systemy Produkcyjne. WNT W-wa 1989