Гибкость производственных линий достигается благодаря возможности их быстрой переналадки для обработки разных партий деталей, простому программированию технологических процессов, а также трансформации конфигурации линий при сохранении существующих рабочих мест (РМ) и маршрутов движения заготовок.
Системы с централизованным складом-накопителем
В таких производственных системах (ПС) рабочие места связаны между собой не напрямую, а через центральный магазин-накопитель для обрабатываемых изделий. РМ обычно располагаются в узлах ортогональной сетки. Заготовки перемещаются на специальных палетах — поштучно (если они крупногабаритные) или партиями. Палеты доставляются на конкретные рабочие места из центрального накопителя с помощью транспортных средств, а после завершения операции таким же образом возвращаются обратно. Этот подход существенно упрощает логистику движения заготовок и делает его независимым от последовательности технологических операций. Однако при большом количестве рабочих мест работа системы усложняется, так как требуется развитая и протяженная транспортная инфраструктура.
Типы накопителей: неподвижные и подвижные
Магазин-накопитель может быть неподвижным или подвижным, а также внутренним (расположенным внутри производственной системы) или внешним. Неподвижный накопитель чаще всего представляет собой многоуровневый стеллаж, который обслуживается краном-штабелером.
Системы с точечным разделением заданий (внешний неподвижный накопитель)
ПС с внешним неподвижным накопителем также называют системами с точечным разделением заданий. Разделение происходит в условной точке — обычно это секция накопителя, предназначенная для закрепления и открепления деталей. Палеты с изделиями транспортируются непосредственно на рабочие места, а после обработки возвращаются в накопитель. Поскольку магазин расположен с краю ПС или даже за её пределами, его размеры и конфигурация не зависят от планировки самой производственной системы.
Системы с внутренним неподвижным накопителем
В таких ПС функции транспортировки и складирования объединены. Накопитель в виде многоуровневого стеллажа находится в центре, а рабочие места расположены вокруг него. После обработки партия изделий помещается в накопитель, откуда штабелер доставляет её на следующее РМ. Положение палеты на стеллаже относительно рабочего места в этом случае случайно. Расположение РМ вокруг накопителя напрямую влияет на длительность перемещений штабелера и, следовательно, на его загрузку, поэтому всегда стремятся минимизировать транспортные пути.
Системы с точечным разделением заданий отличаются практически неограниченной вместимостью склада и широкими возможностями для решения транспортных задач.
Системы с линейным разделением заданий (подвижный накопитель)
Подвижным магазином-накопителем чаще всего служит транспортер (подвесной или напольный), на котором размещаются изделия до и после обработки. Если накопитель внутренний, он находится внутри ПС; если внешний — на её краю или снаружи, что требует дополнительной транспортной подсистемы для связи с рабочими местами.
ПС с подвижным накопителем также называют системами с линейным разделением заданий. Конвейер здесь выполняет двойную функцию: он не только перемещает изделия, но и служит межоперационным складом. Накопитель располагается непосредственно между рабочими местами, что позволяет перемещать палеты с изделиями с любой его точки на любое необходимое РМ.
ПС с линейным разделением заданий и подвижным накопителем применяются, как правило, при длительной обработке партий изделий или при значительном сходстве их технологических маршрутов. Однако из-за ограниченного доступа к изделиям на конвейере не все возможные технологические маршруты могут быть реализованы.
ПС с линейным разделением заданий и неподвижным накопителем используются в случаях, когда невозможно обойтись без механизированной или автоматизированной складской системы. На практике магазин заготовок и деталей часто объединяется с межоперационным магазином.
Перспективные разработки: системы с поверхностным разделением заданий
В настоящее время также разрабатываются ГПС (гибкие производственные системы) с поверхностным разделением заданий, которые оснащаются внешним магазином-накопителем. Такие магазины делятся на горизонтальные (расположенные выше или ниже уровня рабочих мест) и вертикальные. В последнем случае может использоваться многоярусный стеллаж, обслуживающий РМ, расположенные на разных этажах. Этот подход позволяет сократить необходимые производственные площади примерно на 30%.