Концентрированная форма организации
Эта структура производственной системы (ПС) основана на принципе концентрации всех технологических операций для полной обработки изделия на одном рабочем месте (РМ). В зависимости от типа производства, такое РМ может быть настроено на обработку как одного типа изделия, так и целого ряда часто сменяемых деталей, в пределах своих технических возможностей. На базе этого принципа создаются производственные ячейки, в том числе полностью автоматизированные. Логистический процесс в такой системе охватывает полный цикл:
□ Доставку заготовок с внешнего склада на рабочее место.
□ Временное складирование заготовок на промежуточном складе.
□ Подачу и закрепление заготовки на станке.
□ Непосредственно процесс обработки.
□ Снятие готовой детали со станка.
□ Временное хранение обработанных деталей на промежуточном складе.
□ Отправку деталей на центральный склад, в другие ГПС или на участок сборки.
Автоматизация и концентрация этих функций приводят к созданию автономных гибких рабочих мест, которые являются интегрированными производственными системами.
Замкнутая (ячеистая) форма организации
Эта форма является результатом специализации системы. Обрабатываемые изделия требуют схожего набора технологических операций, но их технологические маршруты (последовательность станков) могут различаться. Это приводит к сложному, разветвленному движению заготовок между рабочими местами, с возможностью пропуска некоторых РМ. По сравнению с линейными системами, ячеистая структура позволяет работать с гораздо более широкой номенклатурой изделий одновременно.
В гибких автоматизированных производствах (ГАП) с такой структурой обработка, как правило, многоуровневая. Рабочие места могут быть либо специализированными под конкретные операции, либо технологически взаимозаменяемыми. Специализация требует высокой надежности каждого станка, в то время как взаимозаменяемость (например, на базе многоцелевых станков) повышает устойчивость системы к сбоям и отказам. Помимо основных РМ, в такие ячейки часто включаются места для вспомогательных операций: мойки, чистки, контроля (с использованием измерительных машин) и консервации.
Способы размещения РМ в ячеистой структуре
Функциональное размещение: станки группируются по видам обработки (токарные, фрезерные, шлифовальные). Изделия перемещаются между конкретными станками из разных групп, которые могут быть расположены произвольно.
Модульное размещение: используются идентичные или однотипные РМ (модули), способные выполнять одни и те же операции. Это повышает гибкость и отказоустойчивость системы.
Сотовое размещение: рабочие места объединяются в группы (ячейки), за каждой из которых закрепляется определенная номенклатура изделий.
Технологически специализированное размещение: в системе выполняются одни и те же технологические операции над разными изделиями. РМ группируются по технологическому и организационному подобию. Этот подход применяется для производства сложных изделий, требующих сборки, или для систем, охватывающих несколько технологических этапов (например, сварка — механическая обработка — термообработка).
Ячеистая структура обеспечивает высокую гибкость и устойчивость к возмущениям, что делает её идеальной для мелкосерийного производства с широкой и часто меняющейся номенклатурой. Такая структура характерна для гибких производственных ячеек, где несколько станков часто обслуживаются одним промышленным роботом.
Линейная форма организации
Эта форма является предметно-специализированной. Она применяется, когда производимые изделия имеют схожие технологические операции, выполняемые в строгой последовательности. Рабочие места и связи между ними организуются именно в соответствии с этой последовательностью, а движение заготовок происходит строго в одном направлении — от предыдущей операции к следующей.
На таких линиях осуществляется многопереходная обработка, часто с использованием специализированного оборудования. Работа синхронизирована, такт линии постоянен для конкретной партии, что обеспечивает равномерную загрузку оборудования. Для повышения надежности между станками иногда создаются промежуточные накопители-буферы.
Линейные производственные системы могут быть нескольких типов:
□ Однорядные с отдельными позициями для загрузки и выгрузки изделий.
□ Линейно-замкнутые с центральной позицией для загрузки/выгрузки.
□ Сегментные с промежуточными накопителями между участками линии.
Подача заготовок на обработку также может быть организована по-разному:
□ Прямая подача транспортной системой в зону обработки.
□ Через буферный накопитель, откуда заготовка поступает на станок.
□ С помощью манипуляторов (промышленных роботов или устройств смены паллет), которые забирают заготовку с транспортера и устанавливают её на станок.