ISBN 960-456-031-X Copyright: K.-Δ. Μπουζάκης,, Σ. Μήτση, Γ. Γιαννόπουλος, Μ. Γρηγοριάδου Eκδόσεις Zήτη, Νοέμβριος 2006, Θεσσαλονίκη Η κατά οποιονδήποτε τρόπο και μέσο αναπαραγωγή, δημοσίευση ή χρησιμοποίηση όλου ή μερών του βιβλίου αυτού απαγορεύεται χωρίς την έγγραφη άδεια του συγγραφέα και εκδότη. Eκτύπωση Bιβλιοπωλείο www.ziti.gr Π. ZHTH & Σια OE 18ο χλμ Θεσ/νίκης-Περαίας T.Θ. 4171 Περαία Θεσσαλονίκης T.K. 570 19 Tηλ.: 23920 72.222 (10 γραμ.) - Fax: 23920 72.229 e-mail: info@ziti.gr Aρμενοπούλου 27 546 35 Θεσσαλονίκη Tηλ. 2310 203.720, Fax 2310 211.305 e-mail: sales@ziti.gr
Περιεχόμενα 1 Εισαγωγή...9 2 Εργαλειομηχανές με ψηφιακή καθοδήγηση (CNC) και μεθοδολογίες προγραμματισμού τους...31 2.1 Αυτοματοποίηση της παραγωγής και συστήματα αυτόματης καθοδήγησης... 42 2.2 Βαθμίδες ψηφιακής καθοδήγησης, παρεμβολέας και βασική δομή αντίστοιχων εργαλειομηχανών... 46 2.3 Δομή εργαλειομηχανώνμε ψηφιακή καθοδήγηση... 49 2.4 Εκπόνηση πληροφοριών κίνησης εργαλείων με βάση τη γεωμετρική μορφή των τεμαχίων... 59 2.5 Χειρισμός εργαλειομηχανών με ψηφιακή καθοδήγηση... 68 2.6 Άξονες συστημάτων συντεταγμένων και κατευθύνσεις κίνησης ψηφιακά καθοδηγούμενων εργαλειομηχανών κατά DIN 66217... 72 2.7 Κώδικας εντολών G και Μ κατά ISO 6983 (DIN 66025 μέρος 2 ο )... 76 2.8 Προγραμματισμός CNC εργαλειομηχανών... 80 2.8.1 Εντολές προγραμματισμού G00, G01, G02, G03 για όλες τις καθοδηγήσεις... 81 2.8.2 Παραδείγματα εκπόνησης προγραμμάτων ψηφιακής καθοδήγησης για τόρνευση... 87 2.8.3 Κοπή σπειρωμάτων... 97 2.8.3.1 Κοπή σπειρωμάτων σε τόρνο... 97 2.8.3.2 Κοπή σπειρώματος με σπειροτόμο... 101 2.8.4 Κύκλος διάτρησης πολλών περασμάτων...103 2.8.5 Κύκλοι εκχόνδρισης στην τόρνευση...105 2.8.6 Παραδείγματα εκπόνησης προγραμμάτων ψηφιακής καθοδήγησης για φραιζάρισμα...110 2.8.6.1 Κώδικας G φραιζομηχανής με καθοδήγηση AURKI (FAGOR) και παραδείγματα εκπόνησης αντίστοιχων προγραμμάτων για την κατεργασία τεμαχίων... 112 2.8.6.2 Κύκλοι κατεργασίας για φραιζάρισμα σε φραιζομηχανή με καθοδήγηση AURKI (FAGOR)... 129 2.8.7 Πίνακας εντολών G και εντολών M κέντρου κατεργασίας με καθοδήγηση FANUC...162 3 Βιομηχανικά ρομπότ και χρησιμοποίησή τους για τον χειρισμό τεμαχίων σε συστήματα CIM... 167 3.1 Δομή βιομηχανικών ρομπότ...169 3
3.1.1 Μηχανικό σύστημα βιομηχανικού ρομπότ...171 3.1.1.1 Μηχανισμός παραγωγής τροχιάς. Χώρος εργασίας... 172 3.1.1.2 Μηχανισμός προσανατολισμού... 178 3.1.1.3 Μηχανισμός αρπάγης... 179 3.1.2 Σύστημα ενεργοποίησης...184 3.1.3 Σύστημα ελέγχου...185 3.1.4 Προγραμματισμός βιομηχανικού ρομπότ...188 3.2 Κινηματική ανάλυση...191 3.2.1 Ομογενές μητρώο μετασχηματισμού...192 3.2.2 Ευθεία κινηματική ανάλυση...195 3.2.3 Αντίστροφη κινηματική ανάλυση...197 3.2.4 Συστήματα συντεταγμένων σταθμού εργασίας βιομηχανικού ρομπότ... 203 4 Αρχές σχεδιασμού μηχανουργικών κατεργασιών... 205 4.1 Δομές συστημάτων μηχανουργικών κατεργασιών...209 4.2 Σχεδιασμός δομών μηχανουργικών κατεργασιών...211 4.3 Σχεδιασμός ομάδων τεμαχίων για μορφοποίησή τους σε συγκεκριμένη δομή μηχανουργικών κατεργασιών...215 4.4 Σχεδιασμός των αναγκών σε εργαλειομηχανές...218 4.5 Σχεδιασμός χωροθέτησης εργαλειομηχανών...222 4.6 Σχεδιασμός διακίνησης εργαλείων...224 4.7 Σχεδίαση ιδιοσυσκευών...230 4.8 Σχεδιασμός αποθηκευτικών διατάξεων...233 4.9 Σχεδιασμός μεταφορικών διατάξεων...238 4.10 Σχεδιασμός χώρων παραγωγής...241 5 Συστήματα συναρμολόγησης... 243 5.1 Αρχές σχεδιασμού συστημάτων συναρμολόγησης (CAA)...247 5.2 Σχεδιασμός συστημάτων συναρμολόγησης...251 5.3 Προσδιορισμός δομών συναρμολόγησης...254 5.4 Καθορισμός της διαδοχής διαδικασιών συναρμολόγησης...263 5.5 Σχεδιασμός των αναγκών εργαλείων, ιδιοσυσκευών και προσωπικού συναρμολόγησης...269 6 Διακίνηση πληροφοριών σε συστήματα CIM... 273 Παράρτημα: Ακρονύμια συστημάτων και διαδικασιών ευέλικτων συστημάτων παραγωγής... 296 4
Ευέλικτα συστήματα μηχανουργικών μορφοποιήσεων υποστηριζόμενα από Η/Υ (Computer Integrated Manufacturing CIM) Ένα σύστημα μηχανουργικών μορφοποιήσεων αποτελείται από εργαλειομηχανές, εργαλεία, διατάξεις πρόσδεσης εργαλείων και τεμαχίων, ιδιοσυσκευές και μέσα τροφοδότησης, μεταφοράς και αποθήκευσης πρώτων υλών, τεμαχίων και τελικών προϊόντων. Κάθε τέτοιο σύστημα τροφοδοτείται από πληροφορίες για το είδος και τις συνθήκες των κατεργασιών, την οργάνωση και διοίκηση της παραγωγής κ.α. Αντικειμενικός σκοπός παρομοίων συστημάτων είναι η μεταποίηση πρώτων υλών σε μορφοποιημένα προϊόντα, τα οποία να καλύπτουν τις εκάστοτε προδιαγραφές με το χαμηλότερο δυνατό κόστος. Ως προς την ποσότητα μορφοποιημένων προϊόντων διακρίνονται συστήματα παραγωγής: επιμέρους τεμαχίων ή ομάδων μικρού αριθμού τεμαχίων παρτίδων σχετικά περιορισμένου αριθμών τεμαχίων παρτίδων μεγάλου αριθμού τεμαχίων (μαζικής παραγωγής) Η επιδίωξη για καλύτερη ποιότητα ζωής, μέσω της βελτίωσης της ποιότητας των προϊόντων και των υπηρεσιών και για τον περιορισμό του χρόνου εργασίας, οδηγεί τη βιομηχανία σε διαρκεί αύξηση της παραγωγικότητας. Επίσης συνεκτιμώντας τις ιδιαίτερες προτιμήσεις των αγοραστών και τον διεθνή ανταγωνισμό, τα προϊόντα μορφοποιούνται με πολλές κατασκευαστικές παραλλαγές σε όσο το δυνατό χαμηλότερο κόστος. Το συστήματα παραγωγής σε παρτίδες μικρού ή μεσαίου μεγέθους καλύπτουν τη σύγχρονη ανάγκη μεγάλης ποικιλίας προϊόντων σε μικρό και μεσαίο όγκο παραγωγής. Χαρακτηριστικά των συστημάτων είναι: Η ποικιλία προϊόντων, αλλά και κατεργασιών Οι δυσκολίες στο σχεδιασμό και στον έλεγχο της παραγωγής Εν προκειμένω η παραγωγή συναρτάται από τη βραχυπρόθεσμη ζήτηση και τους εκάστοτε επιβαλλόμενους περιορισμούς CIM είναι το ακρωνύμιο του αγγλικού όρου Computer Integrated Manufacturing, το οποίο σημαίνει παραγωγή-μορφοποίηση ενός προϊόντος με την υποστήριξη H/Y. To CIM ενσωματώνει επιμέρους τμήματα μιας παραγωγικής μονάδας τα οποία συμμετέχουν στη μορφοποίηση και παραγωγή σε ολοκληρωμένες δομές, ε- λεγχόμενες από H/Y. Επιμέρους τμήματα είναι αυτά της ανάπτυξης και σχεδιομελέτης με τα συστήματα CAD (Computer Aided Design) της προετοιμασίας των ερ- 5
γασιών μέσω συστημάτων CAP (Computer Aided Planning) του προγραμματισμού και της καθοδήγησης της παραγωγής με συστήματα PPC (Productions Planning and Control) ή PPS (Productionsplannung and Steuerung), των κατεργασιών, της συναρμολόγησης, της αποθήκευσης και της μεταφοράς με τη βοήθεια συστημάτων CAM (Computer Aided Manufacturing) και τέλος ο ποιοτικός έλεγχος με τα συστήματα CAQ (Computer Aided Quality Assurance). Από διάφορους συγγραφείς και ερευνητές έχουν δοθεί διάφοροι ορισμοί για το CIM όπως: Η τεχνολογία CIM είναι μέθοδος παραγωγής, η οποία διασυνδέει τις επί μέρους εφαρμογές των πεδίων CAD/CAM/PPS με την βοήθεια των ηλεκτρονικών υπολογιστών που υποστηρίζουν τη λειτουργία και τη διασύνδεση μεταξύ τους. CIM είναι η δικτύωση όλων των υπολογιστικών συστημάτων μέσα σε μια επιχείρηση με στόχο τη διασύνδεση, τη συνεργασία και αλληλοϋποστήριξη των δραστηριοτήτων όλων των επιμέρους τμημάτων των παραγωγικών επιχειρήσεων. CIM είναι η ολοκληρωμένη επεξεργασία πληροφοριών και δεδομένων για τη διοικητική και παραγωγική λειτουργία μιας επιχείρησης. CIM είναι η νέα τεχνολογία που έχει γίνει απαραίτητη σχεδόν σε όλους τους παραγωγικούς κλάδους και συνδυάζει την τεχνολογία των επικοινωνιών με όλα τα επιμέρους πεδία, όπως CAD, CAP, CAM, CAQ, PPS. Στα επιμέρους κεφάλαια του παρόντος βιβλίου περιγράφονται και αναλύονται διάφορα δομικά συστήματα των CIM. Το εισαγωγικό κεφάλαιο αναφέρεται στα τεχνικά χαρακτηριστικά των συστημάτων CIM, στην οργανωτική τους δομή, στις συνιστώσες τους, στα τεχνολογικά προβλήματα που ανακύπτουν κατά την ενσωμάτωση διαφορετικών κατεργασιών σε συστήματα CIM, καθώς και στους τυποποιημένου τρόπους διασύνδεσης των επιμέρους συνιστωσών των συστημάτων CIM. Το δεύτερο κεφάλαιο πραγματεύεται τις εργαλειομηχανές με ψηφιακή καθοδήγηση και τις μεθοδολογίες προγραμματισμού τους. Γίνεται αναφορά στην αυτοματοποίηση της παραγωγής, στα συστήματα αυτόματης καθοδήγησης, στις βαθμίδες της ψηφιακής καθοδήγησης, στη δομή των εργαλειομηχανών με ψηφιακή καθοδήγηση, στο χειρισμό τους και κυρίως στους τρόπους και στους κώδικες προγραμματισμό τους. Αντίστοιχα το τρίτο κεφάλαιο πραγματεύεται τη δομή των βιομηχανικών ρομπότ για τον χειρισμό τεμαχίων σε συστήματα CIM. Εν προκειμένω περιγράφονται συστήματα βιομηχανικού ρομπότ, συστήματα ενεργοποίησης, ελέγχου και προγραμματισμού, καθώς και οι σχετικές κινηματικές αναλύσεις. Οι μηχανουργικές κατεργασίες και η συναρμολόγηση έχουν σημαντική θέση σε ένα παραγωγικό σύστημα, ειδικά αν λάβει κανείς υπόψη ότι σε εταιρείες κατασκευής 6
μηχανών, περίπου το 70% των εργαζομένων απασχολείται σε αυτούς τους τομείς. Το τέταρτο κεφάλαιο πραγματεύεται τις αρχές σχεδιασμού των μηχανουργικών κατεργασιών και γίνεται αναφορά στις δομές των μηχανουργικών κατεργασιών, στο σχεδιασμό αυτών των δομών, στο σχηματισμό ομάδων τεμαχίων για μορφοποίηση τους σε συγκεκριμένες δομές μηχανουργικών κατεργασιών, στο σχεδιασμό των αναγκών σε εργαλειομηχανές και τη χωροθέτηση τους, στο σχεδιασμό διακίνησης των εργαλείων και των ιδιοσυσκευών, στο σχεδιασμό αποθηκευτικών και μεταφορικών διατάξεων, καθώς και στο σχεδιασμό των χώρων παραγωγής, Αντίστοιχα το πέμπτο κεφάλαιο πραγματεύεται το σχεδιασμό συστημάτων συναρμολόγησης και τον προσδιορισμό των δομών συναρμολόγησης, τον καθορισμό της διαδοχής διαδικασιών συναρμολόγησης, το σχεδιασμό των αναγκών εργαλείων, ιδιοσυσκευών και προσωπικού συναρμολόγησης καθώς και τον προγραμματισμό αξιολόγησης της γεωμετρίας τεμαχίων υπό το πρίσμα της συναρμολόγησης. Βασικό στοιχείο ενός συστήματος CIM είναι η δυνατότητα μιας ολοκληρωμένης επεξεργασίας πληροφοριών και δεδομένων για τη διοικητική και παραγωγική λειτουργία μιας παραγωγικής επιχείρησης ή με άλλα λόγια η δικτύωση όλων των υπολογιστικών συστημάτων μέσα σε μια επιχείρηση και η διασύνδεση, συνεργασία και αλληλοϋποστήριξη των δραστηριοτήτων όλων των επιμέρους τμημάτων της. Το τελευταίο κεφάλαιο του παρόντος βιβλίο πραγματεύεται τις διατάξεις διακίνησης πληροφοριών των συστημάτων CIM. Αναφέρεται σε λογισμικά βιομηχανικών ε- φαρμογών, στη διασύνδεση ψηφιακά καθοδηγούμενων εργαλειομηχανών και ηλεκτρονικών υπολογιστών, στην τυποποίηση υλικού (Hardware), στη σειριακή διασύνδεση εργαλειομηχανών, στη διασύνδεση εργαλειομηχανών μέσω δικτύων, στην τυποποίηση λογισμικού σχεδιαστικών πληροφοριών και στην τυποποίηση λογισμικών γραφικών. 7
1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Περιεχόμενα Εισαγωγή Σχήμα 1.1 Αναγκαιότητα ευέλικτης δομής παραγωγής...12 Σχήμα 1.2 Χαρακτηριστικά συστημάτων CIM...12 Σχήμα 1.3 CIM-διαδικασίες και ροή πληροφοριών με την υποστήριξη Η/Υ...13 Σχήμα 1.4 Στόχοι κατά την εφαρμογή δομών παραγωγής CIM...13 Σχήμα 1.5 Στόχοι ευέλικτων συστημάτων κατεργασίας...14 Σχήμα 1.6 Διαρθρωτικές τροποποιήσεις κατά την εισαγωγή μοντέρνων μέσων παραγωγής...14 Σχήμα 1.7 Ολοκλήρωση συστημάτων CAD/CAP...15 Σχήμα 1.8 Επιδράσεις συστημάτων CIM επί της οργανωτικής δομής εργοστασίων...15 Σχήμα 1.9 Επιδράσεις συστημάτων CIM επί της οργανωτικής διάρθρωσης παραγωγής...16 Σχήμα 1.10 Εξοικονόμηση κόστους σαν αποτέλεσμα της χρήσης ολοκληρωμένου συστήματος παραγωγής...16 Σχήμα 1.11 Στοιχεία σύνθετων συστημάτων παραγωγής...17 Σχήμα 1.12 Στοιχεία αυτοματοποίησης και σύνδεση τεχνικών πληροφοριών...17 Σχήμα 1.13 Καθορισμός κοπτικού εργαλείου...18 Σχήμα 1.14 Ευέλικτα εργαλεία ή συστήματα αλλαγής εργαλείων...18 Σχήμα 1.15 Αυτοματοποιημένη κατασκευή ιδιοσυσκευών...19 Σχήμα 1.16 Λειτουργία χειρισμού CNC εργαλειομηχανών...19 Σχήμα 1.17 Εξέλιξη των λειτουργιών καθοδήγησης...20 Σχήμα 1.18 Δομή ενός σύγχρονου συστήματος NC καθοδήγησης...20 Σχήμα 1.19 Ολοκληρωμένη επεξεργασία πληροφοριών...21 Σχήμα 1.20 Ολοκληρωμένο σύστημα διάγνωσης και καθοδήγησης εργαλειομηχανών...21 Σχήμα 1.21 Διαβάθμιση των συστημάτων παραγωγής από μία CNC εργαλειομηχανή μέχρι το ευέλικτο σύστημα παραγωγής...22 Σχήμα 1.22 Τεχνολογικά προβλήματα κατά την ενσωμάτωση διαφορετικών κατεργασιών σε συστήματα CIM...22 Σχήμα 1.23 Μαθηματική περιγραφή της λείανσης για τον προσδιορισμό διαφόρων μεγεθών απαραίτητων για την ενσωμάτωσή της σε συστήματα CIM...23 Σχήμα 1.24 Διαδικασίες για την βελτιστοποίηση των συνθηκών κατεργασίας στο φραιζάρισμα...23 10
Σχήμα 1.25 Συστήματα προετοιμασίας κατεργασιών με την υποστήριξη Η/Υ...24 Σχήμα 1.26 Πλεονεκτήματα του NC-φραιζαρίσματος υποστηριζόμενου από σύστημα CAD/CAM κατά την κατεργασία ενός καλουπιού σφυρηλασίας...24 Σχήμα 1.27 Αλυσιδωτές αντιδράσεις για τον προσδιορισμό δεδομένων καθοδήγησης...25 Σχήμα 1.28 Δεδομένα παραγωγής...25 Σχήμα 1.29 Δομή και διασυσχέτιση δεδομένων που περιγράφουν την μορφοποίηση του προϊόντος...26 Σχήμα 1.30 Μοντέλο με διαδοχικά επίπεδα για τον σχεδιασμό παραγωγής CIM. Ροή πληροφοριών μέσω βάσεων δεδομένων...26 Σχήμα 1.31 Ολοκλήρωση διαφόρων δεδομένων σε δομή παραγωγής CIM (παράδειγμα ενός κέντρου κοπής)...27 Σχήμα 1.32 ISO/OSI MAP ενδιάμεσα πρωτόκολλα...27 Σχήμα 1.33 Δομή πληροφοριών CIM σε συτήματα παραγωγής...28 Σχήμα 1.34 Βασικός σχεδιασμός παραγωγής CIM...28 Σχήμα 1.35 Περιοχές δεδομένων από τις οποίες λαμβάνονται υπόψη διάφορες πληροφορίες κατά τον προγραμματισμό συστημάτων CIM...29 Σχήμα 1.36 Τεχνοοικονομική αξιολόγηση σχεδιασμών συστημάτων κατεργασιών CIM...29 Σχήμα 1.37 Παράδειγμα αξιολόγησης διαφόρων σχεδιασμών CIM με την βοήθεια λογισμικών προσομοίωσης...30 11
Πολλαπλότητα παραλλαγών Διάρκεια ζωής προϊόντων 1970 1980 1990 2000 1970 1980 1990 2000 Πολυπλοκότητα προϊόντος Χρόνος παράδοσης 1970 1980 1990 2000 1970 1980 1990 2000 Σχήμα 1.1 1_01.cdr Αναγκαιότητα ευέλικτης δομής παραγωγής CAE CAD CAP CAM P P S Προγραμματισμός επιχείρησης PPS CAM Καθοδήγηση μορφοποίησης CAD CAP C A Q CAD CAM FMS Πώληση Διακίνηση Καθοδ/ση CAQ CIM Εισαγωγή συστημάτων πληροφορικής και ροή δεδομένων υποστηριζόμενη από Η/Υ σε όλους τους τομείς που συνεργάζονται με την βιομηχανία Γενική ροή πληροφοριών Δυναμικό υπολογισμού στην αναγκαία θέση Ενσωμάτωση των λογισμικών εφαρμογής διαφόρων κατασκευαστών Επικοινωνία μεταξύ ηλεκτρονικών υπολογιστών και ψηφιακής καθοδήγησης εργαλειομηχανών Αποφυγή περίσσειας δεδομένων Σχήμα 1.2 1_02.cdr Χαρακτηριστικά συστημάτων CIM 12
CIM-διαδικασίες Σχεδίαση προϊόντος Σχεδιασμός/ βελτιώσεις CIM-διαδικασίες Προγραμματισμός παραγωγής Πρόγραμμα παραγωγής Σχήμα 1.3 1_03.cdr Σχεδιομελέτη CAD Προγραμματισμός CAP/CAQ Προγραμματισμός παραγωγής και καθοδήγησης PPS NC-προγράμματα CAM Δεδομένα προϊόντος Διαχείριση υλικών MRP Δεδομένα παραγωγής CIM-διαδικασίες και ροή πληροφοριών με την υποστήριξη Η/Υ Κατεργασία CAM Ελεγχος CAQ Μεταφορά Αποθήκευση MRP Συναρμολόγηση Ποιοτικός έλεγχος CAQ CIM-διαδικασίες Παραγωγή Στόχοι επιχείρησης Ζήτηση Αγορά Σχήμα 1.4 1_04.cdr Χρονικοί στόχοι Στόχοι ευελιξίας Στόχοι κόστους ΒΑΣΙΚΟΙ ΣΤΟΧΟΙ 7 Η6 Στόχοι ποιότητας Στόχοι κατά την εφαρμογή δομών παραγωγής CIM Επεξεργασία πληροφοριών με Η/Υ Στόχοι ολοκλήρωσης Ολοκλήρωση ροής πληροφοριών Προσφορά 13
ΣΤΟΧΟΙ ΕΥΕΛΙΚΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΩΝ Υψηλός αριθμός μεθόδων κατεργασίας -Τόρνευση -Φραιζάρισμα -Διάτρηση -... Μικρή επιβάρυνση σε εξοπλισμό Εισαγωγή ευέλικτης καθοδήγησης Υψηλή επαναχρησιμοποίηση μέσων παραγωγής Υψηλός βαθμός εκμετάλλευσης μέσων παραγωγής 100% Χρόνος Σχήμα 1.5 1_05.cdr Στόχοι ευέλικτων συστημάτων κατεργασίας Συμβατικά Αυτοματοποιημένα Εργαλεία Εργαλείο Υλικά Προϊστάμενος Χειριστής μεμονωμένης εργ/νής Σχεδιασμός εργασίας PPS-σύστημα Υλικά PPS Καθοδήγηση Διάθεση Διαχείρηση σύστημα ΔιαχείρησηΔεδομένα Η/Υ Ρύθμιση Κύριος Η/Υ FΜS Υπηρεσίες Ρυθμιστής μηχανών Μεταφορά Χειριστής NC-προγραμματισμός Προσομοίωση Προγραμματισμός υποσυστημάτων Σχεδιασμός εργασιών PPS:Produktions Planung und Steuerung Προγραμματισμός και καθοδήγηση παραγωγής Ηλεκτρονικός Προσωπικό Σχήμα 1.6 1_06.cdr Διαρθρωτικές τροποποιήσεις κατά την εισαγωγή μοντέρνων μέσων παραγωγής 14
CAD CΑΡP Σχεδιομελέτη Σχεδιασμός κατεργασίας Σύστημα διαχείρησης δεδομένων Δεδομένα CIM Αλληλοεξαρτήσεις CΑΡP Σχεδιασμός διαδικασιών συναρμολόγησης Ελεγχος συμβατότητας Δεδομένα προγραμματισμού εργασίας CΑΡP Σχεδιασμός ακολουθίας συναρμολόγησης συνόλων Προετοιμασία δεδομένων Δεδομένα σχεδιομελέτης CΑD Προγραμματισμός κόστους CAPP: Computer Aided Process Planning Σχήμα 1.7 1_07.cdr Ολοκλήρωση συστημάτων CAD/CAP Παραγγελία Παραγγελία Προγραμματισμός & καθοδήγηση παραγωγής Σχήμα 1.8 1_08.cdr Σχεδιασμός Προετοιμασία εργασίας ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Επιδράσεις συστημάτων CIM επί της οργανωτικής δομής εργοστασίων DNC Κατεργασία/ συναρμολόγηση Κατεργασία/ συναρμολόγηση Συμβατική οργανωτική δομή Νέα δομή 15
Ο Ρ Γ Α Ν Ω Τ Ι Κ Η Δ Ο Μ Η Δ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ Σ ΠΕ Κ/Σ CAD CAPP CAM CIM ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ Δ Σ ΠΕ Κ/Σ Κέντρο αρμόδιο για CIM Αλληλεπίδραση μεταξύ τμημάτων Ελεγχος συστημάτων ως προς τη δυνατότητα ολοκλήρωσης Επεξηγήσεις Δ Σ ΠΕ Κ/Σ - - - - Διάθεση Σχεδιομελέτη Προετοιμασία εργασίας Κατεργασία/Συναρμολόγηση Σχήμα 1.9 1_09.cdr Επιδράσεις συστημάτων CIM επί της οργανωτικής διάρθρωσης παραγωγής Εισαγωγή συστημάτων CAD / CAM Πριν την εισαγωγή FΜS Μετά την εισαγωγή FΜS FΜS Ροή υλικού Ροή υλικού Συντελεστής κόστους ανά εργαλείο 1,0 1,0 0,5 0,55 Συμβατικά Κατασκευή προτύπου Παραλλαγές κατασκευής 0,8 0,3 CAD Κόστος τεμαχίου $8000 $7800 $4000 Παρούσα κατάσταση $4600 $4000 Απόδοση FΜS 6 7 ημέρες Αποσβέσεις Μηχανική κατεργασία Χειρονακτική εργασία Υλικό κατά: Ford Σχήμα 1. 10 1_10.cdr Εξοικονόμηση κόστους σαν αποτέλεσμα της χρήσης ολοκληρωμένου συστήματος παραγωγής 16
CAM CAQ CAD CAPΡ Αποθήκευση τεμαχίων Λογιστική κοπτικών εργαλείων Διαχείρηση κατεργαζομένων τεμαχίων LAN PPS Κέντρα κατεργασίας Εφοδιασμός με τεμάχια και κοπτικά Καθοδήγηση (DNC) Ποιοτικός έλεγχος British Aerospace Σχήμα 1. 11 1_11.cdr Στοιχεία σύνθετων συστημάτων παραγωγής Απαιτήσεις min Mbyte Κύριος Η/Υ Ανώτερο επίπεδο s Kbyte Η/Υ Η/Υ Επίπεδο οδήγησης 0.1s Byte ms Bit Προκαταρκτική ρύθμιση εργαλείου RC PLC NC PLC PLC Επίπεδο καθοδήγησης Χρόνος μεταφοράς Μέγεθος δεδομένων Επίπεδο αισθητήρων Σχήμα 1. 12 1_12.cdr Στοιχεία αυτοματοποίησης και σύνδεση τεχνικών πληροφοριών 17
Θύρα επικοινωνίας Σύστημα καθορισμού εργαλείου Μονάδα εγγραφής/ ανάγνωσης Κεφαλή εγγραφής/ ανάγνωσης Μεταφορά δεδομένων & ενέργειας Εργαλείο με φορέα δεδομένων Φορέας δεδομένων ανοικτού προγραμματισμού Υπολογιστής καθοδήγησης Αρχική ρύθμιση εργαλείου Φορέας δεδομένων σταθερού προγραμματισμού Δεδομένα διόρθωσης Υπολογιστής καθοδήγησης Κατάλογος αναγκών σε εργαλεία Χαρακτηριστικά κοπτικού Δεδομένα γεωμετρίας, τεχνολογικά, βιομηχανίας Χαρακτηριστικά κοπτικού Κατάλογος αναγκών σε εργαλεία Εργαλειομηχανή Δεδομένα γεωμετρίας, τεχνολογικά, βιομηχανίας Ροή πληροφοριών & οργάνωση δεδομένων Σχήμα 1. 13 1_13.cdr Καθορισμός κοπτικού εργαλείου Απαιτήσεις κατεργασίας Γεωμετρία Υλικό Ποιότητα Καθορισμός των τεχνικών χαρακτηριστικών του εργαλείου Παραδείγματα: Λειαντικός τροχός Εργαλείο τόρνευσης Ατρακτος EK 80 K 600 x 203 x... HM: P10 Αριθμός στροφών Ακαμψία ΕΥΕΛΙΞΙΑ ΕΠΙΤΥΓΧΑΝΕΤΑΙ ΜΟΝΟ ΜΕΣΩ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΑΛΛΑΓΗΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟΥ Παραδείγματα: Αλλαγή τροχού Αλλαγή εργαλειοφορείου Αλλαγή ατράκτου κατά: Hauni κατά: Hueller-Hille κατά: Fortuna Σχήμα 1. 14 1_14.cdr Ευέλικτα εργαλεία ή συστήματα αλλαγής εργαλείων 18
Σύνδεση CAD/CAP Σχεδιασμός κατεργαζόμενου τεμαχίου Κατεργαζόμενα τεμάχια Εύρεση παραμέτρων κατασκευής Προσδιορισμός δομής ιδιοσυσκευής Εκπόνηση προγράμματος καθοδήγησης ρομπότ MOVE/P1 GRASP MOVE/P2 Στοιχεία ιδιοσυσκευών κατάλληλα για αυτοματοποίηση Τροφοδοσία Σύστημα συναρμολόγησης ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΙΔΙΟΣΥΣΚΕΥΩΝ Σταθμός ελέγχου κατά: Niedecker Σχήμα 1. 15 1_15.cdr Αυτοματοποιημένη κατασκευή ιδιοσυσκευών Κλασσικές λειτουργίες Αρχειοθέτηση Διάτρητες ταινίες Τράπεζες δεδομένων Προγραμματισμός NC - Editor - κείμενο - γραφικά ΚΑΘΟΔΗΓΗΣΗ Διευθέτηση Διορθώσεις μέσω δοκιμαστικού τρεξίματος NC προγραμμάτων Επικοινωνία Σύνδεση με τους τοπικούς Η/Υ ή τον υπερκείμενο Η/Υ Προσομοίωση Γραφική προσομοίωση αλληλουχίας κατεργασιών Διαχείρηση εξοπλισμού Εργαλεία Στοιχεία συγκράτησης & χειρισμού Συλλογή δεδομένων Συλλογή δεδομένων επιχείρησης Νεότερες και μελλοντικές λειτουργίες Σχήμα 1. 16 1_16.cdr Λειτουργία χειρισμού CNC εργαλειομηχανών 19
Κύριο/τοπικό επίπεδο Θύρα επικοινωνίας CIM - DNC - Δεδομένα παραγωγής και υλικών - Κατάσταση εργαλειομηχανών Τυπικές ΝC λειτουργίες Επιτήρηση και διάγνωση - Επιτήρηση διεργασίας - Αναγνώριση προτύπου - Δεδομένα παραγωγής και ανάλυση - Εμπειρα συστήματα Επικοινωνία χρήστη - μηχανής - Γραφικά - Τεχνική menu και παραθύρων - Προσομοίωση Νέες NC λειτουργίες - Αντιστάθμιση θερμοκρασίας - Επιτήρηση συγκρούσεων - Μετρήσεις Αισθητήρες - Θύρες επικοινωνίας - Επεξεργασία σημάτων - Διόρθωση τροχιάς Σχήμα 1. 17 1_17.cdr Eξέλιξη των λειτουργιών καθοδήγησης Θύρα επικοινωνίας CIM NC προγράμματα Εργαλεία Εκκίνηση/παύση Κοινή περιοχή ανοικτής επικοινωνίας Σχήμα 1. 18 1_18.cdr Συλλογή δεδομένων παραγωγής + + Τυπικές NC λειτουργίες + ΜΕΤΡΗΣΗ Εργαλεία Τεμάχια Διόρθωση ΕΠΙΤΗΡΗΣΗ Φθορά Θραύση Στρατηγική παράκαμψης ΔΙΑΓΝΩΣΗ Εσωτερικό σφάλμα Εξωτερικό σφάλμα NC εργαλειομηχανή Ρύθμιση θέσης Κλασσική δομή NC Τυπικές λειτουργίες συστήματος σχεδιασμού ιδιοσυσκευών + ΕΡΓΑΛΕΙΑ Εργαλεία ρεβόλβερ Αλλαγή εργαλείων Διάρκεια ζωής + ΠΕΡΙΦΕΡΙΚΑ Συσκευές διευθέτησης Συσκευές πρόσδεσης Προγράμματα χρήστη Αλλαγή είδους συγκράτησης NC σύστημα σχεδιασμού ιδιοσυσκευών Βοηθητικές λειτουργίες Πρόσθετα συστήματα Για εργαλ/μηχανές π.χ. δυναμική ή συλλογική διόρθωση Για συστήματα π.χ. συγχρονισμός με άλλες καθοδηγήσεις Προσανατολισμένα σε εφαρμογές Ειδικά Δομή ενός σύγχρονου συστήματος NC καθοδήγησης Κίνηση Εργαλειομηχανή Συστήματα Στοιχεία μέτρησης ρύθμισης 20
Θύρα επικοινωνίας CIM Περιοχή ανοικτής επικοινωνίας Δυναμική διόρθωση - Διάγνωση θραύσης εργαλείου - Ταχεία διόρθωση τροχιάς - Επιτήρηση συγκρούσεων Θύρα επικοινωνίας αισθητήρων NC εργαλειομηχανή Διαχείρηση NC προγραμμάτων Προετοιμασία εντολών NC (επίσης διόρθωση κοπτικών, μετατόπιση μηδενικού σημείου...) Παρεμβολέας Διόρθωση + Ρύθμιση θέσης Επιθυμητή τιμή Σύστημα σχεδιασμού ιδιοσυσκευών Συλλογική διόρθωση - Ελεγχος φθοράς εργαλείου - Διαγνωστικό εργαλειομηχανών - Αντιστάθμιση θερμοκρασίας Θύρα επικοινωνίας αισθητήρων Κίνηση/σύστημα μέτρησης Αισθητήρες Εργαλειομηχανή Λειτουργίες διακοπής Αισθητήρες Σχήμα 1. 19 1_19.cdr Ολοκληρωμένη επεξεργασία πληροφοριών ΚΥΡΙΟ / ΤΟΠΙΚΟ ΕΠΙΠΕΔΟ - ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΔΙΑΓΝΩΣΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ NC Εργαλειομηχανή Διαγνωστικό λαθών Σύστημα σχεδιασμού ιδιοσυσκευών Διαγνωστικό λαθών Κατάσταση εργαλειομηχανής ΘΥΡΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ CIM Διαγνωστικές λειτουργίες - Εσωτερική διάγνωση καθοδήγησης: Σφάλμα σκευών - Εξωτερική διάγνωση καθοδήγησης: Ελεγχοι αισθητήρων και θυρών επικοινωνίας, συμπεράσματα για την κατάσταση της εργαλειομηχανής Πρόσθετες λειτουργίες Διάγνωση λαθών Κατάσταση διεργασίας Λειτουργίες διακοπής Αισθητήρες Εργαλειομηχανή Σχήμα 1. 20 1_20.cdr Ολοκληρωμένο σύστημα διάγνωσης και καθοδήγησης εργαλειομηχανών 21
Χαρακτηριστικά κατεργασίας -Μη ισόχρονες διαδοχικές κατεργασίες -Ανεξαρτησία από το μέγεθος των παρτίδων -Μηχανές που αναπληρώνουν ή υποκαθιστούν άλλες -Μηχανές (διαφορετικού τύπου) που συμπληρώνουν η μία την άλλη -Ευέλικτος αυτοματισμός -Περιορισμένο φάσμα τεμαχίων -Μέσο μέγεθος παρτίδων παραγωγής -Μικτή κατεργασία -Ποή με παύσεις -Διαδικασία ολοκλήρωσης στην 3η βάρδια -Ολιγομελές προσωπικό στις βάρδιες -Αλλαγή προγράμματος εργασίας χωρίς απαίτηση νέου ξοπλισμού -Μικρές ή μεσαίες παρτίδες παραγωγής -Συχνές επαναλήψεις/έτος -Συχνές αλλαγές του φάσματος τεμαχίων -Οργάνωση σε επίπεδο μηχανουργείου -Μεμονωμένες μηχανές -Παραγωγή μεμονωμένων τεμαχίων ή ροϊκή παραγωγή -Χειροκίνητη αλλαγή τεμαχίων -Πολυμελές προσωπικό λειτουργίαςχειρισμού Ευέλικτο σύστημα παραγωγής (FMS) = Ευέλικτο κύτταρο παραγωγής (FMC) = Κέντρο κατεργασίας = Ψηφιακά καθοδηγούμενη εργαλειομηχανή Τεχνικά χαρακτηριστικά +Περισσότερες από μία μηχανές +Διάταξη μεταφοράς τεμαχίων +Σειριακή προσαγωγή τεμαχίων +Λογιστική εργαλείων +Αυτόματη καθοδήγηση παραγωγής μέσω κεντρικού Η/Υ και DNC +Αποθήκη τεμαχίων ή παλετών +Εκτεταμένη αποθήκευση εργαλείων +Διάταξη φόρτωσης και εκφόρτωσης +Σύνδεση υπολογιστών +Διάταξη επίβλεψης +Ενσωμάτωση διατάξεων μέτρησης +Αυτόματη αλλαγή τεμαχίου +Αυτόματη αλλαγή εργαλείων +Κατεργασία σε περισσότερα επίπεδα (4 άξονες καθοδήγησης) +Εκτεταμένη μνήμη προγραμμάτων +Αυτόματη κλήση προγραμμάτων 3 άξονες καθοδήγησης Χειροκίνητη αλλαγή εργαλείων Χειροκίνητη κλήση προγραμμάτων Σχήμα 1.21 1_ 21.cdr Διαβάθμιση των συστημάτων παραγωγής από μία CNC εργαλειομηχανή μέχρι το ευέλικτο σύστημα παραγωγής ΣΤΟΧΟΣ: ολοκλήρωση διαφορετικών διεργασιών Περιγραφή διεργασιών με δυνατότητα επανάληψης -Ενεργοποίηση -Οργάνωση -Ελευθερία σε εφεδρικά δεδομένα Δυνατότητα επικοινωνίας μηχανών Θύρες επικοινωνίας και μεταφορά δεδομένων ΚΑΘΟΔΗΓΗΣΗ ΚΑΘΟΔΗΓΗΣΗ ΚΑΘΟΔΗΓΗΣΗ Δεδομένα διεργασίας - πρόωση - βάθος κοπής - δύναμη κοπής - Δεδομένα διεργασίας - θερμοκρασία - μορφή ραφής - - Δεδομένα διεργασίας - θερμοκρασία - χρόνος - - κατά: Fichtel & Sachs Δεδομένα διεργασίας - περιφερική ταχύτητα - προσέγγιση - Δεδομένα διεργασίας - αναγνώριση τεμαχίων - διαδρομή προσαρμογής -... Τόρνευση Συγκόλληση Θερμική κατεργασία Λείανση Συναρμογή Σχήμα 1. 22 1_22.cdr Τεχνολογικά προβλήματα κατά την ενσωμάτωση διαφορετικών κατεργασιών σε συστήματα CIM 22
Τοπογραφία λειαντικού τροχού ΔΕΔΟΜΕΝΑ Χαρακτηριστικά υλικού k f τ f ο θ( C) Ρυθμιζόμενα στην εργαλειομηχανή μεγέθη -ταχύτητα κοπής -προσέγγιση ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΤΗΣ ΛΕΙΑΝΣΗΣ Σχήμα 1.23 1_23.cdr Κινηματική Δύναμη Κοπή ( πλαστομηχανική) Μοντέλο θερμοκρασιών Μαθηματική περιγραφή της λείανσης για τον προσδιορισμό διαφόρων μεγεθών απαραίτητων για την ενσωμάτωσή της σε συστήματα CIM ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ - Δυνάμεις κοπής - Ισχύς κοπής - Θερμοκρασία - Τραχύτητα... Γεωμετρία εργαλείου & διαίρεση βάθους κοπής Τροχιές εργαλείου κατά την εκχόνδριση Χρόνος κατεργασίας Τ τελική αποπεράτωση αρχική αποπεράτωση a p = σταθ. Εκχόνδριση a p =f Συνολικός χρόνος (περιγράμματος) φραιζαρίσματος v c Διάρκεια ζωής για ομόρροπο/ αντίρροπο φραιζάρισμα Διείσδυση εργαλείου Μορφή αποβλίττου Φόρτιση εργαλείου Βελτιστοποιημένες στρατηγικές φραιζαρίσματος Σχήμα 1.24 1_24.cdr Διαδικασίες για την βελτιστοποίηση των συνθηκών κατεργασίας στο φραιζάρισμα 23
ΤΕΧΝΙΚΗ ΔΙΕΡΓΑΣΙΑΣ Συστήματα προετοιμασίας κατεργασιών ΒΟΗΘΗΤΙΚΑ ΜΕΣΑ σκευές/λογισμικά Συγκέντρωση περιπτώσεων και δεδομένων ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΔΙΑΧΕΙΡΗΣΗΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ (βάσεις δεδομένων) Βάσεις δεδομένων, εμπορικά λογισμικά Μοντέλα κατεργασίας Συλλογή και καταγραφή της γνώσης και της εμπειρίας ειδικών ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΑΣ (προσομοίωση κατεργασίας) ΕΜΠΕΙΡΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Λογισμικό προσανατολισμένο στο πρόβλημα ΤΝ Λογισμικό Τεχνιτή Νοημοσύνη Αυξανόμενη πολυπλοκότητα του συστήματος Ευρύτερη περιοχή χρησιμοποίησης Σχήμα 1. 25 1_25.cdr Συστήματα προετοιμασίας κατεργασιών με την υποστήριξη Η/Υ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ Μαθηματική περιγραφή της γεωμετρίας του καλουπιού σε σύστημα CAD Συμβατική εκπόνηση του σχεδίου της κατασκευής Σχήμα 1. 26 1_26.cdr NC- φραιζάρισμα Εκπόνηση των NC προγραμμάτων με την βοήθεια Η/Υ NC-φραιζάρισμα ΦΡΑΙΖΑΡΙΣΜΑ Φραιζάρισμα μορφής Κατασκευή μοντέλου Φραιζάρισμα μορφής μοντέλο Πλεονεκτήματα του NC-φραιζαρίσματος υποστηριζόμενου από σύστημα CAD/CAM κατά την κατεργασία ενός καλουπιού σφυρηλασίας Πλεονεκτήματα του NC-φραιζάρισματος Μικρότεροι απαιτούμενοι χρόνοι κατεργασίας Υψηλότερη ευελιξία Εξοικονόμηση του μοντέλου Μεγαλύτερη ακρίβεια κατεργασίας και καλύτερη ποιότητας επιφάνειας 24
Ροή φάσεων Προγράμματα κατεργασίας εργασίας Εκλογή εργαλειομηχανών Κοπτικά Σχεδίαση Προγραμματισμός εργασιών Προγραμματισμός Προγραμματισμός -με κείμενο -σε διάλογο με την οθόνη CAD FEM Κατασκευαστικά σχέδια, Υπολογισμοί Καταστ. τεμαχίων Δεδομένα CAD Δεδομένα γεωμετρίας, τιμές κοπής, κύκλοι κατεργασίας, δεδομένα ακατέργαστων τεμαχίων Λειτουργίες ελέγχου Περιγραφή χώρου εργασίας Προσομοίωση Σχέδια Κοπτικά Οργανωτικές συνδέσεις CAM Διαχείρηση δεδομένων καθοδήγησης Επικοινωνία με τις καθοδηγήσεις εργ/νών και άλλων διατάξεων Δεδομένα καθοδήγησης Σχήμα 1. 27 1_27.cdr Αλυσιδωτές διαδικασίες για τον προσδιορισμό δεδομένων καθοδήγησης Σχήμα 1. 28 1_28.cdr ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Σύστημα λογιστικής και κοστολόγησης ΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΤΕΜΑΧΙΩΝ (πελάτες, τεμάχια, προμηθευτές, παραγγελίες, αποθέματα) ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ & ΚΑΘΟΔΗΓΗΣΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ (καθορισμός των αναγκών, σχεδιασμός προθεσμιών και δυνατοτήτων, δυνατότητες κατασκευής, έλεγχοι προόδου) ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΠΡΟΪΟΝΤΟΣ Δομή προϊόντος (καταστάσεις τεμαχίων, οικογένειες τεμαχίων, παραλλαγές, τυποποιημένα στοιχεία κατασκευής) - γεωμετρική περιγραφή (σχέδια 3D-μοντέλα) - φυσική περιγραφή (υλικό, ιδιότητες) - τεχνολογική περιγραφή (εργαλεία, εργαλειομηχανές, σχέδια εργασίας, ψηφιακή καθοδήγηση - NC) ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΥΠΟΔΟΜΗΣ Δεδομένα παραγωγής (κατάσταση συστημάτων και συσκευών) - οργανωτικά (δεδομένα παραγγελίας, προσωπικού,...) - τεχνολογικά (δεδομένα εργαλειομηχανών: χρόνος παραγωγής, συντήρηση δεδομένα κατεργασίας: ποιότητα, παράμετροι διεργασίας) PPS TOP MAP Productions Plannung Steuerung Technical Office Protokol Manufacturing Automation Protokol Δεδομένα παραγωγής PPS CAD CAP CAΜ CAQ Οικονομικά στοιχεία της επιχείρησης π.χ. ΤΟΡ Τεχνικά δεδομένα π.χ. MΑΡ Δεδομένα δομής της επιχείρησης π.χ.mini-mαρ ενδιάμεσο πρωτόκολλο Παραγωγή 25
C Α B c e d b f a όγκοι επιφάνειες ακμές Περιγραφή διασυσχετίσεων a Α Β C D E F b c d e f g h I j k l Συνδυασμός δομικών ομάδων Τελικό προϊόν Παραλλαγή τελικού προϊόντος 1 4 2 3 σημεία 1 2 3 4 5 6 7 8 Μηχανολογικό σχέδιο Δομική ομάδα Δομική ομάδα παραλλαγής Τεμάχιο Κατεργασία Παραλλαγή Προγραμματισμός εργασίας Ακολουθία φάσεων κατεργασίας Εργαλειομηχανές NC-προγράμματα Κοπτικά Κύτταρο κατεργασίας Εργαλειομηχανές Λειτουργίες Σχήμα 1.29 1_29.cdr Δομή και διασυσχέτιση δεδομένων που περιγράφουν την μορφοποίηση του προϊόντος Ιεραρχικά επίπεδα ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΩΝ (ροή πληροφοριών) Επιχειρήσεις Μορφή προϊόντος, πωλήσεις, οικονομικά, λογιστική Επίπεδα σχεδιασμού Κύριο επίπεδο Τοπικό επίπεδο Επίπεδο διεργασίας Σχεδιασμός παραγωγής Κατασκευή, ανάλυση Προετοιμασία παραγωγής CAP Καταγραφή χαρακτηριστικών Χώρος παραγωγής Οργάνωση παραγωγής Θέση παραγωγής Εργαλειομηχανές, θέσεις εργασίας Βάση δεδομένων CAP-CAM CAD Βάση δεδομένων CAD-CAP Τμήμα παραγωγής Κατεργασία/συναρμολόγηση, εργαστήριο CAM Διαχείρηση βάσεων δεδομένων Βάση δεδομένων CAM-PPS-CAQ Βάση δεδομένων CAM-NC-CAQ PPS Βάση δεδομένων PPS-CAD CAQ SPS NC RC Μέσα μετατροπής (θύρες επικοινωνίας) ΤΟΡ Διαφυγή ΜΑΡ Μέγεθος δεδομένων Ενδ. πρωτόκολλο Ειδικό πρωτόκολλο Απαιτήσεις χρόνου Χαρακτηριστικά μεταξύ των επιπέδων Σχήμα 1.30 1_30.cdr Μοντέλο με διαδοχικά επίπεδα για τον σχεδιασμό παραγωγής CIM. Ροή πληροφοριών μέσω βάσεων δεδομένων 26
Επίπεδο σχεδιασμού Προγραμματισμός παραγωγής Προετοιμασία παραγωγής Παραγγελία Αποθέματα Βασικά δεδομένα Ανάλυση Επερώτηση για Δεσμεύσεις, χονδρικός -εφεδρεία χρονικός προγραμματισμός -ελάχιστα αποθέματα Απαιτήσεις = αρ. τεμαχίων x μήκος + εφεδρεία Σχεδιασμός εργασίας Αρ. παραγγελίας Πορεία εργασίας Αρ. υλικού Αριθ. τεμαχίων Ισολογισμός -τιμές εκκίνησης -αλλαγές -νέες εισαγωγές Βιομηχανία Κύριο επίπεδο προγραμματισμού Διεύθυνση παραγωγής Η/Υ αποθήκης Τοπικό επίπεδο προγραμματισμού Θέση παραγωγής Κέντρο κοπής Επίπεδο κατεργασιών Συμπλήρωση παραγγελίας από Υ Λεπτομερής χρονικός προγραμματισμός Εισαγωγή παραγγελίας + Ο Λίστα παραγγελιών Εκπόνηση δεδομένων καθοδήγησης Παρακολούθηση προόδου της παραγγελίας Επιβεβαίωση ΑΡΧΗ Ο Α Υ Οργάνωση αποθήκης Πραγματικός αρ. τεμαχίων Υπάρχοντα αποθέματα πριν την έναρξη της παραγγελίας Αποθέματα Πραγματικά αποθέματα Βασικά δεδομένα υλικού Σχήμα 1. 31 1_31.cdr Κέντρο κοπής Oλοκλήρωση διαφόρων δεδομένων σε δομή παραγωγής CIM (παράδειγμα για ένα κέντρο κοπής) 7 6 5 4 3 2 Εφαρμογή Καθοδήγηση των ειδικών λειτουργιών του χρήστη Παράσταση Κωδικοποίηση και μορφοποίηση της πληροφορίας Επικοινωνία Καθοδήγηση της επικοινωνίας Μεταφορά Καθοδήγηση της συλλογής δεδομένων, αναγνώριση σφαλμάτων Δίκτυο Οργάνωση της επαφής των συμμετεχόντων Σύνδεση δεδομένων Εξασφάλιση της μεταφοράς των δεδομένων 1 Φυσική σύνδεση Μηχανικέ/ηλεκτρικές/ οπτικές ιδιότητες ISO/OSI μοντέλο RS 232 Ειδικό πρωτόκολλο επικοινωνίας (driver) -Ενδ. πρωτόκολλο- Ethernet LAN 1 LSV2 mini-map M A P - T O P Πρωτόκολλο επικοινωνίας LAN 1 LSV 2 LSV 2 RS232 NC RC SINEC H1 AP10 SINEC H1 FMC FMS SINEC H2 PC - Net Ethernet 1989 PC s PLC NC Εφαρμογές που πραγματοποιήθηκαν Σχήμα 1. 32 1_32.cdr ISO/OSI - MAP - ενδιάμεσα πρωτόκολλα 27
Θέσεις εργασίας, επιφάνειες χρηστών PPS Συστήματα εφαρμοφής Συστήματα τραπεζών μεθόδων και τοπικά συστήματα τραπεζών δεδομένων Σχήμα 1. 33 1_33.cdr Θύρες επικοινωνίας τραπεζών δεδομένων CAD IGES STEP Επεξεργαστές Τράπεζες δεδομένων Μεταφορά δεδομένων CAΡ CL- DATA ΒΑΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Διαχείρηση Δομή πληροφοριών CIM σε συστήματα παραγωγής MAP, TOP, LAN CAQ CAM LAN Διάφορα κατανεμημένα συστήματα υπολογιστών Σταθμοί εργασίας CAD CAM PPS Αρχική κατάσταση Βασική αρχή λειτουργίας Βασικός σχεδιασμός Βασική δομή πληροφοριών Προσαρμογή με στόχους Στρατηγικοίστόχοι Στόχοι ολοκλήρωσης Οργάνωση ροής Οργανωτική δομή Απαιτήσεις χρήσης Προσδιορισμός σημείων επικοινωνίας Δομή του συστήματος CAD CAM PPS Σχήμα 1. 34 1_34.cdr Βασικός σχεδιασμός παραγωγής CIM 28
Προγραμματισμός παραγγελίας Λογιστική NC προγραμμάτων Α Β C t Λογιστική κοπτικών ΔΟΜΗ Ελεγχοι προόδου παραγγελίας Καθοδήγηση συστήματος Ελεγχος και καθοδήγηση διεργασίας Ενδειξη κατάστασης συστήματος Λογιστική ιδιοσυσκευών Λογιστική υλικών και τεμαχίων Σχήμα 1. 35 1_35.cdr Περιοχές δεδομένων από τις οποίες λαμβάνονται υπόψη διάφορες πληροφορίες κατά τον προγραμματισμό συστημάτων CIM Κριτήρια αξιολόγησης ευέλικτων συστημάτων κατασκευής ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΟΤΗΤΑ ΕΥΕΛΙΞΙΑ ΑΛΛΑ W F Επενδύσεις Πολλαπλότητα Φιλικότητα στον Κόστος παραλλαγών χρήστη Εξοικονόμηση Πολλαπλότητα Εκμετάλλευση κατεργασιών χώρου S Τεχνικοοικονομική αξιολόγηση Εναλλακτικές θεωρήσεις του συστήματος Λύση Ι Λύση ΙΙ Λύση ΙΙΙ Αξιολόγηση λύσεων S S S F F F W W W Σχήμα 1. 36 1_36.cdr Τεχνικοοικονομική αξιολόγηση σχεδιασμών συστημάτων κατεργασιών CIM 29
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ Γραφικά (σε διάλογο με την οθόνη) Μεταφορά Συναρμολόγηση Κατεργασία Αλφαριθμητικά Εξοπλισμός Δυναμικότητα Τρόπος μεταφοράς ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ Κάλυψη Ανάγκη υποστήριξης ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΛΥΣΕΩΝ Σχήμα 1. 37 1_37.cdr Παράδειγμα αξιολόγησης διαφόρων σχεδιάσεων CIM με την βοήθεια λογισμικών προσομοίωσης 30