Будущее начинается сегодня

...Наладчики, осмотрев и проверив оборудование, ушли. Цехи предприятия опустели, хотя день только начинался. Станки и автоматические линии продолжали работать первую, вторую и третью смену, поставляя на автоматизированный склад готовую продукцию. Слаженный ритм работы оборудования не нарушался ни во время обеденных перерывов, ни в конце смен.

Придя на следующее утро и убедившись в том, что оборудование работает нормально, переговорив с операторами, несущими вахту за заводским пультом управления, наладчики опять покинули цехи предприятия. И вскоре после их ухода то же оборудование после небольшой паузы, необходимой для перестройки технологического процесса, стало на склад поставлять уже другие изделия...

Что это - сюжет из научно-фантастического романа? Нет, здесь воспроизведена реальная картина гибкого автоматизированного безлюдного производства, которое воплощается сегодня по замыслу ученых и конструкторов.

Безлюдное производство! Мы придем к нему через 10-15 лет. Но уже сейчас гибкие производственные системы приходят на передовые заводы. Исследовательская мысль ученых находит свое практическое воплощение на отдельных головных предприятиях нашей страны.

Прообразом станкостроительного предприятия будущего, полигоном для испытания новых разработок в условиях реального станкостроительного производства стал станкостроительный завод "Красный пролетарий". Началась реконструкция автомобильных заводов имени Лихачева и имени Ленинского комсомола, некоторых других предприятий.

В условиях гибкого автоматизированного производства без остановки этих автомобильных заводов будет налажен выпуск новых автомобилей.

Как же будут работать эти огромные автомобильные предприятия, где и как будет проявляться гибкость, автоматизированность?

Пройдемте вместе с Вами по цехам Московского автомобильного завода имени Ленинского комсомола (АЗЛК) и проследим за тем, как реально воплощается проект реконструкции этого предприятия в гибкое автоматизированное производство.

Современный легковой автомобиль - изделие не простое и собирается оно примерно из 10 тысяч деталей. И все эти детали нужно изготовить, проверить, состыковать, объединить в одно целое - автомобиль. При этом практически каждая деталь рождается не сразу. Некоторые из них проходят много ступеней обработки, например, ковку, прессование, обработку на токарных, фрезерных и шлифовальных станках.

Наше путешествие по технологической цепочке предприятия мы начнем с цеха, где изготавливают кузов автомобиля. Это - самый сложный агрегат, собираемый из простейших одиночных деталей - капота, дверей, крышки багажника, пола с лонжеронами, боковин и др. Только такая, например, деталь, как передняя дверь, состоит из 14 деталей, для ее изготовления нужно выполнить в общей сложности 36 операций. А весь кузов собирается примерно из 500 деталей.

Изготовление деталей кузова начинается в прессовом цехе со штамповок заготовок из листовой стали.

Следует сказать, что прессовое производство по самой своей природе - производство гибкое. Произведите замену штампов и можно начинать выпуск новых изделий. Замена же штампов не требует много времени. В прессовом цехе будут произведены большие изменения. В нем идет установка мощных высокопроизводительных прессов с высокой степенью автоматизации. У большинства операторов будут помощники - роботы. Они установят заготовку и снимут готовые изделия, передадут их от одного пресса к другому. Для деталей средних размеров здесь будут широко использованы многопозиционные прессовые установки. Они представляют собой несколько прессов, скомпонованных в едином блоке. Изделия в таких блоках будут автоматически перемещаться от одного пресса к другому и из последнего выйдут окончательно обработанными.

Для обеспечения четкой и непрерывной работы прессового производства создается новая техническая база организации производства - электронные системы учета и управления, автоматизированные склады и транспорт. Так, например, рулоны стального проката прямо с железнодорожной платформы, доставившей их в прессовый корпус, будут автоматически сгружаться, взвешиваться и после считывания марки стали укладываться в ячейки многоярусного склада. Оттуда они в нужный момент будут поступать на раскройную линию. Полученные с нее заготовки в таре (на поддонах) будут доставляться автопогрузчиком к первому прессу технологической линии или, при необходимости, автоматически поступать в определенную ячейку многоярусного склада заготовок. Подобным же образом готовая продукция (отштампованные детали) с помощью транспортных роботов будут доставлены в другой цех - в цех сборки и сварки кузова. А при необходимости их также можно направить в многоярусный склад штамповок и уже оттуда подать в кузовной цех по строго определенному адресу - именно на ту сварочную линию, на которую нужно.

Несколько слов и о складах прессового корпуса. Они многоярусные, высотой с пятиэтажный дом. На складе удобная система автоматической загрузки и получения изделий. Следует добавить также, что склады прессового корпуса работают без кладовщиков, управляет ими ЭВМ, которая "знает", где что лежит, когда, куда и что нужно подать.

Следуя за готовыми штамповками, мы с Вами попадаем в другой цех - цех сварки и сборки кузовов. Проследим за тем, как здесь реализуются гибкость и автоматизация.

И та, и другая задачи решаются здесь в значительной степени за счет широкого использования роботов, выполняющих точечную сварку. В цехе сборки кузовов их довольно много. Сварку кузовов в основном ведут многоэлектродные агрегаты. Они одновременно соединяют детали во многих точках. Сварочный робот работает последовательно, варит точку за точкой. Своей проворной "рукой" с большим числом степеней подвижности сварочный робот добирается в такие места кузова, которые недоступны обычному сварочному оборудованию. Каждый робот действует по программе, которая вводится в его электронную память. Если изменить программу, то робот будет сваривать другую деталь, i Как видим, и здесь - прекрасное сочетание и автоматизации, и гибкости.

Робот-сварщик прекрасно взаимодействует и с роботом-манипулятором, программа четко координирует их движения. Перенос детали, ее установка, сварка, перенос детали на следующую операцию или на транспортер - все делается четко, быстро, точно. В технологической линии сварки роботы выполняют и вспомогательные операции, в частности предварительную смазку ряда мест сварки, а также смазку защитной антикоррозионной мастикой закрытых полостей кузова. Здесь, на сборке кузова автомобиля в условиях гибкого производства роботов много, и все они по умению выполнять самую трудную работу вне конкуренции.

На АЗЛК создаются и другие гибкие автоматизированные участки. Уже созданы и работают практически без людей участок окраски кузова и участок нанесения гальванических покрытий. Переход на новое изделие на этих важных участках можно осуществить достаточно быстро. Для того чтобы, например, переналадить оборудование цеха гальванопокрытий, достаточно нажать соответствующую кнопку, и будет немедленно задан новый режим работы.

Пожалуй, наиболее яркий пример современного автоматизированного гибкого производства - это цехи механической обработки изделий, где изготавливаются самые разнообразные детали ходовой части - шестерни, валы, барабаны и детали рулевого механизма, редукторы, а также сложные корпусные детали.

Работать в этих цехах будут сотни автоматических станков и автоматических линий, обрабатывающие центры и другое высокопроизводительное оборудование, оснащенное числовым программным управлением. Обслуживать их будут роботы-манипуляторы, а также роботы, выполняющие транспортные функции, большое количество контрольно-измерительных установок. Этот поистине гигантский по масштабам участок производства будет работать в гибком автоматическом цикле и практически без непосредственного участия людей. Это будет исключительно гибкая структура, которая даст возможность любую автоматическую линию достаточно быстро перестроить на изготовление новых, хотя и близких по важнейшим параметрам, деталей. Предусмотрено также, что большая часть оборудования цеха (в том числе автоматические линии) будет одновременно обрабатывать две - три разные детали, причем станки линий будут сами "узнавать", какая из деталей к ним поступила, и автоматически перестраиваться на ее обработку.

После того, как мы подробно познакомились с отдельными участками и цехами, которые будут работать в условиях автоматизированного гибкого производства, побываем теперь на главном конвейере предприятия, на линии, где окончательно собирается автомобиль (обивка окрашенного кузова, установка стекол, осветительных приборов, прокладка жгутов электропроводки, установка двигателя, ходовой части, системы питания и т. п.). Здесь также появятся элементы полной гибкой автоматизации. Будут, например, широко применяться роботы для установки колес, недорогие и простые в эксплуатации манипуляторы для монтажа шин. С их помощью рабочий без особых усилий подведет шину к оси переднего или заднего моста и в одно мгновение смонтирует колесо. На сборке появятся и много других роботов, в том числе и так называемые роботы-партнеры. Управляемые оператором-сборщиком, они будут выполнять тяжелую работу: подавать детали к месту установки, перемещать сборочные приспособления и инструмент. Главный конвейер приобретет и многие другие элементы автоматизации и гибкости за счет совершенствования внутрицехового транспорта, автоматизированных промежуточных складов, компьютеризированных систем контроля и управления.

Старая, традиционная система внутрицехового транспорта - это огромный кран-балка грузоподъемностью тонн в пятьдесят, который перемещает по цеху и,детали, и готовые изделия. Иногда эта махина несет через весь цех ящик с деталями весом в десять килограммов или вообще полдня стоит на месте. При гибком автоматизированном производстве каждый участок, каждый цех и все предприятие в целом будут пронизаны транспортной системой. Транспортные роботы-тележки подвезут со склада заготовки, переместят обработанные детали, подадут новый инструмент вместо вышедшего из строя. И все это - по оптимальным маршрутам - ни метра вхолостую. Транспортные системы гибких металлообрабатывающих линий не только перенесут детали от станка к станку, но еще и пересчитают их, отсортируют, проверят и сориентируют в определенном положении.

Все более широкое применение найдет и такой хорошо зарекомендовавший себя вид внутрицехового транспорта, как электрокары-роботы, или как их называют, робокары.

Определенная система идущих по кабелю сигналов в сочетании с микропроцессором самого робокара позволяет ему самостоятельно выполнять поворот и разворот в обратную сторону, выбирать нужный путь при разветвлении ведущего кабеля (на "стрелке"), загружать автоматические линии. А когда изготовление детали будет закончено, к последнему станку автоматической линии или к состыкованному с ним небольшому промежуточному складу подъезжают робокары. Они сами загружаются поддонами с набором готовых деталей и увозят их в другой цех - на термообработку. А навстречу им движутся робокары с деталями, уже прошедшими термообработку - их отвозят на другие автоматические линии. Многие тысячи деталей робокары будут регулярно направлять на автоматизированный склад или прямо на сборку.

В отличие от аналогичных "жестких" устройств, например, от крана-балки или ленточного транспортера, робокарные системы позволяют менять маршруты, адреса и номенклатуру перевозимых грузов, т. е. гибко перестраивать транспорт в новой технологической обстановке.

В гибком автоматизированном производстве помимо транспорта огромную роль будут играть складирование и управление. Поднятые на современный технический уровень, они меняют весь облик предприятия, всю систему организации работ, создают основу для четкости o и организованности, без которых автоматизация самих производственных процессов теряет всякий смысл. И наоборот, гибкое автоматизированное производство само предъявляет новые требования к транспорту, складированию и управлению, четкости и организованности.

Гибкое автоматизированное производство требует от работающих на таком предприятии не только глубоких и обширных знаний, но и высочайшей организации и дисциплины, так как небрежность одного работника у пульта управления может привести к остановке всего предприятия, даже к аварии.

Гибкое автоматизированное производство стимулирует появление и принципиально новых технических решений. Такое производство должно иметь не только надежное и высокопроизводительное оборудование и базироваться на современной технологии. Нужен и принципиально новый подход к контролю продукции. Необходимо контролировать не деталь, а процесс ее изготовления.

Причем все необходимые параметры должны контролироваться как специальными блоками самого технологического оборудования, так и встраиваемыми в ГПС средствами автоматизации контроля.

Чтобы реализовать такое преимущество гибких систем, как быстрота перестройки на новые виды продукции, необходимо внедрять и системы автоматизированного проектирования.

Все это предусматривается при реконструкции Московского автомобильного завода имени Ленинского комсомола.

По окончании реконструкции этого предприятия, перевода его на гибкое автоматизированное производство, начнется серийный выпуск новой, более совершенной модели "Москвича".