vÝrobnÍ systÉmy v elektrotechnice a jejich uspoŘÁdÁnÍ - vs a jeho...
Post on 07-Jan-2016
32 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
VÝROBNÍ SYSTÉMY V ELEKTROTECHNICE A JEJICH USPOŘÁDÁNÍ
- VS a jeho složky
- technologický systém a jeho uspořádání
- konstrukční a technologická příprava výroby
- systémy řízení jakosti, enviromentální managenent
- mechanizace a automatizace VP
Výrobní systém ( VS – obecně )
ohraničené uspořádání vzájemně působících útvarů – prostředí (lidé a zařízení) - vznik předem definovaného výrobku – parametry technické, ekonomické, ekologické –
úroveň výrobku
VS – toky materiálu, energie, informace
rozdělení VS dle toku informací – subsystém vnitřní ( A ) – výrobní proces ( VP )
tvoří základ VS
– subsystém vnější ( B ) – příprava a řízení VP
informace
B
Amateriál
energie
výrobky
odpad (mater., teplo)
subsystém A ( VP ) – průběh činností dle instrukcí a záměrů z B složky VP ( jeho podsystémy) : • hlavní složka VP - technologický systém ( TS složený z TP ) – zařízení ( ovl.ručně, automat. ) - materiál, postup – probíhá TEP vznik výrobku • kontrolní ( KS ) - vstupní, mezioperační, výstupní kontrola• dopravně manipulační ( DMS ) - materiál, součástky, výr.pomůcky, odpad…• skladovací ( S ) – vstup. mater., polotovary, hotové výrobky – snaha minimalizovat• řídicí a informační ( ŘS ) – integrace počítačem • energetický ( ES ) – zdroje a rozvody (el.,teplo, plyn…)
- rozdělení a uspořádání VP
• charakter výroby (výrobků) – elektrotechnika, strojírenství, hutnictví, chemie… • kontinuita hmot. toku ( např. elektrotechnika )
- spojitý VP (vodiče, kabely, izolační mat. ..) - přerušovaný – vel. výrobní dávky ( počet ks stejných výrobků) výroba kusová . …… dávka 101 ….. velké výrobky maloseriová ……. 102 velkoseriová ……. 103 hromadná ……. 104 a více …. menší
a) technologické uspořádání TS– TP - univerzální stroje– sdružov. podle tech.operace
(lisovna, navijárna …)
- vysoká kvalifikace pracovníků- pružnost systému- optim. umístění TP- komplikovaný DMS– automatizace – kusová, malosériová výroba
technologický systém ( TS ) - uspořádání
– soubor TP ( stroj, výrobní zařízení) – přeměna mater. na výrobek (TEP) - energie
– specifické prostorové uspořádání (určující pro celý VP) , rozdělení dle funkce :
b) předmětové uspořádání TS
– TP - jednoúčelové stroje– sériové řazení dle toku materiálu– výrobní linka (domácí spotřebič ..)– jednoduchý DMS ( pás, závěs …)– nižší kvalifikace pracovníků– problémy se zastupitelností – automatizace – pružnost – velkosériová, hromadná výroba
c) kombinované uspořádání TS - výhody , nevýhody předchozích
současný stav v elektrotechnické výrobě VP – trend (ve zdůvod. případech)
– ATS složené z ATP (např. výroba malých točivých strojů …)
– počítačem integ. VP – adaptibilita
( předpoklad automatizace všech složek VP )
Př. TEP - asynchronní motor P ~ 500 kW, n= 2800 ot/min, rotor nakrátko (klec), malosériová výroba
stator rotor
vinutí mg.obvod kostra hřídel mg.obvod vinutí
výroba cívek lisování plechů obrábění obrábění lisování plechů výroba tyčí
izolování skládání povrch.úpravy skládání
zkoušení
vkládání cívek montáž rotoru
impregnace
zkoušení vkládání tyčí svaření spoj. kruhů
zkoušení
vyvažování montáž statoru
celková montáž stroje
výstupní zkoušky
konečná povrchová úprava - expedice
Točivé MP, 3 fáz. vinutí
MG obvod statoru a rotoru s vinutím v drážkách
Asynchronní motor před expedicíí
Cívka dvouvrstvého šablonového vinutí a řez drážkou statoru
subsystém B – organizační a řídicí struktura VS (podniku), soubor útvarů propojených informacemi, specifické uspořádání - určující (instrukce) pro VP – hlavní složky : - řídicí, plánovací, obchodní útvary - HM, ŘJ, PRP, PV, marketing, …
- konstrukční a technologická příprava výroby ( KPV, TPV ) - až 25 % výr. nákladů dle sériovosti a uspořádání VP – zásadní vliv na kvalitu výrobku - příprava materiálu, součástek, výrobních pomůcek (přípravky, formy …) - údržba TP ( TS )
požadavek – přístup k informacím – integrovaný datový systém ( vnitřní – v B, vnější tok – mezi B a A, mezi B a okolím )
KPV - aspekty - technologičnost konstrukce ekonomický efekt návrhu max. úspora materiálu, energie, času (pracnost) dosažení volba materiálu, výchozí zpracovat. stav, tvar, tolerance rozměrů, povrchová úprava, typizace, unifikace, dědičnost …
typizace – počet typů stejného výrobku ( typové řady, např. stykače, jističe …) unifikace – stejné součástky u různých výrobků ( např. spojovací prvky, ložiska …) dědičnost – prvky ze starší konstrukce uplatněny u nové
- uplatnění dílčích montážních celků ( u větších sestav z modulů )
- využití CAD ( konstruování pomocí počítače )
TPV - aspekty - materiál a součástky ( standardizace )
- výrobní postup, výběr polotovarů, pořadí operací
- výběr strojů ( TP ), nástrojů, přípravků, měřidel
- využití CAP ( aut. tvorba technol. postupů, programy pro NC stroje … )
KPV, TPV vliv na jakost
výrobku ( Q )
- konstrukce (provedení)- z čeho- jakým způsobem- s jakým zařízením
Jakost ( Q ) - dle ČSN EN ISO 9000:2000 - míra splnění požadavků (potřeb, očekávání)
zákazníka na výrobek nebo službu – Q je měřitelná vlastnost
požadavek stanoven obecně (bez konkrétních dat)
(techn., ekon., ekol.) závazně (norma, předpis, požadavek zákazníka)
systém jakosti (QS) – organizační struktura -
zodpovědnosti, postupy, zdroje pro
zajištění jakosti (QA) - úroveň
- reprodukovatelnost
QS nástroj řízení VS - realizace managementu jakosti – náplň útvaru ŘJ
- hlavní zodpovědnost (zavedení, udržování) má HM
- užitečný - výrobci (schopnost konkurence )
- odběrateli (zaručená kvalita ne zmetky )
prohlášení o shodě - povinnost výrobce (opora v zavedeném QS)
dokumentace QS – příručka jakosti (QM ) – základní dokument
dále směrnice, pracovní instrukce (plány jakosti) a manuály
certifikace zavedeného QS - audity (vstupní, kontrolní), nezávislá organizace
s akreditací (např. EZÚ Praha, LGA Norimberk … )
platnost zavedeného QS - časově omezená ( 5 let ) - nutnost obnovy
zavádění QS - normy řady ČSN EN ISO 9000 - technické, ekonomické, společenské, bezpečnostní aspekty (např. analýza rizika) výroby, výrobků, služeb - v ČR od zač. 90. let
od r. 1997 - systém enviromentálního managementu (EMS) - normy řady ČSN EN ISO 14000 uplatnění koncepce – zajištění životního cyklu výrobku (LCA) - ČSN EN ISO 14040, ČSN EN ISO 14044
stanovena metoda hodnocení vlivu výrobku na ŽP – význaky : - určení a minimalizace vlivů na ŽP - velký časový rozsah ( těžba surovin ….. likvidace po skončení života výrobku )
součástí EMS - ekodesign výrobku – směrnice EU 2005 / 32 / ES (závazná od 08. 2007) - proces návrhu a vývoje výrobku musí zohledňovat aspekty : - technické, ekonomické … - minimální ekologickou zátěž v celém ŽC výrobku
strategie ekodesignu
- výběr materiálu s malým dopadem na ŽP ( obnovitelné zdroje, recyklovatelnost …)
- snižování spotřeby materiálu ( nízká hmotnost, objem, mater. různorodost …)
- optimální výběr výrobního procesu s min. dopadem na ŽP ( stejný výrobek lze
vyrobit různým způsobem )
- optimalizace způsobu přepravy a distribuce výrobku ( min. ekologická zátěž )
- snižování negativních vlivů během využívání výrobku ( úspora energie – účinnost,
množství a toxicita odpadů …)
- optimalizace životnosti výrobku ( vyváženost životnosti komponent, soulad s dobou
celkového „morálního“ stárnutí konstrukce výrobku – dle povahy výrobku )
- optimalizace způsobu likvidace ( konec života - snadná demontáž, bezpečná
likvidace, recyklovatelnost )
Strategie ekodesignu pro nové a inovované elektrotechnické výrobky
( pořadí činností dle průběhu ŽC výrobku )
Úroveň výrobku úroveň složek VS ( A, B ) – tendence snížit : - materiál, energii, čas, lidskou práci mechanizace, automatizace - VP
MVP ( předstupeň AVP) – zejména v DMS (těžká břemena)
- technické prostředky – provádění operací (TEP) silou (energie) - systémy elektrické, mechanické, hydraulické, pneumatické - vzájemná vazba člověk (operátor) – výběr, zahájení, ukončení operací (IQ) - cíl - námaha člověka , produktivita , bezpečnost a hygiena práce
Model MTP (článek MTS)
TP technologické pracoviště (stroj…) 1… pracovní instrukce ( výkres, sled operací…) 2… operátor (člověk - obsluha zařízení) 3… ovládání, řízení TP (tlačítka,ovladače...)
materiál
energie
výrobky
odpad (mater., teplo)
3
TP
123
Automatizace VP současný stav v elektrotechnice ( podmínka MVP) – průvodní jev
tech. prostředky, vzájemná vazba (instrukce dle programu v paměti), bez zásahu člověka
přínos – ekonomický (produktivita), technický (jakost), společenský (humanizace)
stupně AVP - řízení dílčích činností TP (teplota, otáčky…)
- řízení celých TP (stroj, zařízení…)
- řízení součinnosti více TP (ATS – výroba komut. motorů …)
- řízení součinnosti všech složek VP – systémy CAM
Model ATP (článek ATS)
materiál
energieATP
S
AČ
ŘS
výrobky
odpad (mater., teplo)
nadřazený řídicí systém
ATP
ATP – automatické TP ( NC stroj, navíječka, osazovací automat…) AČ – soubor akčních členů - řízeně mechanicky, tepelně - provádí TEP (soustružení, žíhání, …)
mechanické AČ - tah, tlak, Mk , pohyby - lineární, rotační, spojité, nespojité … energie - el. pohony - asynchronní, krokové, lineární …. - hydromechanické AČ - pneumatické AČ
tepelné AČ - temperace materiálu ( T - většinou, T - výjimečně) energie - elektrická (nejčastěji) – odporový, indukční, infrač., oblouk … ohřev přímý, nepřímý - plyn (vodík, zemní plyn … ) - pára (voda, solventy ) S – soubor senzorů monitoring veličin TEP (měř. T, p, v, n …) - převod na el. signál (U, I) , - úprava signálu ( zesílení, A / D převodníky, chráněný transport dat )
- nejčastěji senzory – U, I, H, T, poloha, v, n, Mk … - různé principy
S – soubor senzorů – monitoring veličin TEP (měř. T, p, v, n …) - převod na el. signál (U, I) , úprava signálu - zesílení, A / D převodníky, chráněný transport dat
nejčastěji senzory – U, I, H, T, poloha, v, n, Mk … různé principy
ŘS - řídicí systém ATP – zpracov. informace o TEP - z S - z a do nadřazeného ŘS
vyhodnocení nastavení (ovládání) AČ
ŘS s programem pevným, omezeně volitelným , volným - pružným s vysokou adaptibilitou
- mechanické ( zarážky, vačky, dorazy …) - hydraulické, pneumatické - elektronické - analogové ( méně ) - číslicové - digitální vstupní a výstupní signály – současný stav
ukázka ATP Rychlý osazovací automat Speed Mounter 2 s rotující hlavicí belgické firmy IPTE
ukázka ATP pro navíjení malých statorů - DVD ( motory s vnějším rotorem – fa Aumann )
Výrobní systémy v elektrotechnice a elektronice - všeobecný pohled
v dalším vybrané TEP (realizované v VS) – podrobněji z hlediska: - použitého materiálu - postupu zpracování ( charakteristiky a sled operací ) - zařízení ( TP, TS ) TEP – využití a zpracování plastů, povrchové ochrany a úpravy součástek a dílců, výroba vinutí a vodičů pro vinutí, sušení a impregnační procesy, výroba silových kabelů tj. TEP zaměřené spíše do oblasti výkonové elektrotechniky ( návaznost na 1. část semestru – TEP zaměřené zejména na technologie v elektronické výrobě )
top related