К вопросу о диверсификации производства предприятий ОПК

Размещено на http://www.allbest.ru//

К вопросу о диверсификации производства предприятий ОПК

Воронин Д.Н

Традиционно предприятия оборонно-промышленного комплекса (ОПК) отличаются высоким уровнем применяемых технологий, использованием новейшего технологического оборудования или оборудования, подвергнутого глубокой модернизации, активным внедрением современных компьютерных технологий, наличием высококвалифицированного персонала [1].

Не случайно, что в условиях перспективного сокращения объемов гособоронзаказа, согласно поручению Президента РФ, к 2020 году доля гражданской продукции в ОПК должна составить не менее 17%, к 2025-му -- не менее 30%, к 2030 году -- не менее 50% [1].

Президент отметил, что пришло время «нацелить отрасль на создание современной, конкурентоспособной гражданской продукции для медицины, энергетики, авиации, судостроения, космоса, других высокотехнологичных отраслей» [1].

Одним из направлений диверсификация производства оборонно-промышленного комплекса может стать производство оборудования для других отраслей отечественной экономики. Или, выражаясь языком советской эпохи - производство средств производства [2, 3].

Изготовление конкурентоспособных изделий авиационной, космической, транспортной и другой техники возможно лишь с применением современного машиностроительного оборудования и технологий.

Современные машиностроительные технологии строятся на платформе компьютерно управляемых гибких производственных систем (ГПС) и единого информационного пространства предприятия, что обеспечивает гибкий и экономичный выпуск продукции с позаказной формой организации производства. За счет интенсивной работы системы высокие первоначальные затраты на создание окупаются за короткий промежуток времени [4].

В настоящее время, когда необходимость технологической модернизации производства рассматривается руководством страны как вопрос национальной безопасности, актуальность проблем создания отечественных высокотехнологичных ГПС нового поколения не вызывает сомнений [4].

В 80-х годах прошлого века в промышленно развитых странах развернулась активная работа по созданию только что появившихся новейших средств производства - гибких производственных систем. Появление таких систем стало возможным, благодаря применению компьютеров в управлении станками, станочными комплексами и сервисным оборудованием: автоматическими складами, робокарами, системами автоматической подачи режущих инструментов.

В Оренбуржье первые образцы ГПС были созданы на Орских заводах ЮУМЗ и «Тракторные прицепы», на Оренбургском предприятии АО «ПО «Стрела». На «Стреле» была создана ГПС на базе токарных станков, на вновь создаваемом производстве «Д» начинался монтаж ГПС на базе многоцелевых станков типа «Обрабатывающий центр».

К сожалению, отечественный опыт эксплуатации ГПС оказался отрицательным: из-за низкой надежности элементной базы были велики отказы компьютерных систем управления и самих станков, оборудование работало с коэффициентом загрузки 0.3 - 0.4, существенно снизилось качество изготавливаемых изделий.

В настоящее время уровень импортозависимости отрасли станкостроения критический, более 90% [5]. Наиболее высокий уровень импортозависимости характерен для следующих видов комплектующих: системы ЧПУ для управления 5 и более осями; электродвигатели для станков с ЧПУ, в том числе линейные; датчики, линейки, преобразователи; шарико-винтовые пары; инструментальные магазины для обрабатывающих центров с механизмом автоматической смены инструмента; подшипники [5].

По оценкам Минпромторга, к 2020 году спрос на автоматизированное оборудование возрастет до 86% в общем объеме потребления станков. А после 2030 года станки без систем ЧПУ покупать почти перестанут [6].

В то же время технологии и оборудование АО «ПО «Стрела» позволяют наладить производство как линейки комплектующих для гибкой автоматизации, так и изготавливать готовые системы «под ключ».

Однако при диверсификации производства в данном направлении существуют и научные проблемы.

В исследованиях ученых Аэрокосмического института ОГУ доказано, что требуемые технические характеристики ГПС зависят от целого ряда смежных проектных решений. Рассмотрим их более подробно.

Технологические решения. В ГПС механической обработки изготавливаются изделия, технологические процессы для которых могут различаться набором выполняемых технологических переходов, применяемых режущих инструментов, режимами резания и, как следствие, различными затратами времени на обработку.

Возможны ситуации, когда на станке ГПС очередной технологический переход уже закончен, а режущий инструмент для следующего перехода еще не подготовлен. По данной причине появляются непроизводительные простои станка в ожидании подготовки и смены инструмента в зоне резания. Стремление форсировать режимы резания с целью повышения производительности обработки может привести к противоположному результату: станок будет быстрее выполнять обработку, однако, из-за увеличивающегося расхода режущих инструментов чаще и дольше простаивать в ожидании их смены.

Конструкторские решения. При проектировании узлов и агрегатов технологического и сервисного оборудования ГПС возможно принятие различных конструкторских решений, в конечном итоге характеризуемых длительностью циклов работы устройств и надежностью их срабатывания. Вероятностные возмущения при работе данных устройств в виде рассеяния длительности срабатывания, сбоев и отказов создают дополнительную стохастику в работе системы в целом, что также может привести к появлению неплановых непроизводительных простоев.

Структурно-компоновочные решения. При проектировании ГПС в целом рассматриваются различные варианты взаимного расположения технологического оборудования, компоновки автоматизированных складов заготовок и режущих инструментов, типы и количество транспортных средств. Очевидно, что и соответствующая эффективность функционирования системы при ее эксплуатации будет различной.

Алгоритмы управления. При управлении взаимодействием технологического и сервисного (транспортного) оборудования в АСУ ГПС могут быть реализованы различные правила обслуживания, например, с первой заявки в очереди (FIFO); с последней заявки в очереди (LIFO); по приоритетам станков (PRIO); по минимальной трудоемкости заготовок в накопителе (TWK); по минимальному остаточному времени в рабочей зоне (LWKR); по минимальному числу заготовок в накопителе (NXQL); по минимальному времени транспортной операции (SPT). Каждому правилу будет соответствовать и оригинальное распределение заготовок между станками, а также обеспечиваемая эффективность функционирования системы [7].

Совместный учет технологических, конструкторских, структурно-компоновочных и управленческих решений возможен лишь с помощью компьютерного имитационного моделирования работы ГПС при различных комбинациях указанных решений с последующей оценкой эффективности ее функционирования рядом эксплуатационных показателей (загрузка, производительность, срок окупаемости).

В Аэрокосмическом институте ОГУ разработан ряд программных продуктов для моделирования ГПС (Каскад, PolyTrans, FMS PC, FMS concept и другие). Программные продукты позволяют провести вычислительные эксперименты по выбору проектных решений для различных условий функционирования систем. Однако, как показывают результаты многочисленных вычислительных экспериментов, выполненных в работах представителей научной группы Сердюка А.И., Сергеева А.И., Корнипаева М.А., Гильфановой Ф.Ф., Рахматуллина Р.Р., Казакова А.О. и других ученых, получаемые проектные значения параметров существенно различаются в зависимости от комбинаций используемых входных данных.

Для организации промышленного производства унифицированных комплектующих элементов и ГПС в целом необходимо наличие комплекса значений технических характеристик узлов и агрегатов технологического и сервисного оборудования, инвариантных к варьированию содержания технологических процессов. Тем более, что на каждом предприятии - потребителе вышеуказанной диверсифицированной продукции технологии механической обработки могут варьироваться в широких пределах.

Таким образом, появляется актуальная научная задача, связанная с формированием технических характеристик гаммы модульной системы унифицированных узлов и агрегатов для создания ГПС. Формирование такой системы позволит расширить возможность ее эффективной эксплуатации на множестве предприятий машиностроительной отрасли в условиях массового обновления производственного оборудования.

С другой стороны, унификация и стандартизация элементов модульной системы для гибкой автоматизации позволит предприятию - производителю организовать ее производство по отработанным технологиям, что создает технологическую основу для создания автоматизированного производства.

диверсификация станкостроение производственный имитационный

Список литературы

1. ОПК осваивает гражданскую продукцию [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://flb.ru/7/834.html. - Дата обращения: 14.11.2018.

2. Товары народного потребления [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Товары_народного_ потребления. - Дата обращения: 14.11.2018.

3. Средства производства / Григорьева И. Л. // Большая советская энциклопедия. -- М.: Советская энциклопедия, 1969--1978. -- (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969--1978).

4. Казаков А.О. Автоматизированная среда предпроектных исследований гибких производственных систем: автореф. дисс. канд. техн. наук. - Оренбург: Оренбургский государственный университет, 2013. - 16 с.

5. Стратегия развития станкоинструментальной промышленности до 2030 года [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://clck.ru/CaH6k. - Дата обращения: 14.11.2018.

6. С. Катырин: потребность российских предприятий в станках будет только расти [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://udm-info.ru/news/economy/06-10-2017/s-katyrin-potrebnost-rossiyskih-predpriyatiy-v-stankah-budet-tolko-rasti. - Дата обращения: 14.11.2018.

7. Гильфанова Ф.Ф. Многовариантная оценка комбинаций правил обслуживания в АСУ гибких производственных ячеек: автореф. дисс. канд. техн. наук. - Оренбург: Оренбургский государственный университет, 2007. - 16 с.

Размещено на Allbest.ru