KURZUS: Gyártási folyamatok tervezése és minőségbiztosítása

MODUL: I. modul: A gyártástechnológia alapjai

1. lecke: Gyártó vállalatok modellezése. A gépgyártás-technológia fogalma, fő területei

|  | Tanulási útmutató
| Tevékenységek
| Tanulmányozza az 1. ábrát! Jegyezze meg, hogy mik a technológiai folyamat bemenetei és kimenetei. Mondja el saját szavaival a következő fogalmak jelentését: gyártási folyamat, anyagi folyamat, technológiai folyamat, információs folyamat. Keressen példákat az előbbi folyamatokra. Jegyezze meg, mit jelentenek magyarul a következő rövidítések: CAI, CIM, CAE, CAD, CAP, CAQ, PPS, CAO
| Tananyag
| 1.1. Gyártó és szerelő típusú vállalatok modellezése
| A gépipari termelőhely, így a minket érdeklő gépipari gyártási rendszer is olyan rendszer, amelyben anyagi javak előállítása folyik. (Lásd 1 ábra!)
A technológiai folyamatok kapcsolatai
1. ábra
| Ehhez annak környezetéből a rendszerbe anyag, energia, információ, munkaerő stb. (r1 ...r5) jut. Ezek a rendszerben zajló folyamatok hatására a rendszer környezetébe való kimeneten értéket és használati értéket jelentő termékben (r6), nyereségben realizálódnak. Ezenkívül képződik hulladék is (r7, r8), amelyet valamilyen mértékben hasznosítani is lehet. A vizsgált rendszer működése során információt is kibocsát. Az 1. ábra jelöléseinek értelmezése a következő:
| r1: nyers- és segédanyagokkal, félkész termékekkel és kereskedelmi árukkal való ellátás folyamata, r2: energiával való ellátás folyamata, r3: gyártóberendezések, gépek, készülékek, szerszámok, mérőeszközök és egyéb technikai feltételek biztosításának folyamata (gyártóeszköz ellátás, karbantartás stb.), r4: a munkaerővel való ellátás folyamata.
| Ezek (r1...r4) együttesen a gyártás anyagi ellátásának, kiszolgálásának folyamatát jelentik.
| r5: a gyártáshoz szükséges, és annak során keletkező információk biztosításának, illetőleg feldolgozásának folyamata (gyártmány és gyártási tervek, gyártási programok kidolgozása, operatív gyártásirányítás stb.).
| Ez (r1...r5) összefoglalóan a gyártás konstrukciós és technológiai előkészítését, valamint a gyártásirányítást jelenti.
| r6: a technológiai folyamat végtermékének felhasználási, hasznosítási folyamata (a szerelés technológiai folyamata, a kész gépek üzemeltetése a felhasználás területén stb.), r7: a hulladék-anyagok kezelésének, hasznosításának vagy megsemmisítésének folyamata, r8: a hulladékenergia hasznosításának folyamata, r9: a technológiai folyamatba "bemenő" anyagok, energia, élőmunka és információk ellenőrzésének folyamata, r10: a technológiai folyamatot elhagyó végtermékek ellenőrzésének rendszere.
| A gyártási folyamat fogalma
| A rendszerben zajló folyamatok közül azoknak a természeti és tudati folyamatoknak az összességét, amelyek eredményeként az anyagok és félkész termékek a rendeltetésüknek megfelelő késztermékké (gyártmánnyá) válnak, gyártási folyamatnak nevezzük. Ennek keretében valósul meg a beszerzés, a raktározás, az anyagmozgatás, a technológiai tervezés, a termelő-berendezések előkészítése, a munkahelyek megszervezése, az alkatrészek elkészítésének minden fázisa, a szerelés, minőségbiztosítás stb. Amint a felsorolásból láthatjuk, a gyártási folyamat kellően összetett ahhoz, hogy részeket lefedő fogalmakat vezessünk be.
| Anyagi folyamatok: a gyártási folyamat azon részei, amelyek közvetlenül kapcsolatosak a gyártás tárgya (a munkadarab, a szerelt részegység stb.) geometriai, fizikai, kémiai stb. tulajdonságainak a megváltoztatásával, az állapothatározók kedvező irányú alakításával, valamint az olyan kiegészítő folyamatokkal, mint pl. az anyag adagolása, a gyártóeszköz (szerszám, készülék, mérőeszköz) biztosítása.
| Az anyagi folyamaton belül technológiai folyamatnak nevezzük azt, melynek eredményeként a gyártás tárgyának tulajdonságai (alakja, mérete, pontossága, felületi érdessége, anyagszerkezete, egyes felületeinek hőkezeltségi állapota) változnak. Technológiai folyamat például a munkadarabok esztergálása, kovácsolása, hőkezelése, hajlítása stb.
| Az információs folyamatok közvetlenül nem változtatják a gyártás tárgyának tulajdonságait, viszont hordozzák az előbbit megvalósító anyagi folyamatok tervezéséhez, ütemezéséhez, irányításához, végrehajtásához és ellenőrzéséhez szükséges adatokat. Jelentőségük a modern CNC vezérlés, a számítógépes irányítás, a rugalmas gyártásautomatizálás, az intelligens gyártás fejlesztésével és elterjedésével egyre növekszik.
| A gyártási folyamatok fizikai megvalósításának területe és eszköze a gyártási rendszer (gyártórendszer, azaz a munkahelyek összessége, valamint kapcsolódásaik).
| 1.2. Számítógéppel támogatott termelés
| A számítógéppel segített termelés fő területeit és információs kapcsolatait szemlélteti a 2. ábra, amely a kapcsolatot mutatja be a számítógéppel integrált gyártáshoz (a CIM-hez). CIM esetében a gyártás átfutási ideje lényegesen rövidebb, mint a hagyományos gyártásnál.
A számítógéppel segített gyártás fő területei, információs kapcsolatai
2. ábra
| Az ábrán látható rövidítések jelentései:
| CAE: (Computer Aided Engineering) számítógéppel segített műszaki fejlesztés. Két részterülete a CAD és a CAP. CAD: (Computer Aided Design) számítógéppel segített (konstrukciós) tervezés. A gyártandó termék számítógépes tervezését, szerkesztését, fejlesztését foglalja magába. Jellegzetesen igényli a grafikai lehetőségeket. Képes a mérnöki tervezőmunka hatékonyságának nagyságrendekkel való növelésére. A tervezési folyamat eredményei: konstrukciók, összeállítási- és részletrajzok, darabjegyzékek, háromdimenziós (3D-s) megjelenítés stb. CAP (Computer Aided Planning), számítógéppel segített tervezés, vagy CAPP (Computer Aided Process Planning) számítógéppel segített folyamattervezés. A tervezés szó ebben az esetben technológiai folyamatok tervezésére utal. (Német nyelvterületen a CAP, angolszász nyelvterületen a CAPP terjedt el jobban.) Mindkettő alatt technológiai tervezés értendő, mely a gyártástervezés része. A technológiai tervezés feladata a gyártás tárgyának minőségét (alakját, méretét, pontosságát, anyagszerkezetét stb.) befolyásoló állapotváltozások, folyamatok tervezése. Ez az alkatrészgyártásnál magának a megmunkálási folyamatnak a tervezése. A tervezési eredmények a technológiai-gyártási dokumentáció (szerelési tervek, műveleti utasítások, NC programok, műveleti sorrendtervek formájában jelennek meg. CAQ (Computer Aided Quality Assurance) Számítógéppel segített minőségbiztosítás A CAQ alapelve az, hogy a minőség szavatolását csak úgy lehet elérni, ha a konstrukciós tervezést, a technológiai tervezést és a gyártást a termék kibocsátásáig végig kíséri a minőségbiztosítás, melynek funkcióit számítógép támogatja. CAM (Computer Aided Manufacturing) Számítógéppel segített gyártás: a közvetlen gyártásirányítást és felügyeletet ellátó funkció. PPS (Production Planning System vagy Production Planning and Scheduling) Termelésirányítás. Fő részei a termeléstervezés (hosszútávú), termelésütemezés, termelés finom-programozása vagy operatív irányítása. A CAM csak a gyártás kivitelezésével foglalkozik, míg a PPS az egész termelési rendszert figyeli, kezeli és irányítja. CAO Számítógéppel segített adminisztráció (Computer Aided Office) a különböző számítógéppel támogatott irodarendszereket tartalmazza. CIM: (Computer Integrated Manufacturing ) Számítógéppel Integrált Gyártás. CAI: (Computer Aided Industrie) Számítógéppel segített ipari üzem
| 1.3. A gépgyártás-technológiai tervezés fő területei
| Az iparvállalat irányítási rendszerének egyik eleme a gyártás előkészítése. Ennek részeit mutatja be a 3. ábra.
A gyártás előkészítésének területei
3. ábra
| A technológiai tervezés (a gyártás előkészítésén belül) a gyártástervezés része. A technológiai tervezés a gyártmány (alkatrész) gyártásának fő folyamatára, tehát az alkatrész állapotváltozási folyamatára irányul.
| A gépipai technológiai folyamatok tervezésének fő területeit a 4. ábra szemlélteti. Ezek a technológiai előtervezés, továbbá az előgyártás, az alkatrészgyártás és a szerelés technológiai folyamatainak tervezése. A teljes gépgyártás-technológiai tervezés közvetlen kapcsolatban van a termelésirányítással, a gyártórendszer irányításával (gyártási folyamat)
4. ábra