Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Программа'
Современное развитие российского общества, обостряющее процессы поиска человеком смысла существования и своего места в нем, приводит к необходимости ...полностью>>
'Тематическое планирование'
Россия до начала Нового времени. Народы Сибири и Дальнего Востока: у порога цивилизации. Страны Исламского мира на границе Азии и Европы. Земля и люди...полностью>>
'Документ'
12 октября секретарь Союза журналистов РФ Михаил Александрович Федотов (юрист, «правозащитник», министр печати и информации РФ в 1992-1993 г.) указом...полностью>>
'Инструкция'
1. Трубы вентиляционные гибкие шахтные и фасонные части к ним изготавливаются способом пошива из трудногорючей (трудносгораемой) винилискожи трубной ...полностью>>

Electronic Data Interchange edi) Ресурсы www mcDonald's Corporation (http: //www mcdonalds com) Motorola Corporation (http: //www mot com) программа

Главная > Программа
Сохрани ссылку в одной из сетей:

ДОПОЛНЕНИЕ К ГЛАВЕ 4 «Операционные технологии»

В этой главе...

Технологии в производстве

Интегрированные производственные системы

Технологии в сфере услуг

Оценка окупаемости инвестиций в технологии

Резюме

Ключевые термины

Автоматизированные системы планирования (Automated Manufacturing Planning and

и управления производством Control Systems — MP&CS)

Автоматизированные системы подачи (Automated Materials Handling Systems

Материалов — AMH)

Гибкие производственные системы (Flexible Manufacturing Systems —

FMS)

Интегрированные производственные системы (Computer-Integrated Manufacturing —

CIM)

Обрабатывающий центр (Machining Centers)

Офисная автоматизация (Office Automation)

Производственные ячейки (Manufacturing Cells)

Промышленный робот (Industrial Robots)

Система автоматизированного проектирования (Computer-Aided Design — CAD)

Системы клиент/сервер (Client/Server Systems)

Системы принятия решений и экспертные (Decision Support and Expert Systems)

системы

Системы распознавания образов (Image Processing Systems)

Станок с ЧПУ (числовым программным (Numerically Controlled Machine)

Управлением)

Электронный обмен данными (Electronic Data Interchange — EDI)

Ресурсы WWW

McDonald's Corporation (http: )

Motorola Corporation (http: )

Программа автоматизации ARCH компании McDonald's

На первый взгляд аппарат для жарки картофеля в ресторане McDonald's, расположенном в Мишакаве, штат Индиана, совершенно не отличается от любой другой подобной аппаратуры: тот же размер, тот же серебристый цвет. Однако при ближайшем рассмотрении оказывается, что в нем отсутствует вращающая­ся вручную жаровня, и, что еще более примечательно, рядом с ней нет обслуживающего его работника. Машина самостоятельно, без какой-либо помощи человека, взвешивает картофель, жарит его, следит за временем, встряхивает готовый продукт и сбрасывает его в корзину.

Эта установка для жарки является составной частью программы компании McDonald's, получившей известность под названием ARCH (Automated Restaurant Crew Helper — автоматизированный помощник работников ресторана). ARCH представляет собой ярчайший в стране пример автоматизации в сфере общественного питания. Эта аппаратура — неотъемлемый элемент постоянно усиливающейся тенденции, вследствие которой промышленные роботы медленно, но верно внедряются в сферу обслуживания. "Глядя на промышленную автоматизированную сборочную линию, понимаешь, что применение автома­тизации в ресторанах быстрого обслуживания, как и многие другие варианты ее использования — задача отнюдь не невыполнимая", — заметил однажды председатель Международной ассоциации роботизации сервиса (International Service Robot Association) Гэй Инглбергер.

Упомянутая выше жаровня для картофеля фирмы McDonald's— лишь одна из составных частей кор­поративной программы этой компании, целью которой является максимальная автоматизация процесса приготовления блюд. В рамках программы ARCH фирма внедрила также автоматизированный разливоч­ный аппарат, который сам берет стакан, кладет в него лед и управляет рычагами для разлива напитков. На сегодня роботы ARCH применяются в 5,5% из 9000 ресторанов McDonald's, расположенных в США. В грандиозные планы компании входит максимальное сокращение рабочей силы, занятой на кухне, и пе­реброска освободившихся служащих в залы, для обслуживания клиентов. Кроме того, роботы намного быстрее выполняют заказы и, следовательно, сокращают время ожидания посетителей ресторана.

Аппарат для жарки высыпает ломтики сырого картофеля в корзины, погружает их в кипящее масло, встряхивает, чтобы предотвратить слипание ломтиков и высыпает готовый продукт для раскладывания в пакеты.

Оба упомянутых выше робота спроектированы таким образом, чтобы новая аппаратура органично впи­салась в уже имеющееся кухонное оборудование, поэтому они совсем не похожи на роботов в традицион­ном представлении. Это вовсе на такие огромные и сложные машины, какие нередко можно увидеть в за­водском цеху. Роботы ARCH проектировались как аппаратура, на которой будут работать люди, как прави­ло, не имеющие опыта управления сложными машинами, не говоря уже о том, что многие из них никогда прежде не видели настоящего робота. По этой причине оборудование обеспечено целым рядом специаль­ных характеристик для безопасности его эксплуатации и среди прочих — механизмом отключения, который приводится в действие, если рычаг робота "чувствует" малейшее сопротивление человека.

Однако программа ARCH компании McDonald's не ограничивается исключительно внедрением робо­тов и автоматизацией процесса приготовления блюд. Система ARCH помогает менеджерам ресторанов прогнозировать будущие объемы продаж и планировать производство. Так, например, эта система "сообщает" менеджеру, сколько гамбургеров, чизбургеров или порций жареного картофеля он сможет продать в следующие 10 минут. При работе на разливочном аппарате ARCH служащий должен только нажать на кнопку и несколько секунд спустя забрать готовый напиток. Применение такого оборудования особенно эффективно в ресторанах компании McDonald's с высоким уровнем посещаемости, в которых есть служащие, которые занимаются исключительно раздачей напитков.

Основываясь на полученной таким образом информации на каждые десять минут, менеджер может рассчитать, сколько упаковок соуса "тартар" или Big Mac ему необходимо иметь в наличии на протяжении всего дня; на основе соответствующей модели дневного спроса он может решить, сколько служащих должно находиться в зале в определенные периоды суток или недели, что помогает ему планировать штат.

Источник. Выдержка из статьи Chuck Murrey, "Robots Roll from Plant to Kitchen", Chicago Tribune, October 17, 1993.

Технология — это невероятно важный ресурс не только для отдельных операций производственного процесса, но и для роста и повышения эффективности работы фирмы в целом. Недаром говорят, что именно технологический прогресс привел к большин­ству перемен в мире. Технология оказывает значительное влияние на уровень конкурентоспособности как отдель­ных компаний, так и общенациональной экономики. Та­кие гиганты, как Hewlett-Packard, McDonald's, Ford и General Motors (врезка "Программа автоматизации ARCH компании McDonald's"), достигли огромных успехов именно благодаря умелому использованию новых техно­логий. Любопытно, что, по мнению экспертов, будущий успех двух компаний, совершивших настоящую револю­цию в области информационных технологий, Intel и Microsoft, в основном зависит от их роста в международ­ном масштабе.

Фирмы, выбирающие технологию для обеспечения конкурентоспособности, эффективно объединяют свою технологическую стратегию с бизнес-стратегией. По мере того как такие компании изобретают и разрабатывают но­вые технологии, они осваивают и предлагают потребите­лям новые виды продукции и услуг. Как правило, это фирмы, которые работают в среде, где товар, полгода су­ществующий на рынке, считается устаревшим, а жизнен­ный цикл продукции измеряется месяцами.

В результате широкомасштабного распространения ин­формационных систем, основанных на использовании Internet и Web, значительные изменения произошли в сфе­ре информационных технологий. Стоимость информаци­онного обеспечения, сбора информации и электронной связи в последние годы резко сократилась, и, по мнению специалистов, эта тенденция будет усиливаться в геометри­ческой профессии. Кроме того, вследствие смещения биз­неса в сторону информационной интеграции постоянно меняются способы его ведения. Это ведет к тому, что сего­дня все подразделения компании могут пользоваться одним и тем же источником данных, будь то сведения об объемах продаж, ресурсах, товарно-материальных запасах или о фабричных производственных графиках. Мир, в котором мы сегодня живем, — настоящий рай для людей, приветст­вующих прогресс в области технологий, и ад для тех, кто сопротивляется этому процессу.

Один из известнейших специалистов в области модер­низации производства Майкл Хаммер (Michael Hammer) заметил: «Возник новый принцип операционной деятель­ности, который заключается в следующем: если я спосо­бен точно описать, что вы должны сделать, значит, я могу обойтись без ваших услуг. С тем же успехом можно при­казать выполнить эту операцию машине, эксплуатация которой обходится намного дешевле и которая не нужда­ется в отпуске. Людям же осталась только одна работа — та, которая действительно требует способностей челове­ка». Возможно, это заявление многим покажется преуве­личением, но задуматься над ними стоит.

Технологический прогресс не ограничивается только использованием компьютерной техники, а определяется также многочисленными новинками, которые появились в результате создания новых материалов и способов изго­товления продукции, появления различных научных от­крытий (например, в генной инженерии). Достаточно вспомнить, что реальная перспектива создания автомоби­ля, не требующего замены масла, стала прямым результа­том разработки нового синтетического масла в сочетании с применением новых материалов для изготовления дета­лей двигателя и усовершенствованных методов их обра­ботки. Одной из важнейших сфер технологического про­гресса является вторичное использование промышленной продукции. Сегодня в США разработаны и действуют правительственные программы, согласно которым компо­ненты многих видов продукции, особенно изготовленные из пластика, после окончания их срока службы подлежат вторичной переработке. Эти программы налагают на ком­пании ответственность за уничтожение или повторное применение выпускаемой ими продукции. Специалисты предсказывают, что основную роль в реализации этих программ будет играть разработка новых технологий в ма­териаловедении.

Следует особо отметить, что ни на одну отрасль эко­номики развитие технологии не повлияло столь же силь­но, как на сельское хозяйство. Во врезке "Фермеры по­жинают плоды информационного прогресса и повышают урожайность своих полей", посвященной технологии GPS, рассказывается о новациях, знаменующих, по всей видимости, новую эру в фермерском бизнесе. Не менее значительный прогресс наблюдается также в массовом переходе на передовые технологии сотовых телефонов и цифровые стандарты телевизионного вещания высокой четкости.

Технологии о производстве

Технологические изменения происходят практически во всех отраслях промышленности, но многие из них уникальны и применяются исключительно в конкретных сферах. Например, железобетонные блоки с предвари­тельным напряжением являются технологическим новше­ством только для строительного производства. Основное требование к проектированию автомобилей заключается в том, что машины должны производиться из комплектую­щих, подлежащих вторичной переработке. На рис. 4д.1 показано, как части автомобиля могут быть переработаны и использованы в дальнейшем.

За последние несколько десятков лет в технологии появилось много новшеств и достижений, оказавших зна­чительное влияние на работу компаний во многих отрас­лях промышленности. Эти достижения, которые и стали предметом рассмотрения в данном дополнении, можно разделить на две большие категории — системы техниче­ского обеспечения и системы программного обеспечения.



Рис. 4д.1. Переработка комплектующих автомобиля

Источник. Robert A. Frosch, “The Industrial Ecology”, Scientific American, September 1995, p. 18.

Фермеры пожинают плоды информационного прогресса и повышают урожайность своих полей

Новая технология GPS позволяет управлять сельскохозяйственными работами с учетом особенностей даже очень маленьких земельных участков.

На визитке фермера Арлена Рустмана, кроме имени, фамилии и номера телефона указаны также точ­ные географические координаты его фермы по выращиванию кукурузы и сои, расположенной в Толуке, штат Иллинойс: 41 градус 2,066 минут северной широты и 89 градусов 7,528 минут западной долготы.

Таким способом м-р Рустман рекламирует метод культивации с использованием спутниковой связи, который, по мнению специалистов, в скором времени полностью преобразит сельское хозяйство страны. Применяя метод GPS (Global Positioning Satellite — систему спутникового позиционирования), он и другие фермеры стремятся к снижению издержек и повышению урожайности своих полей.

Метод GPS заключается в следующем. Фермеры составляют специальные карты земель и проводят анализ всевозможных характеристик полей, таких как уровень кислотности и тип почвы. Эти данные вводятся в компьютеры, а затем из Космоса поступают сигналы, которые помогают фермерам выверять их действия по мере того, как они объезжают свои земли. Вместо того чтобы, например, засевать боль­шие площади одинаковым количеством семян или обрабатывать их одним и тем же количеством удобре­ний или гербицидов, фермер может менять семена и химикаты с учетом конкретных характеристик каж­дого квадратного метра своих угодий.

Интерес к методу GPS подогревается необходимостью неуклонного повышения доходности сельско­хозяйственного производства и уровня контроля над использованием химикатов и приобретает все боль­шую известность на территории всей страны, от пшеничных полей Канзаса до кукурузных полей Илли­нойса. "Похоже, это самое великое открытие последних лет", — говорит Джерри Рид, дилер по продаже фермерского оборудования в г. Генри (штат Иллинойс). Из 14 комбайнов, проданных им в этом сезоне, 11 были оснащены спутниковыми приемниками, и, по его прогнозам, ему все лето придется заниматься модернизацией устаревших моделей.

Повышение урожайности

Во время уборки урожая, одновременно с работой комбайнов на полях, фермеры могут использовать географические координаты этих полей, получаемые со спутников, в сочетании с новым компьютеризи­рованным счетчиком для регистрации количества собранного зерна в различных мерах: в бушелях, с гек­тара земли, в секунду. (Старый способ учета заключался в постоянном наблюдении за поступающим в кузова зерном и последующем взвешивании его, после чего вычислялся средний показатель по всем по­лям). Затем информация о собранном урожае заносится в персональный компьютер, и на ее основе соз­даются карты с указанием различных зон урожайности. В результате выясняется, что урожайность может меняться на 60 бушелей с акра и даже больше. Такое открытие потрясает даже таких опытных фермеров, как м-р Рустман.



Сравнивая эти данные с другими показателями, например с кислотностью или влажностью почвы, фермеры могут точнее определить, почему некоторые земли менее продуктивны, чем остальные. Проведя такую диагностику, они с помощью GPS могут запрограммировать свое сельскохозяйственное оборудо­вание на решение конкретных задач. Так, например, фермер может направить самолет на распыление гербицидов только на небольшой участок в определенной географической точке, скажем, на 300 метров ниже, чем для всего поля.

В последнее время появляются и другие новые технологии, повышающие эффективность сельскохо­зяйственных работ: датчики инфракрасного излучения для анализа почвы, которые устанавливаются на тракторах и используются совместно с информацией, получаемой из системы GPS, для обнаружения ор­ганических веществ, или камеры, способные "видеть" сорняки и регистрировать места их сосредоточе­ния для последующего опрыскивания. Уже созданы экспериментальные автоматические уборочные ма­шины, управляемые по методу GPS, которые могут косить сено без помощи человека.

Источник. Barbara Carton, "Farmers Begin Harvesting Satellite Data to Boost Yields", The Wall Street Journal, July, 1996. Перепечатано с разрешения The Wall Street Journal © 1996 Dow Jones & Company, Ink. Все права защищены.

Основным результатом появления новых технологий в техническом обеспечении стал более высокий уровень ав­томатизации процессов; благодаря им создается оборудова­ние, выполняющее трудоемкие операции, которые раньше выполнялись людьми. В качестве примеров можно назвать станки с числовым программным управлением, обрабаты­вающие центры, промышленные роботы, автоматизиро­ванные системы подачи материалов и гибкие производст­венные системы. Все это оборудование, которое управляет­ся компьютером, широко применяется в производстве. Технологии, основанные на разработках программного обеспечения, широко используются при проектировании продукции, а также для анализа и планирования производ­ственной деятельности. Наиболее известны из них системы автоматизированного проектирования и автоматизирован­ные системы планирования и управления производством. Все вышеупомянутые технологии подробно описываются дальше, в этом дополнении к главе 4.

Системы технического обеспечения

Станки с числовым программным управлением (станки с ЧПУ — Numerically Controlled Machine) состоят из (1) обычного станка, который применяется для обточки, сверления или шлифовки всевозможных деталей, и (2) компьютера, управляющего последовательностью опера­ций, выполняемых машиной. Станки с ЧПУ впервые ста­ли применять в 60-х годах компании в аэрокосмической промышленности, и с этого времени они широко исполь­зуются во многих других отраслях. В самых современных моделях станки с ЧПУ имеют замкнутые системы автома­тического управления с обратной связью (Feedback Control Loops), которые определяют положение инструмента и детали в процессе обработки, постоянно сравнивают фак­тическое положение с запрограммированным и при необ­ходимости корректируют его. Такой процесс часто назы­вают адаптивным управлением.

По сравнению со станками с ЧПУ обрабатывающие центры (Machining Centers) обеспечивают еще более высокий уровень автоматизации. В таком оборудовании не только выполняется автоматическое управление процессом рабо­ты, но и осуществляется автоматический выбор и установка инструмента, в зависимости от того, какой инструмент ну­жен для выполнения той или иной операции. Кроме того, такой центр можно оборудовать автоматической транс­портной системой челночного типа, которая позволяет в процессе обработки какой-либо детали на станке автомати­чески загружать в специальные приспособление необрабо­танные детали, а готовые — выгружать. Вид такого обраба­тывающего центра представлен на рис. 4д.2.



Рис. 4д.2. Обрабатывающий центр

Источник. J.T. Black, The Design of the Factory with a Future (New York: McGraw-Hill, 1991), p.39. Воспроизведено с разрешения The McGraw-Hill Companies.

Промышленные роботы (Industrial Robots) используются для замены человека при выполнении многократно по­вторяющихся операций, а также опасной, вредной и ру­тинной работы.

Роботы — это перепрограммируемые многофункцио­нальные машины, оснащенные так называемым рабочим органом робота. Примером таких рабочих органов могут служить захваты (захватные устройства) для поднятия де­талей либо таких инструментов, как гаечный ключ, сва­рочный аппарат или краскораспылитель. На рис. 4д.З показаны примеры воспроизведения роботом некоторых движений человека.



Рис. 4д.З. Направления перемещений типичного робота

Источник. L.V. Ottinger, "Robotics for the IE: Terminology, Types of Robots", Industrial Engi­neering, November 1981, p. 30.

Современные роботы оснащены устройствами, обеспе­чивающими визуальную, сенсорную и ручную координа­цию. Кроме того, существуют модели, которые можно "научить" определенной последовательности движений в трехмерном пространстве. Для этого рабочий совершает необходимые для данной операции конкретные движения совместно с рабочим органом робота, а вычислительная ма­шина регистрирует эти движения в своей памяти и по ко­манде может точно воспроизвести их. Как видно из врезки "Формула окупаемости промышленного робота", расходы на приобретение такого оборудования зачастую быстро окупаются благодаря экономии затрат на рабочую силу. Автоматизированные системы подачи материалов (Automated Materials Handling Systems — АМН) служат для повышения эффективности транспортировки, хранения и пополнения материальных запасов. Примерами могут служить компьютеризированные транспортеры и системы автоматизированного хранения и пополнения запасов (Automated Storage And Retrieval Systems — AS/RS ), в ко­торых компьютеры определяют автоматическим погруз­чикам, какой груз следует поднять и куда переместить. Разработаны также системы автоматически управляемых транспортных средств (Automated Guided Vehicle — AVG), в которых для направления так называемых робокаров (машин, движущихся без водителя) на различные участки завода используются проложенные под полом электриче­ские провода. Системы АМН обладают целым рядом пре­имуществ, в частности они обеспечивают быстрое перемещение материалов и меньший объем товарно-материальных запасов, сокращается площадь складских помещений и процент повреждения продукции и значи­тельно повышается производительность.



Радиоуправляемые транспортные средства применяются в цехах компании Xerox для доставки материалов, приема и размещения товарно-материальных запасов.

Перечисленные выше элементы автоматизации можно объединить в так называемые производственные ячейки (Manufacturing Cells) и даже в целые гибкие производст­венные системы (Flexible Manufacturing Systems — FMS). Производственная ячейка может состоять, например, из одного робота и одного обрабатывающего центра. Робот можно запрограммировать таким образом, чтобы он авто­матически вставлял детали в обрабатывающий центр и за тем удалял обработанную деталь, что позволяет заменить оператора. FMS — это полностью автоматизированная производственная система, состоящая из обрабатывающих центров с автоматической подачей и выгрузкой деталей, системы автоматически управляемых транспортных средств для перемещения деталей от машины к машине и других элементов автоматизации, позволяющих организо­вать производство, в котором практически не участвует человек. Чтобы обеспечить бесперебойную работу таких систем, в них широко применяются сложнейшие системы автоматизированного управления.

Формула окупаемости промышленного робота

Принимая решения о приобретении того или иного робота, многие компании часто пользуются сле­дующей основной формулой окупаемости:

где Р — период окупаемости в годах;

/ — общая сумма инвестиций в робот и вспомогательное оборудование;

L — затраты на рабочую силу, которую заменит робот (издержки на выплату заработной платы и пре­мий рабочим, умноженные на количество смен в день);

Е — годовая стоимость технического обслуживания робота;

q — коэффициент ускорения или замедления выполнения операции роботом;

Z. — сумма годовой амортизации робота.

Пример:

/ = 50 тыс. долл.;

L = 60 тыс. долл. (двое рабочих, занятых по одному в каждой из двух смен, с заработной платой по 20 тыс. долл. в год и накладные расходы по 10 тыс. долл. на одного рабочего в год);

Е= 9600 долл. ($2/день  4800 часов/год);

q = 1,5 (робот работает в полтора раза быстрее рабочего);

Z = 10 тыс. долл. Таким образом:



Здесь вы видите один из четырех крупных обрабатывающих центров гибкой производственной системы, схема которой приведена на рис. 4д.4, используемой на заводе компании Cincinnati Milacron, расположенном в Маунти-Ораб, штат Огайо.



Рис. 4д. 4. Гибкая производственная система компании Cincinnati Milacron

Ярким примером FMS может служить организация производственных мощностей на заводе компании Cincinnati Milacron, расположенном в Маунти-Ораб, штат Огайо. Эта система, схема которой изображена на рис. 4д.4, эксплуатируется компанией уже свыше 10 лет.

В этой системе детали вставляются в стандартизиро­ванные фиксаторы (они называются "накопителями"), установленные на платформах, которые могут переме­шаться с помощью автоматически управляемых транс­портных средств. На рабочих постах, изображенных в правой части схемы, рабочие устанавливают инструменты и закладывают детали в эти фиксаторы, а обработан­ные — выгружают. Большая часть таких загрузок и раз­грузок выполняется в течение одной смены, и на протя­жении двух последующих смен (завод работает в три сме­ны) система может функционировать практически без участия человека.

Система спроектирована для обработки крупных отли­вок, которые используются в производстве станков, вы­пускаемых компанией Cincinnati Milacron. Система вклю­чает зоны промежуточного хранения инструментов (зона 7) и деталей (зона 5). Обработка выполняется с использо­ванием четырех обрабатывающих центров с числовым программным управлением (зона 1). Затем обработанные детали отправляются на установку чистки и мойки (зона 4). Затем они направляются на станцию автомати­ческого контроля качества (зона 6). Данная система мо­жет производить сотни различных комплектующих. Во­просы проектирования производственных систем подроб­но обсуждаются в части III данной книги.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Электронный маркетинг (3)

    Реферат
    Авторы: д.э.н., профессор, член ассоциации АМА, ДАНЬКО Т.П., к.т.н., доцент ЗАВЬЯЛОВА Н.Б., к. физ.-мат.н., доцент ДЬЯКОНОВА Л.П., к. физ.-мат.н., доцент КИТОВА О.

Другие похожие документы..