11.9.ВЗАИМОСВЯЗЬ ТЕХНОЛОГИИ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
Каждый этап развития технических средств современного производства характеризуется определенный уровнем развития технологии. В свою очередь, каждый уровень развития технологии определяет соответствующий уровень автоматизации технологических и производственных процессов, реализуемых системой управления.
Соответствие уровней автоматизации технологических и производственных процессов и системы управления характеризуется критериями:
технологическими (например, точность обработки, концентрация операций, загрузка оборудования),
технико-экономическими (например, производительность, трудоемкость, себестоимость),
управленческими и др.
Все исторически возникшие функции человека в трудовом процессе можно разделить на два больших класса.
1.Класс механических (преимущественно исполнительских) функций,
непосредственная обработка заготовки, управление орудием труда, машинные функции (подача предметов труда в механизм, снятие изделия, транспортирование, включение и выключение механизма и др.).
2. Класс умственных (в том числе управленческих) функций: постановка цели, технологический контроль, наблюдение, программирование, вычислительно-логические функции, поисковые функции технологического процесса (поиск неисправности, поиск наилучшего выполнения задачи), инженерно-конструкторские функции, организаторская деятельность и др.
В результате анализа с учетом вышеупомянутых критериев (технологических, управленческих и экономических) могут быть получены всевозможные сочетания технологических процессов и систем управления.
Тенденция значительного взаимного соответствия уровней развития технологии и систем управления технологическими процессами, практически отсутствует. Для неё характерны определенные ограничения, накладываемые на систему управления технологией и экономической целесообразностью и, наоборот, накладываемые системой управления на технологический метод.
Очевидно, при определении наиболее целесообразного технологического метода решающими факторами для его рентабельности является не только применяемая технология, но также и то, чтобы с использованием оптимальных условий работы были бы полностью исчерпаны и возможности данного технологического метода. Например, адаптивные системы обеспечивают возможность такой оптимизации ведения режима.
На основе проведенного анализа взаимосвязи этапов развития технологии и систем управления можно выявить качественные изменения в содержании выполняемых функций технологического процесса и вызываемые ими изменения в структуре оперативного управления этим процессом. Взаимосвязи, между функциями производственного процесса можно выразить в виде моделей САУ, состоящих из управляемой и управляющей подсистем, соединенных между собой каналами передачи информации и образующих вместе единое целое. При этом на время отвлекаемся от воздействия “внешней среды”, которая существенно влияет на выполняемые функции.
При выполнении технологической операции с применением простого инструмента можно выделить восемь функций материального процесса и три управленческие функции, связанные в основном с контролем. Контролируется как выполнение процесса обработки, так и его обслуживание и обеспечение заготовками, инструментом.
Если на рабочем месте все эти функции выполняет один рабочий, то их взаимное согласование осуществляется без вмешательства извне. При разделении функций на функции непосредственного выполнения операций и функции технического ухода, наладки, ремонта между разными исполнителями возникает необходимость согласования их выполнения. Так, форма построения производственного процесса оказывает непосредственное влияние на организацию оперативного управления производственным процессом. Взаимное согласование операций производственного процесса, выполняемых на различных рабочих местах и представляющих собой частичные технологические циклы, осуществляется о помощью циклов непосредственного оперативного управления на участке, в цехе.
Что касается разработки тактической стороны технологии, то глубина и полнота тактики технологического процесса диктуется типом производства. В единичном и мелкосерийном производстве технолог зачастую ограничивается лишь уровнем стратегии (маршрутная технология). В серийном производстве разработка технологии содержит существенно больше элементов тактики (маршрутно-операционная технология). В крупносерийном и особенно в массовом производстве тактика технологического процесса разрабатывается весьма детально (операционная технология).
Следовательно, существует принципиальное отличие структуры подсистемы технологической информации для неавтоматизированного и автоматизированного производства. В первом случае носителями информации являются технологическая документация и рабочий-станочник, во втором — исключительно технологическая документация. Налицо существенное углубление уровня тактической проработки технологии технологом, обусловленное возрастанием сложности производственной системы.
Усложнение производственных систем сопровождается ростом их динамичности, гибкости, адаптации, самоорганизации, причем усложнение происходит под прямым воздействием концепции управления, которая всегда связана с решением двух сопряженных задач экономического развития: обеспечением его стабильности и повышением эффективности на базе различных нововведений.
Рассмотрим конкретные требования к реализации систем автоматического управления для технологического процесса широко используемого в микроэлектронике – ионное легирование.