Розділ 2 ТЕХНОЛОГІЧНА СИСТЕМА ЯК ОБ'ЄКТ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ПРОЕКТУВАННЯ 2.1.Проблеми дослідження та проектування технологічних систем
Аналіз сучасних автоматизованих технологічних систем машинобудівного, приладобудівного, переробного, пакувального та інших виробництв свідчить, що, незважаючи на різноманітність продукції та технологій її виготовлення, ці технологічні системи мають низку спільних тенденцій і проблем у своєму розвитку.
Визначивши технологічний комплекс як функціонально зв’язану сукупність технічних засобів, що реалізує технологічний процес виготовлення виробу, передусім підкреслимо тенденцію невпинного збільшення розмірів технологічних комплексів через ускладнення технологій, які вони реалізують. Технологічні процеси стають щораз більш багатоопераційними, об’єднуючи в одній технологічній системі різнотипні операції механічної обробки, лиття, штампування, фасування, герметизації, складання тощо. Наприклад, технологічні комплекси пакувального виробництва реалізують операції виготовлення тари, переробки продукту та його дозування, пакування та герметизацію в тарі. Результатом впливу цієї тенденції розвитку є зниження надійності технологічних систем.
Ще однією тенденцією в розвитку є зниження тиражності, іноді навіть унікальність технологічних систем, через постійний ріст продуктивності технологічних комплексів, позаяк часто виникає ситуація, коли один-два комплекси можуть забезпечити потреби усієї галузі (сучасна пакувальна машина для кондитерських виробів може нарізати з карамельної маси близько 1800 цукерок за хвилину, загорнути їх та упакувати). Результатом впливу цієї тенденції розвитку є недостатність експлуатаційно-виробничої інформації про функціонування та надійність технологічних систем, яка необхідна для проектування нових технологічних машин.
Ці проблеми є результатом об’єктивного розвитку сучасних технологічних систем, принципово їх усунути неможливо. Але їх можна врахувати при організації процесу проектування. Новим вимогам до процесу проектування сучасних багатоопераційних технологічних систем відповідає функціонально-модульний принцип, який забезпечує можливість автономного дослідження, моделювання та проектування окремих функціональних вузлів. Основна проблема, яка виникає під час синтезу технологічних систем із попередньо вивчених та досліджених функціональних модулів, — це вивчення зв’язків між модулями для забезпечення ефективного функціонування технологічної системи як єдиного технічного об’єкта. На цьому етапі неоціненну допомогу надають математичні моделі функціонування технологічної системи, які дають змогу здійснити прогнозування її надійності та ефективності.
Методичною основою моделювання є представлення процесу функціонування у вигляді поєднання технічних функцій двох типів — технологічних, або робочих, і транспортних, які реалізуються технічними засобами робочої і транспортної підсистем, тобто робочими і транспортними функціональними модулями.
Технічною основою функціонально-модульного проектування технологічних систем є уніфікація та оптимізація функціонально незалежних вузлів, застосування універсальних програмованих засобів керування технологічними комплексами на основі мікропроцесорної техніки із розгалуженою мережею датчиків, які відслідковують основні етапи технологічних і транспортних операцій (фасувальна машина для розливу молока, наприклад, може мати понад 40 датчиків, а комплексна технологічна система пакування — вдвічі-втричі більше).
Методичною основою застосування цього принципу є паралельне проведення циклів дослідження-проектування, що дає змогу побудувати та дослідити моделі типових робочих і транспортних технічних засобів, а також вплив їх взаємозв’язаного функціонування на показники ефективності технологічної системи. Проектування та оптимізацію технологічної системи в цьому випадку можна здійснити, спираючись на обмежений обсяг експлуатаційно-виробничої інформації.