Témata
Reklama

CIM systémy ve slévárnách

Jaké softwarové vybavení by měla slévárna mít, aby bylo možno tvrdit, že má zaveden systém CIM (Computer Integrated Manufacturing)? Tento článek se snaží na tuto otázku odpovědět a komplexně zmapovat využití CAD/CAM systémů ve slévárenství.

Počítačem podporovaná výroba je v podstatě přirozenou vývojovou etapou komplexní integrace výrobních procesů a systémů. Z historického vývoje výrobních procesů je zřejmé, že stále náročnější úkoly, které jsou kladeny na strojírenské podniky, není možné splnit tradičními způsoby práce a organizace. Jedním z nejvýznamnějších cílů je zvýšení produktivity práce a snížení výrobních nákladů.
Tyto změny výrobních procesů však kladou mnohem větší nároky na koordinaci prací útvarů technické přípravy výroby (konstrukci, technologii atd.), ale také na funkční propojení ostatních podnikových útvarů (plánování, řízení výroby, nákup, prodej, zásobování atd.) s vlastní výrobou.
Za současného stavu je další rozvoj průmyslu možný jen s počítačovou podporou (dále CA - Computer Aid) výrobních procesů, tj. s rozvojem a aplikacemi tzv. CA technologií. To znamená efektivní a maximální nasazení prostředků výpočetní techniky (myšleno technické - hardwarové - a softwarové vybavení) podporujících aktivní a tvůrčí přístup uživatele (konstruktéra, technologa, ekonoma, výpočtáře, ...) při řešení úloh spojených s výrobním procesem a umožnění jim okamžitého přístupu k datům.
Termín CIM byl poprvé definován v roce 1973 J. Harringtonem v jeho knize "Computer Integrated Manufacturing". Od té doby již bylo publikováno a realizováno několik set systémů, které lze považovat za aplikace CIM ve strojírenské praxi. Bohužel mezi slévárnami v České republice je stále málo nadšenců v řadách managementu, kteří tyto systémy prosazují.
Počítačová podpora výrobního procesu je dnes již považována za vědní disciplínu a její dokonalé zvládnutí sehrává základní a rozhodující úlohu v aplikaci špičkových technických řešení. CIM předpokládá propojení všech útvarů a činností jak v předvýrobních, tak ve výrobních etapách strojírenského závodu, čímž by měla přispět ke snadnějšímu splnění nároků kladených na moderní strojírenskou výrobu. Ta se čím dál více orientuje na produkci sortimentu výrobků flexibilně vyráběných podle požadavků zákazníka. Je od ní požadována zejména vysoká produktivita práce i při malých výrobních dávkách, zvyšování kvality výrobků i výroby a minimalizace výrobních nákladů. S tím úzce souvisí požadavky na zkracování průběžných dob výroby, redukci skladu a stavu zásob materiálu, zvyšování časového a výkonového využití strojů.
CIM je vlastně souhrnem metod a prostředků, které umožní v reálném čase sjednotit, vzájemně propojit a využít soubory dat získané z jednotlivých výrobních i nevýrobních úseků podniku. Umožní tím definovat rozhodovací a procesní činnosti výrobního procesu a systému.
Důležitou roli při zavádění systému CIM do závodu hrají kvalitativní požadavky - nejen na používaný software, celkovou architekturu výpočetní techniky v podniku a vyspělost jednotlivých komponentů CIM, ale i na personální kvalifikaci pracovníků a způsob organizace řízení firmy. Celkově se dá říci, že zavádění systému CIM do závodu je záležitost poměrně obtížná, ale je nutné uvažovat do budoucnosti, kdy se překonání prvotních nesnází jednoznačně vyplatí.
Reklama
Reklama
Reklama

TPV jako součást systémů CIM

Technická příprava výroby je dána souhrnem činností a opatření technologicko-organizačního charakteru, zaměřených na zpracování konstrukční, technologické a projektové dokumentace pro realizaci výrobních úkolů.
TPV má využívat takových konstrukčních, technologických a projektových variant řešení, které zajistí maximální možnou produktivitu práce a efektivnost výrobních procesů zejména z hlediska úspor materiálů, energií, pracovních sil, výrobních nákladů, pracnosti, ale i zkrácení průběžných dob jak TPV, tak výroby samotné. Technická příprava výroby je jedním z nosných prvků složitého systému CIM.
Definujme nyní jednotlivé komponenty systému CIM pro slévárny, jejich význam, důležitost a vzájemné vztahy mezi nimi. V dnešní části nám zbývá prostor věnovat se třem typům programů - pro evidenci a řízení slévárny, pro komplexní podporu metalurgických činností a programy kalkulačkového typu (pro podporu TPV). Dokončení článku v příštím čísle časopisu přinese informace o používaných CAD/CAM systémech a simulačním softwaru.

Programy pro evidenci a řízení slévárny

Tyto programy slouží pro zefektivnění a zpřehlednění vedení evidence a řízení slévárny a jsou také propojeny s účetnictvím. Obsahují tyto moduly:
  • Nabídky, objednávky, fakturace, jednotnou celní deklaraci
  • Řízení výroby, plán, evidenci výroby, expedici, řízení kapacit
  • Kontrolu, zkušebny, technologie, obrázky odlitků
  • Sklad modelů, modelárnu, hrubovnu, údržbu
  • Podnikovou spořitelnu s platebními kartami, docházku
  • Systémy evidence výroby umožňují mimo jiné zjišťovat stav plnění objednávek, plnění výroby na jednotlivých pracovištích nebo zpracování kapacitních výpočtů. Poskytují uživatelům počítačové sítě soubor vybraných informací a vytvářejí soubor dat pro statistiku a vyhodnocování za delší časové období.
    V České republice mezi tyto systémy patří např. systém OPTI (NETic, Brno) a SLEVARSYS (Tajmac-ZPS Zlín).

    Podpora metalurgických činností

    Tento typ programů umožňuje navrhnout takové složení vsázky, které je z hlediska nákladů na vstupní materiály nejvhodnější. Jedná se o výpočet optimálního množství vstupních surovin a přísad, jež jsou součástí vsázky. Program na základě požadovaného množství a složení konečného produktu pro daný typ tavby přesně vypočítá takové množství surovin a přísad, aby složení konečného produktu bylo shodné s požadovaným složením a náklady na vstupní materiály byly minimální.
    Program umožňuje tvorbu a porovnání různých variant vsázek a výběr té nejvýhodnější pro tavbu. Odchylky vypočítaného složení konečného produktu od složení požadovaného jsou minimální.
    Program také umožňuje vedení seznamu taveb s údaji o vsázkách. U každé tavby jsou sledovány nejen materiálové náklady, ale i náklady na elektrickou energii. Tyto údaje lze přehledně prohlížet a vyhodnocovat.
    V České republice mezi takové systémy patří např. Metalurg (Drings, Turnov), MetalMaster (NOVACAST - Švédsko).
    Slévárenské kalkulačky
    Programy kalkulačkového typu jsou programové soubory určené pro návrh vtokové soustavy a nálitkování odlitku. Obsahují řadu samostatně použitelných podprogramů pro výpočet hmotnosti a modulu odlitku, dosazovací vzdálenosti, velikosti nálitků a jejich krčků, návrhy horizontální vtokové soustavy a umístění filtrů. Dále umožňují řešení optimálního rozložení modelů na modelové desce, výpočet požadovaného objemu formovacích směsí a také základní metalurgické výpočty.
    Programy obsahují jednoduchou databázi slitin a filtrů, kterou si může uživatel kdykoliv doplnit. Umožňují výpočet přetlakové i beztlakové vtokové soustavy. Jsou to systematické nástroje, které mohou slévárenským technologům pomoci při návrhu vtokové soustavy a nálitkování ve shodě s ISO 9000. Předpokládá se přímé propojení těchto programů kalkulačkového typu s programy na simulaci procesu lití a tuhnutí k ověření navržené technologie.
    Příkladem je software dodávaný firmou H & K Mníšek pod Brdy, Foundry Technology (NOVACAST - Švédsko).
    Tento projekt je podporován Výzkumným záměrem CEZ:J04/98:212200008.
    Reklama
    Vydání #1,2
    Kód článku: 20112
    Datum: 06. 02. 2002
    Rubrika: Trendy / Slévárenství
    Autor:
    Firmy
    Související články
    Virtuálně na veletrh

    Svět se nám doslova před očima přelévá do online prostoru. To, že se na internet přesune mnoho služeb a komodit bylo jasné už od rozšíření a zvýšení dostupnosti internetu široké veřejnosti. Letošní pandemická situace však tento přerod ještě více umocnila. Ostatně i v průmyslu nás již několik posledních let doprovázejí hesla jako Internet věcí, digitalizace, big data, cloud apod. Oblíbené semináře a konference dostaly virtuální podobu a koncem listopadu si také 17 vystavovatelů a okolo 300 návštěvníků vyzkoušelo první virtuální odborné B2B setkání s názvem Výroba forem 2020.

    Slévárna navýší kapacitu výroby

    Uplynulý rok 2015 byl ve slévárně Kovosvitu MAS obdobím řady důležitých změn a rozhodnutí.

    Technologie pro zpracování druhotného odpadu

    Tváří v tvář současným náročným ekonomickým podmínkám závody na zpracování hliníku napříč celou Evropou hledají lepší a efektivnější způsoby, jak zpracovat druhotný kovový odpad. Z finančního hlediska je to logické, ale přináší to kromě zajímavých možností také komplikace.

    Související články
    Odlitek nebo výkovek - vždy perfektně tryskaný

    Rozmanitost slévárenských a kovárenských technologií vyrábějících díly nezná mezí. U výkovků a odlitků jsou nepostradatelnými pracovními procesy odstranění okují, písku a jader a tryskání pro sjednocení povrchu. Zvláště pro tyto průmyslové účely byly vyvinuty různé koncepty tryskacích zařízení na míru – včetně automatizace.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    Slévárna, která exportuje také na západní trhy

    Díky téměř stomilionové investici a včasné diverzifikaci výroby jsou nyní pro slévárnu Kovosvitu MAS hlavními exportními partnery Německo, Švýcarsko a Anglie.

    900 000 nástrojových datových záznamů navíc

    Nové rozhraní výrazně rozšiřuje datovou nabídku pro uživatele systému TDM. Ti mají nově k dispozici nástrojová data od více než 40 výrobců, tedy téměř pro každou obráběcí operaci.

    Ověřování koncepčních návrhů

    Nyní v říjnu je to právě rok od okamžiku, kdy americká společnost Altair získala do svého portfolia revoluční výpočetní nástroj SimSolid, který se svým použitím zaměřuje především na konstrukční oddělení, jimž nabízí možnost snadno provádět překvapivě rychlé pevnostní analýzy koncepčních návrhů.

    Ultra lehké komponenty vyráběné 3D tiskem

    V posledních letech se do širšího povědomí dostávají aditivní technologie, neboli 3D tisk, kde je součást tvořena přidáváním materiálu nikoliv jeho odebíráním, jako je tomu u klasického obrábění. Jejich využití je zkoumáno napříč nejrůznějšími obory od strojírenství přes architekturu až po medicínu a módu. Pokud se omezíme na 3D tisk kovů, zjistíme, že aditivní technologie jsou brány jako prostředek pro výrobu tvarově složitých a občas konvenčními způsoby zcela nevyrobitelných dílů. Jsou brány jako jakási ideální výrobní technologie pro výrobu čehokoliv. V posledních letech se navíc stále více skloňuje spojení aditivní technologie a topologické optimalizace, což je způsob návrhu tvaru dílu na základě matematické optimalizace. Jak lze tušit, navržený tvar je značně složitý a často bývá označován jako organický. Takové díly jsou údajně vhodné pro 3D tisk, ale není tomu tak. Ve většině případů je realita daleko prozaičtější. Použití aditivní technologie je pouze jediná možnost, jak takový díl vyrobit.

    Kombinace technologií slévání a 3D tisku

    Aditivní technologie přinášejí do oboru slévárenství nový pohled na věc a výrazně ovlivňují nejen proces výroby odlitků, ale i myšlení pracovníků ve slévárnách. Aditivní výroba zásadním způsobem mění zavedené pracovní postupy, systémy práce s výrobní dokumentací, technickou přípravu výroby a technologii výroby odlitků. Mění také možnosti konstrukce odlitků včetně jejich tvarové náročnosti. Proto můžeme bez přehánění tvrdit, že celou slévárnu a její postup výroby odlitků lze vměstnat do jednoho stroje - 3D tiskárny na kovy.

    Harmonizace ve svařování

    Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

    CNC řízení pro rychlostní a multifunkční obrábění

    Výsledek obráběcího procesu v parametrech přesnost/rychlost/povrch je dán mnoha faktory na straně stroje, nástrojů, způsobu programování a upínání, přičemž může existovat i více cest k jednomu stanovenému cíli. V tomto článku bychom se chtěli zaměřit na CNC řídicí systém, který je dnes bezpochyby podstatnou a nenahraditelnou složkou tohoto procesu. Řídicím systémem přitom většinou rozumíme jak vlastní řídicí počítač, tak i pohony os a vřeten a systémy odměřování polohy.

    Velmi rychlá dvojčata

    SolidCAM a InventorCAM jsou jeden a tentýž CAM program integrovaný v různých CADech (SolidWorks a Autodesk Inventor), proto má smysl mluvit o obou najednou. Neliší se funkčně totiž opravdu vůbec, pouze je uživatel ovládá ve svém oblíbeném CADu.

    Virtuální stroj pomáhá vyhnout se poškození

    Kolize během obrábění jsou vždy nákladnou záležitosti. Tím, jak se výroba vybavuje stále vyšší úrovní automatizace a s rozšiřováním aplikací internetu věcí (IIoT) nabývá prevence chyb na složitosti i časové náročnosti. Japonský výrobce CNC strojů Okuma , který si jako jediný na světě vyrábí veškeré klíčové komponenty obráběcích strojů sám, vyvinul digitální řešení, které slouží k přípravě, simulaci a otestování celého procesu obrábění před jeho zahájením. Během vlastního obrábění provádí systém Collision Avoidance Systém (CAS) velmi přesnou virtuální simulaci s předstihem v řádu milisekund před vlastním řezáním. Jakékoli kolize, které by mohly nastat, jsou tak zablokovány předtím, než mohou způsobit vážná poškození - šetříc čas a peníze provozovatele stroje.

    Automatizace lidem práci nebere

    Automatizaci se ve firmě Kovosvit MAS věnují od roku 2013. Z původního projektu vznikla samostatná divize MAS Automation a na letošní rok má plánované téměř dvojnásobné tržby oproti roku 2017. V porovnání s plánovaným obratem celého Kovosvitu jsou tržby divize zatím nevýznamné, ale průměrný růst divize o dvě třetiny ročně dokládá, že automatizace má v podniku ze Sezimova Ústí zelenou.

    Reklama
    Předplatné MM

    Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

    Proč jsme nejlepší?

    • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
    • Vysoký podíl redakčního obsahu
    • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

    a mnoho dalších benefitů.

    ... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

        Předplatit