Файл: Учебник по Технологии.pdf

нием процесса и выбором его оптимальных характеристик. Следует считать технологический процесс сложной системой в том случае, когда в силу свойств и по характеру задач, возникающих при его исследовании, необходимо принимать во внимание наличие в процессе большого количества взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов, обеспечивающих выполнение некоторой достаточно сложной функции.

Обращаясь к производственному комплексу для поточного производства РЭС, можно видеть, что он состоит из большого количества станков, обеспечивающих выполнение технологических операций (обработка деталей, сборка изделий или узлов). Отдельные станки могут объединяться в технологические линии общей сборки, на которых изделия собираются из отдельных деталей и узлов. Если некоторые узлы должны быть изготовлены в рамках рассматриваемого производственного процесса, то существуют соответствующие линии сборки узлов из отдельных деталей. Для деталей, изготовление которых входит в данный производственный процесс, существуют линии обработки, выполняющие последовательность операций, обеспечивающую производство этих деталей. Работа станков, линий и процесс в целом характеризуются частичной или полной синхронизацией, обеспечивают ту или иную степень взаимозаменяемости изделий при стабильности условий и режимов выполнения операций. В производственный процесс, помимо технологических операций, обычно включаются некоторые нетехнологические производственные операции: транспортировка полуфабрикатов, проверка качества, смазка, упаковка и т.п.

Средства автоматического или автоматизированного управления производственным процессом (соответствующие датчики, линии передачи данных, счетно-решающие или вычислительные устройства) собирают и обрабатывают информацию о состоянии полуфабрикатов и производственного оборудования и вырабатывают управляющие команды.

Как видно, технологический процесс состоит из большого количества взаимосвязанных элементов. Понятие элемента системы и расчленения системы на элементы с практической точки зрения представляется весьма относительным. Если рассматривать в качестве сложной системы производственный комплекс радиоэлектронного предприятия, то можно считать его элементами производственные комплексы отдельных цехов или отдельные технологические линии. Если же сложной системой служит технологическая линия, то элементами можно считать отдельные станки, агрегаты и прочие механизмы.

49

Контуры управления для радиоэлектронных производственных комплексов являются замкнутыми и обычно имеют обратную связь: фактическое значение регулируемого параметра сравнивается со значением этого параметра, требуемым программой управления; отклонение от программы служит основанием для выработки корректирующих сигналов – управляющей информации. Применение принципа обратной связи является одним из путей исключения грубых ошибок при реализации технологического процесса.

Производственный процесс изготовления РЭС, оснащенный средствами механизации, автоматизации управления производственными операциями и технологическими циклами, может служить примером сложной системы, обобщенная функциональная схема которой представлена на рис. 3. Здесь под Ai следует понимать фи- зико-химический процесс производства i-й детали данного радиоэлектронного аппарата, под Bi – сборочно-монтажный технологический процесс сборки i-го узла блока. Под Сi следует понимать регулировочные процессы, производимые над i-м узлом блока данного РЭС. Переменными (fk), влияющими на технологический процесс, могут служить материалы, комплектующие изделия, энергия, необходимая для осуществления данного технологического процесса, люди, осуществляющие этот технологический процесс, и т.п.

Рис. 3. Обобщенная функциональная схема производственного процесса изготовления РЭС

Рассмотрим обобщенную методику математического описания технологического процесса производства РЭС и методику выбора параметров отдельных звеньев системы управления технологическим процессом с точки зрения получения экстремальных зна-

50

чений целевой функции. Технологический процесс можно рассматривать как систему, состоящую из управляемой и управляющей систем. При этом под управляемой системой понимают совокупность нескольких управляемых объектов, объединенных единством цели управления. Совокупность средств, стремящихся обеспечить выполнение управляемой системой определенной цели, является управляющей системой.

Поведение всякой системы управления определяется: целью управления, окружающей обстановкой или внешними и внутренними условиями, т.е. свойствами управляемой и управляющей систем.

Выходные переменные Хn, характеризующие РЭС после технологического процесса производства, могут представлять собой такие параметры прибора, как его стоимость, надежность работы, точность, простота конструкции, удобство эксплуатации и многие другие.

Логическая система управления технологическим процессом производства РЭС служит для создания таких управляющих сигналов rm, которые изменяют характеристики технологического процесса таким образом, что обеспечивается достижение некоторой целевой функции, являющейся комплексным показателем характеристик аппарата, выпускаемого при данном технологическом процессе.

Примерами логической системы управления могут служить человек, осуществляющий технологический процесс (самый простой случай), или система управления современного радиоэлектронного завода (директор, начальники цехов, технологи и т.д.). В более сложном случае автоматического технологического процесса логическое управление осуществляется логическим устройством или ЭВМ.

Управляющими сигналами rm могут быть конкретные значения параметров, характеризующих данный технологический процесс производства (состав специалистов, снабжение комплектующими изделиями, состояние и особенности транспортировки и т.п.).

Под целевой функцией понимается обобщенный показатель системы, всесторонне характеризующий объект производства.

Управляемые системы и объекты можно характеризовать следующими группами переменных: переменными состояния x1(t), x2 (t),..., xn (t) , представляющими собой их обобщенные коор-

динаты; управляющими переменными r1(t), r2 (t),..., rm (t) , представ-

ляющими собой воздействия на управляемый объект, создаваемые управляющей системой; внешними переменными или возмущающими воздействиями f1(t), f2 (t),..., fk (t) , создаваемыми окружаю-

51

щей средой (внешние условия); наблюдаемыми переменными z1(t), z2 (t),..., zl (t) , представляющими собой те из обобщенных ко-

ординат управляемой системы, сведения об изменении которых поступают на управляющую систему. Наблюдаемыми и переменными, в частности, могут быть переменные состояния xi (t) .

Если рассматривать эти переменные как компоненты многомерных векторов, то они выразятся так:

ния и z (t) – наблюдения.

Вдальнейшем для упрощения предполагается, что вектор состояния совпадает с вектором наблюдения.

Влюбой момент времени t состояние управляемой системы

Уравнение (2) можно рассматривать как уравнение математической модели управляемой системы. Для систем, описываемых дифференциальными уравнениями, написанные выше уравнения можно привести к виду

dt

Часто на изменение вектора состояния x(t) (или на его производные) и вектора управления r (t) накладываются ограничения вида

52