plik

Zespół Szkół Zawodowych Nr 5 im. ks. St. Staszica w Chełmie

Szkolne Centrum Informacji Multimedialnej

Komputerowo Zintegrowane Wytwarzanie

czyli CIM

(ang. Computer Integrated Manufacturing)

Oprac. Mirosława Dromlewska

Chełm 2012

Komputerowo Zintegrowane Wytwarzanie czyli CIM (ang. Computer Integrated

Manufacturing)

Komputerowo Zintegrowane Wytwarzanie czyli CIM (ang. Computer Integrated Manufacturing

)

obejmuje wszystkie aspekty wytwarzania wspomaganego przez komputer, systemy wspomagania
logistyki i technologii produkcji.

Wyróżnia się:

CAD – Komputerowo Wspomagane Projektowanie (ang. Computer Aided Design);

CAE – Komputerowo Wspomagane Konstruowanie (ang. Computer Aided Engineering);

CAP – Komputerowo Wspomagane Planowanie (ang. Computer Aided Planning);

CAM – Komputerowo Wspomagane Wytwarzanie (ang. Computer Aided Manufacturing);

CAQ – Komputerowo Wspomagana Kontrola Jakości (ang. Computer Aided Quality
Control).

Komputerowo zintegrowane wytwarzanie (CIM) charakteryzuje się m.in.:



procesowym zintegrowaniem narzędzi CAX opartych na modelach i bazie przedsiębiorstwa;



możliwością elastycznego reagowania na potrzeby rynku, wprowadzaniem zmian oraz
programem modernizacji produktów procesów wytwórczych;



koniecznością wykorzystania kosztownej infrastruktury technicznej przedsiębiorstwa.

Ad. 1 Komputerowe wspomaganie projektowania, CAD (ang. Computer Aided
Design) to:

projektowanie  wspomagane  komputerowo,  czyli  zastosowanie  sprzętu  i  oprogramowania
komputerowego  w  projektowaniu  technicznym.  Metodologia  CAD  znajduje  zastosowanie  między
innymi  w  inżynierii  mechanicznej,  elektrycznej,  budowlanej.  Znamienne  dla  CAD  jest  cyfrowe
modelowanie  geometryczne  mające  na  celu  opracowanie  zapisu  konstrukcji  wyrobu  (jednego
obiektu  technicznego  lub  ich  układu).  Definiowaną  postać  konstrukcyjną  wyrobu  tworzą  jego
cechy:



wszystkie geometryczne,



wszystkie dynamiczne,



niektóre technologiczne (np. materiałowe).

Zbiór tych trzech rodzajów informacji stanowi zapis konstrukcji wyrobu (jego dokumentację
konstrukcyjną).

Zakres CAD

Do zakresu CAD można zaliczyć (jest to oczywiście umowne – w technice nie istnieją sztywne
granice określające co wchodzi w zakres CAD, a co już nie:

1. Komputerowe odwzorowanie konstrukcji, w tym:



modelowanie cyfrowe – tworzenie cyfrowej makiety wyrobu,



wykonywanie dokumentacji rysunkowej z modeli cyfrowych,



kreślenie – zastosowanie komputera jako rodzaju elektronicznej deski kreślarskiej –

CADD.

1. Opracowywanie i zarządzanie bazami danych (elementów znormalizowanych, własności

materiałowych itp.).

2. Symulacja, wizualizacja i animacja – CAID (cyfrowe prototypowanie, przygotowywanie

ofertowych prezentacji fotorealistycznych itp.).

Z CAD częściowo pokrywają się następujące obszary działalności inżynierskiej:

1. optymalizacja konstrukcji i procesów (m.in. analizy kinematyczne, modelowanie

przepływów itp.),

2. wytrzymałościowe obliczenia inżynierskie (np. metodą elementów skończonych – MES),
3. inżynieria odwrotna (ang. Reverse Engineering, RE) – skanowanie kształtów oraz struktury

wewnętrznej obiektów oraz obróbka uzyskanych w ten sposób modeli cyfrowych,

4. sieci neuronowe (algorytmy sztucznej inteligencji, w tym m.in. systemy ekspertowe –

systemy doradcze wspomagające podejmowanie decyzji),

5. edytory tekstów i arkusze kalkulacyjne w zastosowaniu do projektowania technicznego.

Przykładowy proces CAD dla nowego obiektu

Typowy, wspomagany komputerowo, proces projektowania nowego obiektu może przebiegać
następująco:



uzgodnienie w zespole projektowym ogólnej koncepcji produktu (ewentualnie sporządzenie
odręcznego szkicu); możliwe jest także zeskanowanie trójwymiarowej makiety wyrobu
wykonanej przez artystę,



wykonanie cyfrowego modelu głównego elementu projektowanego wyrobu (najczęściej jest
to element o największych gabarytach: rama, korpus, obudowa itp.),



wykonanie cyfrowej makiety wyrobu – uzupełnienie głównego elementu o znormalizowane
części z bibliotek (np. łożyska, złącza itp.); zamodelowanie brakujących części,



przeprowadzenie

obliczeń

wytrzymałościowych

wybranych

elementów,

analiza

poprawności  funkcjonowania  (analiza  kolizji),  dobór  materiałów  na  poszczególne
podzespoły  oraz  ocena  strony  wizualnej,  ergonomii;  na  tym  etapie  złożenie  może  zostać
przedstawione w formie prezentacji multimedialnej (np. w formacie jt, WAF, DXF lub avi)
lub  może  zostać  wykonany  model  3D  technikami  rapid  prototyping  (szybkie
prototypowanie),



wykonanie prototypu,



wykonanie wymaganej dokumentacji wymaganej przepisami prawa (np. instrukcji
użytkowania, analizy ryzyka, sprawozdania z badań itp.),



dokonanie ewentualnych poprawek i zmian w projekcie, oszacowanie kosztów wykonania,



sporządzenie BOM (ang. Bill of Materials),



wykonanie rysunków poszczególnych części lub opracowanie instrukcji dla obrabiarek
CNC,



wykonanie instrukcji montażu (w tym przygotowanie widoków eksplodujących (ang.
exploded view)),



wykonanie ostatecznej prezentacji multimedialnej produktu do celów marketingowych.

Dzięki CAD inżynierowie mają łatwiejszy dostęp do zasobów wiedzy, bibliotek, know-how firmy,
opracowań  normatywnych,  przepisów  prawnych  i  dyrektyw  obowiązujących  w  konkretnej  gałęzi
przemysłu.  Mogą  pracować  w  większych  zespołach  nad  jednym  projektem  (członkowie  zespołu
mogą  być  rozproszeni  geograficznie).  Jest  to  możliwe  dzięki  wykorzystaniu  w  procesie
projektowania inżynierskich baz danych,w środowiskach sieciowych.

Ad 2 Komputerowe wspomaganie prac inżynierskich CAE

(ang. Computer Aided Engineering)

Komputerowe wspomaganie prac inżynierskich CAE (ang. Computer Aided Engineering)

oprogramowanie  komputerowe  wspomagające  prace  inżyniera  takie  jak  Komputerowe
wspomaganie  projektowania  z  obliczeniami  wytrzymałości MES  oraz tworzenie  i  archiwizacja
programów NC offline CAS np. w zakresie testów technicznych i analiz projektów realizowanych
komputerowo.  Można  spotkać  sie  z  także  z  rozszerzeniem  pojęcia  CAE  o  CAP(Computer  Aided
Planning). Przykładowa aplikacja: Abakus

Ad. 3 CAP System komputerowo wspomaganego planowania procesów CAP

(ang. Computer Aided Planning)

System komputerowo wspomaganego planowania procesów CAP (ang. Computer Aided
Planning) – oprogramowanie stosowane w zarządzaniu przedsiębiorstwem, część składowa CIM.

Na komputerowo wspomagane planowanie składają się narzędzia, które wspomagają realizację
zadań związanych z planowaniem pracy (realizacji procesów). Służą one integracji działań ludzi
i środków produkcji, w celu wypełnienia zadań produkcyjnych zgodnie z kryteriami
ekonomicznymi.

Do zakresu komputerowo wspomaganego planowania pracy zaliczane są następujące dziedziny:



planowanie montażu,



sporządzanie planu pracy,



programowanie obrabiarek sterowanych numerycznie,



programowanie robotów przemysłowych,



programowanie pomiarowych maszyn koordynacyjnych,



planowanie kontroli.

Planowanie procesów zajmuje centralne miejsce w ramach technicznej realizacji zlecenia między konstrukcją
a produkcją.

Ad. 4 Komputerowe wspomaganie wytwarzania CAM (ang. Computer Aided

Manufacturing)

Komputerowe wspomaganie wytwarzania, CAM (ang. Computer Aided Manufacturing) –
system komputerowy, który ma za zadanie integrację fazy projektowania i wytwarzania. Jeden
z elementów

zintegrowanego

wspomagania

wytwarzania

(ang.

Computer

Integrated

Manufacturing, CIM).

Cechą charakterystyczną systemu jest transformacja (przetwarzanie) obiektów (modeli powstałych
w wyniku modelowania komputerowego 2D/3D; modeler może, ale nie musi być częścią składową
programu CAM) na instrukcje maszynowe (dokładnie: na instrukcje sterujące pozycją narzędzia
obróbczego; maszyny sterowane numerycznie NC i CNC), które umożliwiają wytwarzanie
elementów.

CASE (Computer-Aided Software Engineering, Computer-Aided Systems Engineering) -
oprogramowanie używane do komputerowego wspomagania projektowania oprogramowania.



Funkcje CASE-a to analiza, projektowanie i programowanie



Narzędzia CASE automatyzują metody projektowania, dokumentacji oraz tworzenia
struktury

kodu

programu

wybranym

języku

programowania,

najczęściej

w programowaniu obiektowym.

Typowymi narzędziami CASE są:



narzędzia do modelowania w języku UML i podobnych (

Narzędzia do modelowania w języku

UML (Unified Modeling Language – Ujednoliconym Języku Modelowania), to oprogramowanie, które
pozwala tworzyć modele pomocne przy programowaniu, ale także analizie procesów biznesowych. Narzędzia
podzielono na wolne/otwarte i zamknięte (komercyjne).



narzędzia do zarządzania konfiguracją zawierające system kontroli wersji



narzędzia do refactoringu



CAE – Komputerowo Wspomagane Konstruowanie (ang. Computer Aided Engineering);

Zakres CAD

Do zakresu CAD można zaliczyć (jest to oczywiście umowne – w technice nie istnieją sztywne
granice określające co wchodzi w zakres CAD, a co już nie):

1. Komputerowe odwzorowanie konstrukcji, w tym:



modelowanie cyfrowe – tworzenie cyfrowej makiety wyrobu,



wykonywanie dokumentacji rysunkowej z modeli cyfrowych,



kreślenie – zastosowanie komputera jako rodzaju elektronicznej deski kreślarskiej –

CADD.

1. Opracowywanie i zarządzanie bazami danych (elementów znormalizowanych, własności

materiałowych itp.).

2. Symulacja, wizualizacja i animacja – CAID (cyfrowe prototypowanie, przygotowywanie

ofertowych prezentacji fotorealistycznych itp.).

Z CAD częściowo pokrywają się następujące obszary działalności inżynierskiej:

1. optymalizacja konstrukcji i procesów (m.in. analizy kinematyczne, modelowanie

przepływów itp.),

2. wytrzymałościowe obliczenia inżynierskie (np. metodą elementów skończonych – MES),
3. inżynieria odwrotna (ang. Reverse Engineering, RE) – skanowanie kształtów oraz struktury

wewnętrznej obiektów oraz obróbka uzyskanych w ten sposób modeli cyfrowych,

4. sieci neuronowe (algorytmy sztucznej inteligencji, w tym m.in. systemy ekspertowe –

systemy doradcze wspomagające podejmowanie decyzji),

5. edytory tekstów i arkusze kalkulacyjne w zastosowaniu do projektowania technicznego.

Przykładowy proces CAD dla nowego obiektu

Typowy, wspomagany komputerowo, proces projektowania nowego obiektu może przebiegać
następująco:



wykonanie cyfrowego modelu głównego elementu projektowanego wyrobu (najczęściej jest
to element o największych gabarytach: rama, korpus, obudowa itp.),



wykonanie cyfrowej makiety wyrobu – uzupełnienie głównego elementu o znormalizowane
części z bibliotek (np. łożyska, złącza itp.); zamodelowanie brakujących części,



przeprowadzenie

obliczeń

wytrzymałościowych

wybranych

elementów,

analiza



wykonanie prototypu,



wykonanie wymaganej dokumentacji wymaganej przepisami prawa (np. instrukcji
użytkowania, analizy ryzyka, sprawozdania z badań itp.),



dokonanie ewentualnych poprawek i zmian w projekcie, oszacowanie kosztów wykonania,



sporządzenie BOM (ang. Bill of Materials),



wykonanie rysunków poszczególnych części lub opracowanie instrukcji dla obrabiarek
CNC,



wykonanie instrukcji montażu (w tym przygotowanie widoków eksplodujących (ang.
exploded view)),



wykonanie ostatecznej prezentacji multimedialnej produktu do celów marketingowych.

Mechanika komputerowa

Mechanika komputerowa - pojęcie techniczne, wiążące mechanikę klasyczną i wytrzymałość
materiałów z możliwościami obliczeń komputerowych.

Mechanika  komputerowa  najczęściej  wiązana  jest  z  zaawansowanymi  pakietami  do
modelowania  przestrzennego  konstrukcji  mechanicznych  takich  jak  Catia,  Unigraphics,
INVENTOR,  Pro/E  oraz  komputerową  symulacją  zachowań  konstrukcji  w  warunkach
eksploatacji.

Drugą podstawową gałęzią narzędzi mechaniki komputerowej są programy Computer Aided
Engineering  (CAE).  Do  tej  grupy  należą  m.in.  ABAQUS,  ANSYS,  NX  Nastran,  FEMAP.
Oprogramowanie  to  umożliwia  zamodelowanie  i  zasymulowanie  dowolnych  zjawisk  fizycznych,
zachodzących  w  układach  o  zróżnicowanym  stopniu  złożoności  -  począwszy  od  prostych  brył,
skończywszy  na  kompletnych  zespołach  części.  Umożliwia  symulację  kinematyki  i/lub  dynamiki
układu,  analizę  przepływu  ciepła  i  masy,  naprężeń  i  innych  cech  projektowanego  wyrobu.
Programy te, wykorzystując zaawansowaną algorytmikę MES (metody elementów skończonych –
metoda  obliczeniowa)  lub  MEB  (metody  elementów  brzegowych)  pozwalają  sprawdzać
poszczególne  elementy  lub  złożenia  komponentów  (zespoły  lub  wyroby)  pod  względem
wytrzymałościowym.  Pozwala  to  na  znaczne  przyspieszenie  procesu  projektowania  i  przede
wszystkim na obniżenie kosztów projektowania.

Aplikacje typu AutoCAD, które zaprojektowane zostały jako "komputerowe deski kreślarskie"
w chwili obecnej nie można już zaliczyć do oprogramowania wspomagającego projektowanie.

!!! Metoda elementów skończonych (MES, ang. FEM, finite-element method)

Przykład dwuwymiarowego rozwiązania magnetostatycznego (linie oznaczają kierunek indukcji
magnetycznej, a kolor jej wartość)

Przykład  dwuwymiarowej  dyskretyzacji  dla  rozwiązania
powyżej  (z  zagęszczeniem  dyskretyzacji  dookoła  obiektu
oraz z wymuszającą cewką po prawej stronie)

Metoda  Elementów  Skończonych  albo  Metoda  Elementu
Skończonego  (MES,  ang.  FEM,  finite-element  method)  –
zaawansowana  metoda  rozwiązywania  układów  równań
różniczkowych,  opierająca  się  na  podziale  dziedziny  (tzw.
dyskretyzacja)  na  skończone  elementy,  dla  których
rozwiązanie  jest  przybliżane  przez  konkretne  funkcje,  i
przeprowadzaniu  faktycznych  obliczeń  tylko  dla  węzłów
tego podziału.

Metodą pokrewną jest metoda elementów brzegowych.

Jeśli obliczany model posiada symetrię kształtu i wymuszenia, wówczas można obliczyć tylko
część obiektu celem szybszego uzyskania wyników, tak jak to przedstawiono na rysunku po prawej
stronie.

Zastosowanie

Za pomocą metody bada się w mechanice komputerowej (CAE)
wytrzymałość konstrukcji, symuluje odkształcenia, naprężenia,
przemieszczenia, przepływ ciepła, przepływ cieczy.

Bada się również dynamikę, kinematykę i statykę maszyn, jak również
odziaływania elektrostatyczne, magnetostatyczne i elektromagnetyczne.

Obliczenia  MES  mogą  być  przeprowadzane  w  przestrzeni  dwuwymiarowej  (2D),  gdzie
dyskretyzacja  sprowadza  się  najczęściej  do  podziału  obszaru  na  trójkąty.  Rozwiązanie  takie
pozwala na obliczenie wartości pojawiających  się w przekroju danego układu. Związane są z tym
jednak  pewne  ograniczenia  wynikające  ze  specyfiki  rozwiązywanego  problemu  (np.  kierunek
przepływu tylko przenikający modelowaną powierzchnię, itp.)

Z  uwagi  na  postęp  techniki  komputerowej  w  ostatnich  latach  większość  pakietów  symulacyjnych
wyposażona  jest  w  możliwość  rozwiązywania  zagadnień  w  przestrzeni  trójwymiarowej  (3D).
Dyskretyzacja  zazwyczaj  polega  na  podziale  obszaru  na  czworościany.  Modelowanie  takie
pozbawione  jest  fundamentalnych  ograniczeń  technologii  2D,  ale  jest  znacznie  bardziej
wymagające pod względem pamięci i mocy obliczeniowej komputera.

MES w mechanice

Przykład rzadkiej macierzy MES Zastosowanie MES w mechanice oparte
jest na poniższym równaniu macierzowym:

[M][u"]+[C][u']+[K][u]=[F]

gdzie:

[M]  =  suma([m])  -  macierz  bezwładności  układu  elementów  skończonych  równa  sumie
macierzy bezwładności poszczególnych elementów
[C] = suma([c]) - macierz tłumienia układu elementów skończonych równa sumie macierzy
tłumienia poszczególnych elementów
[K] = suma([k]) - macierz sztywności układu elementów skończonych równa sumie
macierzy sztywności poszczególnych elementów
[u"] - macierz kolumna przyspieszeń poszczególnych węzłów układu
[u'] - macierz kolumna prędkości poszczególnych węzłów układu
[u] - macierz kolumna przemieszczeń poszczególnych węzłów układu
[F] - macierz kolumna sił przyłożonych do ciała w węzłach układu elementów skończonych

Każdy element sąsiaduje tylko z kilkoma innymi elementami, dlatego też macierz wynikowa
(a więc i układ równań do rozwiązania) jest bardzo rzadka. Z jednej strony powoduje to ułatwienie
w postaci szybszego rozwiązania problemu (z uwagi na mniejszą ilość przetwarzanych danych), ale
z drugiej wymaga specjalnych procedur zapewniających zbieżność rozwiązania.

Wady i zalety

Podstawową zaletą MES jest możliwość uzyskania wyników dla skomplikowanych kształtów, dla
których niemożliwe jest przeprowadzenie obliczeń analitycznych. Oznacza to, że dane zagadnienie
może być symulowane w pamięci komputera, bez konieczności budowania prototypu, co znacznie
ułatwia proces projektowania.

Podział  obszaru  na  coraz  mniejsze  elementy  skutkuje  zazwyczaj  dokładniejszymi  wynikami
obliczeń,  ale  jest  to  okupione  zwiększonym  zapotrzebowaniem  na  moc  obliczeniową  komputera.
Dodatkowo należy liczyć się z nakładającymi się błędami obliczeń wynikającymi z wielokrotnych
przybliżeń  (zaokrągleń)  przetwarzanych  wartości.  Jeśli  obszar  składa  się  z  kilkuset  tysięcy
elementów,  które  mają  nieliniowe  własności  wówczas  obliczenia  muszą  być  odpowiednio
modyfikowane  w  kolejnych  iteracjach  tak,  aby  końcowe  rozwiązanie  było  poprawne.  Dlatego też
w wyjątkowych sytuacjach kumulujące się błędy obliczeniowe mogą okazać się niezaniedbywalne.
Celem minimalizacji tych błędów pomiędzy różnymi wersjami tego samego problemu (np. zmiany
parametrów  materiałowych  przy  takich  samych  wymiarach)  stosuje  się  identyczną  dyskretyzację
problemu  tak,  aby  ewentualne  błędy  zaokrągleń  były  takie  same,  a  ewentualne  różnice
w obliczeniach wynikały rzeczywiście ze zmian własności materiału.

Symulacje  MES  nie  mogą  być  przeprowadzane  w  czasie  rzeczywistym,  ponieważ  dla  bardzo
skomplikowanych  układów  rozwiązanie  danego  problemu  może  być  bardzo  długotrwałe  (w
zależności od stopnia skomplikowania i mocy obliczeniowej komputera czas ten może wynosić od
kilku  sekund  do  kilku  dni,  a  nawet  i  dłużej).  Dodatkowo,  wartości  obliczone  metodą  MES
obarczone mogą być błędami, których wartość zależy od założeń przyjętych podczas formułowania
problemu  do  rozwiązania,  jak  również  i  dokładności  dostępnych  danych  materiałowych.  Dlatego
też,  jeśli  to  tylko  możliwe  należy  dane  obliczone  zweryfikować  z  danymi  zmierzonymi  na
rzeczywistym urządzeniu lub układzie.

Pakiety obliczeniowe

Na rynku istnieje bardzo wiele komercyjnych pakietów oprogramowania, zazwyczaj
wyspecjalizowanych w konkretnym zakresie obliczeń, np. naprężeń mechanicznych, przepływu
ciepła lub oddziaływań elektromagnetycznych.

Następujące pakiety są dostępne jako Open Source: Z88, SLFFEA, YADE, FEniCS, deal.II,
getFEM, libMesh, freeFEM, Elmer, Code-Aster i IMS.

!!! Elastyczne systemy produkcji – ESP

Budowa elastyczności systemu produkcji:

1.Podsystem wytwarzania
2.Podsystem pomocy warsztatowej
3.Podsystem przepływu strumienia materiałowo-energetycznego
4. Podsystem strumienia informacyjnego
5.Podsystem sterowania
6.Podsystem kontroli i diagnostyki
7.Podsystem przepływu przedmiotu pracy
8.Podsystem przepływu pomocy warsztatowej
9.Podsystem zasilania i usuwania odpadów
10.Podsystem transportu
11.Podsystem magazynowania
12.Podsystem manipulacji

Nowoczesne systemy produkcyjne sterowane są przy wykorzystaniu nowoczesnych metod cykli:
MRP I (planowanie potrzeb materiałowych), MRPII (planowanie zasobów

produkcyjnych) MRPIII

(ERP)(planowanie potrzeb finansowych) KANDAN, Just In Time

Dzięki szybkiemu postępowi naukowo- technicznemu w takich dziedzinach, jak automatyka,
elektronika, informatyka, powstają nowe możliwości kompleksowej automatyzacji procesów
produkcyjnych, obejmujących cały obszar produkcji - począwszy od proj

ektowania

wyrobu przez programowanie procesu technologicznego, obróbkę i montaż, gotowego wyrobu
odbiorcy [2]. Wdrażanie elastycznych systemów produkcyjnych, opartych na zastosowaniu
nowoczesnych,

sterowanych

numerycznie

urządzeń,

komputerów,

robotów,

systemów

wspomagających prace projektowo- konstrukcyjne, jest naczelną zasadą przedsięwzięć, mających
na celu unowocześnienie technologicznej bazy w przedsiębiorstwie, a przede wszystkim
usprawnienie organizacji produkcji.

Pojęcie elastyczności

Pojęcie elastyczności kojarzy się z  łatwością adaptacji procesów  lub systemów gospodarczych do
pożądanych  warunków  lub  zmian,  zachodzących  w  otoczeniu.  Jednak  elastyczność  jest  pojęciem
bardziej  złożonym  i  nie  może  być  odnoszona  jedynie  do  urządzeń  lub  form  realizacji  procesów
technologicznych.  Elastyczność  jest  więc  przede  wszystkim  cechą  systemów  gospodarczych,
decydującą  o  możliwościach  ich  adaptacji  do  zmieniających  się  wymogów  funkcjonowania
otoczenia. Obok produktywności oraz jakości i niezawodności, elastyczność jest główną składową
konkurencyjności systemów gospodarczych.

Przesłanki powstania, rozwoju i projektowania ESP

Rozwój  elastycznych  systemów  produkcyjnych  (ang.  Flexible  Manufacturing  System -  FMS)
i rozwiązań pochodnych (elastyczne systemy montażowe, elastyczne systemy selekcji i kompletacji,
automatyczne magazyny) rozpoczął się w latach 80. ubiegłego wieku. Przyczyną zainteresowania tą
wysoko  zaawansowaną  technicznie  i  wymagającą  wtedy  dużych  nakładów  na  etapie  inwestycji
formą  jednostki  produkcyjnej  była  odczuwana  przez  przemysł  przodujących  w  skali  światowej
krajów  presja  kosztów,  powiązana  z  różnicowaniem  się  potrzeb  klientów.  Różnicujące  się
zapotrzebowania  klientów  prowadziły  do  dużych  i  szybko  następujących  zmian  w  asortymencie
montowanych  wyrobów,  wytwarzanych  części  czy  kompletowanych  wysyłek.  W  tradycyjnie

zorganizowanych  jednostkach  produkcyjnych  prowadziło  to  do  konieczności  odchodzenia  od
wytwarzania  w  partiach  ekonomicznych  częstszych,  niż  przewidywały  to  harmonogramy
przezbrojeń,  spadku  efektywnego  obciążenia  (wzrost  udziału  czasu  przygotowawczo  -
zakończeniowego  tpz).  Wszystko  to  prowadziło  do  wzrostu  kosztów  wytwarzania.  Częste
przezbrojenia  powodowały  też  wzrost  kosztów  robocizny,  wynikający  z  konieczności  wzrostu
kwalifikacji  bezpośredniej  obsługi  maszyn  i  urządzeń  (a  co  za  tym  idzie -  wzrostu  wynagrodzeń)
oraz  kosztów  szkolenia  pracowników.  W odpowiedzi  na  narastające  problemy  przemysł  zaczął
poszukiwania obniżki kosztów wytwarzania, zwiększenia
możliwości produkcyjnych oraz zwiększenia konkurencyjności.

Analiza celowości wdrażania ESP oraz problemy z tym związane

Warunkiem utrzymania się przedsiębiorstwa na rynku jest zdolność szybkiego reagowania na nowe
potrzeby, czyli skracanie cykli wdrażania nowych wyrobów oraz szybkie uruchamianie
i realizowanie zleceń produkcyjnych przy jednoczesnym zapewnieniu odpowiedniej

jakości wyrobów i zachowaniu niskiej ceny. Nieodzowne staje się zatem tworzenie systemów
produkcyjnych, opartych na rozwiązaniach

zapewniających wysoką efektywność funkcjonowania przedsiębiorstwa i spełniających
jednocześnie wszystkie wymogi związane z oczekiwaniami rynku [1], [2]. Istnieje wiele przesłanek
przemawiających za stosowaniem w określonych warunkach ESP, a korzyści związane ze
stosowaniem ich są następujące:

- wzrost stopnia wykorzystania środków trwałych,
- niższe koszty wyposażenia (ogółem),
- zmniejszenie kosztów robocizny bezpośredniej,
- zmniejszenie zapasów robót w toku oraz cykli produkcyjnych,
- szybkie reagowanie na zmienne zadania produkcyjne,
- odporność na zakłócenia wewnętrzne,
- wzrost jakości produkowanych wyrobów,
- wzrost wydajności,
- łatwość rozbudowy systemu.

Ad. 5 CAQ jest systemem wspomagającym pewne funkcje zarządzania, które

mogą w firmach również występować osobno.(ang. Computer Aided Quality

Control

CAQ - (ang. Computer Aided Quality Control

Komputerowo wspomagane sterowanie

jakością)  -  techniki  i  metody  komputerowego  wspomagania  zarówno  projektowania  jak
i planowania,  tworzenia  procesów  pomiarowych,  a  także  procedur  związanych  bezpośrednio
z kontrolą jakości. Te systemy są często sprzężone z systemami CAD poprzez model geometryczny
albo  przez  operacje,  które  określają  programy  czy  też  procedury  pomiarowe.  Są  również
zintegrowane  z  systemami  CAM,  CAP  i  PPC,  które  głównie  odnoszą  się  do  części,  gdzie
dokonywane są pomiary i badania na współrzędnościowym urządzeniu pomiarowym.

Tak więc rozumiemy przez to sterowane komputerowo zabezpieczenie jakości, by określić
i sprawdzić niezawodność, tworzenie, trwałość czy przyjazność serwisu produktów.

CAQ jest systemem wspomagającym pewne funkcje zarządzania, które mogą w firmach
również występować osobno. Do tych systemów należą też:

CAD

(komputerowo wspomagane projektowanie)

CADD

(projektowanie i kreślenie wspomagane komputerowo)

CAE

(komputerowe wspomaganie procesów inżynierskich)

CASE

(Computer-Aided Software Engineering)

CAP

(komputerowo wspomagane planowania i harmonogramowania)

CAM

(wspomaganie sterowania procesami wytwórczymi)

CAL, CAT (wspomaganie treningu i podnoszenia kwalifikacji przez załogę)

Funkcje systemów CAx

Techniki komputerowe a oczekiwania przedsiębiorstw

Komputerowe systemy zarządzania produkcją powinny spełniać następujące cele:

- możliwe skrócenie czasu dokonań produkcyjnych
- wdrażanie innowacyjnych technologii
- szybka reakcja na zapotrzebowanie rynkowe
- dostawa na rynek zgodna z ustalonym terminem
- ekonomiczna produkcja dzięki umiejętności właściwego przepływu informacji w firmie

Główne cele Computer Aided Quality Control

1) Poprawa jakości produktu
2) Zwiększona wydajność w procesie kontroli
3) Zmniejszenie czasu realizacji podczas produkcji

Zalety Computer Aided Quality Control

1) 100% badań i kontroli: W tradycyjnym procesie badań i kontroli nie jest możliwe sprawdzenie
każdego produktu ponieważ ich liczba jest zbyt duża. Z CAI i CAT można to wykonać bez żadnej
trudności nie ujmując doskonałości produktu.

2) Inspekcja zintegrowana z procesem produkcji: Tradycyjnie istnieje osobno dział kontroli
jakości (produkt jest testowany i kontrolowany). Natomiast CAQ jest zintegrowane z procesem
produkcyjnym a więc produkt jest wytwarzany i bezpośrednio poddany badaniu- a to z kolei
zmniejsza czas produkcji.

3) Badanie za pomocą bezkontaktowych czujników: W tradycyjnym procesie pomiary są
dokonywane ręcznie zużywając tym samym czas na umocowanie danego sprzętu. CAQ operuje
bezdotykowymi czujnikami, które potrafią wykonać badanie w ułamku sekundy, ponieważ
umieszczone są wzdłuż linii produkcyjnej. Kolejna cecha sprzyjająca skróceniu czasu produkcji.

4) Komputerowy system sterowania ze sprzężeniem zwrotnym: Dane pozyskane z badania za
pomocą bezdotykowych czujników są następnie przekazywane do systemu komputerowego

Źródła:

http://home.agh.edu.pl/~porzycka/IPP_wyklad1.pdf
http://paweloszek.republika.pl/cad-cam.html
http://kpip.pollub.pl/downloads/ZSZ_wyklady.swf
http://docs7.chomikuj.pl/406515223,0,1,Komputerowe-zintegrowane-wytwarzanie.doc
http://pl.wikipedia.org/wiki/Komputerowo_Zintegrowane_Wytwarzanie
http://cad.reh.home.pl/cad/index.php?title=Plik:Sk%C5%82adowe_systemu_CIM_w_przedsi%C4%99biorstwie.jpg
http://pl.wikipedia.org/wiki/CAP_%28informatyka%29
http://pl.wikipedia.org/wiki/Komputerowe_wspomaganie_projektowania#Zakres_CAD
http://pl.wikipedia.org/wiki/Komputerowe_wspomaganie_projektowania
http://pl.wikipedia.org/w/index.php?title=Elastyczne_systemy_produkcyjne&action=edit&redlink=1
http://pl.wikipedia.org/wiki/ESP
http://pl.wikipedia.org/wiki/Metoda_element%C3%B3w_sko%C5%84czonych#MES_w_mechanice
http://pl.wikipedia.org/wiki/Mechanika_komputerowa
http://pl.wikipedia.org/wiki/Computer_Aided_Engineering
http://pl.wikipedia.org/wiki/Komputerowe_wspomaganie_projektowania