Технологические основы гибких автоматизированных производств
Beschreibung: Дисциплина "Технологические основы гибких автоматизированных производств" охватывает теоретические и практические аспекты организации и функционирования современных автоматизированных систем производства, в которых сочетаются высокая гибкость, автоматизация процессов и адаптивность к изменениям в производственных требованиях. В рамках курса изучаются: Концепции гибкости и автоматизации производства — определение гибкости в контексте производства, классификация гибких производственных систем (ГПС). Основы автоматизации производственных процессов — методы и технологии автоматического управления, роль информационных технологий в автоматизации.
Betrag der Credits: 5
Arbeitsintensität der Disziplin:
| Unterrichtsarten | Uhr |
|---|---|
| Vorträge | 15 |
| Praktische Arbeiten | 30 |
| Laborarbeiten | |
| AASAL (Autonomes Arbeiten der Schüler unter Anleitung des Lehrers) | 30 |
| SE (Studentisches Eigenarbeiten) | 75 |
| Endkontrollformular | экзамен |
| Form der Endkontrolle | экзамен |
Komponente: Компонент по выбору
Zyklus: Профилирующие дисциплины
Цель
- Цель дисциплины "Технологические основы гибких автоматизированных производств" заключается в подготовке специалистов, обладающих знаниями и навыками, необходимыми для проектирования, эксплуатации и оптимизации гибких автоматизированных производственных систем (ГАПС). Эти системы включают в себя автоматизацию производственных процессов с высокой степенью адаптивности к изменяющимся условиям производства, а также позволяют эффективно использовать ресурсы, улучшать качество продукции и сокращать издержки. Основные цели дисциплины могут включать: Ознакомление с принципами и методами организации гибких автоматизированных производств. Изучение технологических процессов и оборудования, используемых в ГАПС. Разработка навыков проектирования и внедрения автоматизированных систем управления производственными процессами. Овладение методами мониторинга и анализа работы гибких производственных систем для их оптимизации. Обучение современным подходам к автоматизации и роботизации производственных процессов, включая внедрение ИТ-технологий и искусственного интеллекта в производство.
Задача
- Изучение основ гибкости производства: Понимание гибкости производственных систем, ее типов (структурная, функциональная, оперативная). Оценка способов достижения гибкости на разных уровнях (от технологических процессов до организационной структуры). Проектирование гибких автоматизированных систем (ГАПС): Разработка концепции гибкой автоматизированной системы для конкретного производства. Проектирование и выбор оборудования, роботизированных систем, станков с ЧПУ, транспортных средств и других компонентов, которые обеспечивают гибкость системы. Автоматизация производственных процессов: Оценка применения различных автоматизированных технологий, включая системы управления, сбор данных, мониторинг состояния оборудования. Разработка и внедрение программного обеспечения для управления гибким производством, использование MES-систем (систем управления производственными процессами). Оптимизация производства с использованием гибких автоматизированных систем: Разработка методов планирования и управления потоками материалов и компонентов в условиях гибкости производства. Оценка и оптимизация использования ресурсов (время, материалы, персонал). Интеграция технологий в рамках гибких производств: Изучение современных технологий (например, интернета вещей, искусственного интеллекта) для повышения эффективности гибких автоматизированных производств. Внедрение системы автоматического контроля качества и диагностики состояния оборудования.
Результат обучения: знание и понимание
- Понимание концепции гибких автоматизированных производств: Изучение принципов организации гибких производственных систем, которые обеспечивают высокую степень адаптивности и эффективности в условиях изменений производства и спроса. Знания о том, как ГАП интегрируют автоматизированные рабочие станции, транспортировочные системы, а также системы управления и мониторинга. Типы и компоненты гибких производственных систем: Знание различных типов гибких производств: от гибких автоматизированных рабочих мест (ГАРМ) до гибких потоковых линий. Понимание роли различных компонентов системы: роботов, конвейеров, ЧПУ (числовое программное управление), промышленных компьютеров и датчиков. Инструменты и методы проектирования ГАП: Изучение принципов проектирования гибких производственных систем, включая выбор оборудования, определение производственных потоков и управление ими. Применение методов моделирования для оптимизации производственных процессов и анализа эффективности системы. Технологии и подходы, используемые в ГАП: Знания о применении роботизированных комплексов, а также системы ЧПУ для автоматизации процессов. Освоение технологий, таких как CAD/CAM, промышленный интернет вещей (IIoT), а также интеграция с системами ERP и MES для управления процессами на всех уровнях.
Результат обучения: применение знаний и пониманий
- Понимание концепции гибких автоматизированных производств (ГАП): Студенты должны осваивать ключевые принципы гибкости в производственных системах, включая возможность быстрого переналадки оборудования, адаптации производства под изменения спроса и особенностей продукции. Также важно осознание роли автоматизации в повышении эффективности и снижении затрат. Знание технологических процессов в ГАП: Ожидается, что обучающиеся будут разбираться в различных производственных процессах, которые могут быть автоматизированы в гибких системах, таких как сборка, обработка материалов, контроль качества и упаковка.
Результат обучения: формирование суждений
- Формирование суждений о том, как автоматизация способствует улучшению производительности и снижению издержек. Это может включать использование роботизированных и программируемых систем, которые могут выполнять задачи с минимальным вмешательством человека.
Результат обучения: коммуникативные способности
- Студенты должны развить навыки сотрудничества в междисциплинарных командах, что необходимо для работы с различными специалистами в области автоматизации и производственных технологий. Это включает в себя умение слушать, обмениваться идеями, а также конструктивно решать возникающие проблемы.
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
- Умение работать с технологическими процессами: навыки разработки, настройки и оптимизации технологических процессов на гибких автоматизированных производствах, включая внедрение новых технологий и процессов для повышения эффективности.
Lehrmethoden
При проведении учебных занятий предусматривается использование следующих образовательных технологий: - технология проблемно- и проектно-ориентированного обучения; - технологии учебно-исследовательской деятельности; - коммуникативные технологии (дискуссия, пресс-конференция, мозговой штурм, учебные дебаты и другие активные формы и методы); - метод кейсов (анализ ситуации); - игровые технологии, в рамках которых обучающиеся участвуют в деловых, ролевых, имитационных играх; - информационно-коммуникационные (в том числе дистанционные образовательные) технологии.
Bewertung des Wissens der Studierenden
| Period | Art der Aufgabe | Gesamt |
|---|---|---|
| Endkontrolle | экзамен | 0-100 |
Die Bewertungspolitik der Lernergebnisse nach Arbeitstyp
| Art der Aufgabe | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Exzellent | Gut | Befriedigend | Ungenügend | |
| Практические задания | Отличное понимание материала, всесторонние знания, отличные умения и владения отражена актуальность рассматриваемой темы, верно определены основные категории; в заключении сформулированы развернутые, самостоятельные выводы; | Достаточно полное понимание материала, хорошие знания, умения и владения раскрыта актуальность темы; имеются незначительные ошибки и недочеты по изученному материалу; в заключении сформулированы общие выводы. | Приемлемое понимание материала, удовлетворительные знания, умения и владения актуальность темы раскрыта не полностью; теоретический анализ дан описательно, студент не отразил собственной позиции поотношению к рассматриваемым материалам, ряд суждений отличается поверхностностью; не сформулированы выводы. | не усвоено и не раскрыто основное содержание материала; отказ студента от ответа. не усвоено и не раскрыто основное содержание материала; отсутствие выводов и обобщений; отказ студента от ответа. |
| Рейтинговый тест 1, 2 | Отличное понимание материала, всесторонние знания, отличные умения и владения | Достаточно полное понимание материала, хорошие знания, умения и владения | Приемлемое понимание материала, удовлетворительные знания, умения и владения | не усвоено и не раскрыто основное содержание материала; отсутствие выводов и обобщений; грубые ошибки в ответе студента; существенное отклонение от темы и изучаемой программы в процессе изложения ответа; отказ от ответа |
Bewertungsbogen
Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:
- 40% результата, полученного на экзамене;
- 60% результатов текущей успеваемости.
Формула подсчета итоговой оценки:
| И= 0,6 | Р1+Р2 | +0,4Э |
| 2 |
где, Р1, Р2 – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.
Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:
Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:
| Оценка по буквенной системе | Цифровой эквивалент | Баллы (%-ное содержание) | Оценка по традиционной системе |
|---|---|---|---|
| A | 4.0 | 95-100 | Отлично |
| A- | 3.67 | 90-94 | |
| B+ | 3.33 | 85-89 | Хорошо |
| B | 3.0 | 80-84 | |
| B- | 2.67 | 75-79 | |
| C+ | 2.33 | 70-74 | |
| C | 2.0 | 65-69 | Удовлетворительно |
| C- | 1.67 | 60-64 | |
| D+ | 1.33 | 55-59 | |
| D | 1.0 | 50-54 | |
| FX | 0.5 | 25-49 | Неудовлетворительно |
| F | 0 | 0-24 |
Темы лекционных занятий
- Введение в гибкие автоматизированные производства (ГАП): понятие, цели и задачи.
- Структура и компоненты гибких автоматизированных производств.
- Типы автоматизации в производстве: от простых до гибких систем.
- Модульные и универсальные системы автоматизации: особенности и применение.
- Классификация гибких автоматизированных производств по уровню гибкости.
- Основы организации гибкого производства: методы и подходы.
- Современные технологии автоматизации: роботы, ЧПУ и автоматизированные линии.
- Информационные технологии в гибких автоматизированных производствах.
- Системы управления гибкими производствами: SCADA, MES, ERP.
- Процесс адаптации гибкого производства под изменения спроса и характеристик продукции.
- Проектирование и планирование гибких автоматизированных производств.
- Методы оценки эффективности гибких производств.
- Проблемы и вызовы при внедрении гибкой автоматизации в промышленности.
- Будущее гибких автоматизированных производств: тенденции и перспективы.
- Кейс-стадии применения гибких автоматизированных систем в различных отраслях.
Основная литература
- 1. Мищенко А. В., Шаров В. П. Технологические основы автоматизации производства: Учебник. — М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2015. 2. Бабаянц В. С. Гибкие автоматизированные системы и их применение: Учебное пособие. — СПб.: Издательство ИТМО, 2013. 3. Гусев И. П., Рябов В. Н. Технологические системы и оборудование для гибких автоматизированных производств. — М.: Машиностроение, 2014. 4. Кузнецов А. В. Основы автоматизации производственных процессов. — М.: Академия, 2016. 5. Поляков А. А. Технологии гибких автоматизированных производств: Учебник для вузов. — Екатеринбург: УрФУ, 2017.
Дополнительная литература
- 1. Дьяков В.Н. "Автоматизация производственных процессов". — М.: Машиностроение, 2018. 2. Черников В.П. "Гибкие автоматизированные производственные системы". — М.: Высшая школа, 2017. 3. Гапоненко А.П. "Технологические основы автоматизации". — СПб.: Питер, 2019. 4. Боровиков В.Г. "Основы проектирования автоматизированных систем управления". — М.: Радио и связь, 2016. 5. Селезнев Ю.А. "Гибкие производства: технологии и системы". — М.: Машиностроение, 2018. 6. Брагин В.К. "Основы гибкой автоматизации производства". — М.: Издательство МГТУ, 2020. 7. Лобачевский П.А. "Автоматизация и роботизация производств". — М.: Энергия, 2015. 8. Иванова Н.В. "Инновационные технологии в автоматизации производства". — Екатеринбург: УрФУ, 2021.
