При этом цена ошибки на данной стадии подготовки производства исключительно высока. Если на этой стадии основные проектно-технологические параметры комплекса сварки будут определены неправильно, то это отразится сначала в неправильной конструкции производственно-технологического оборудования, а затем в изготовленном и смонтированном в цехе оборудовании. Несоответствие же параметров работы комплекса выявится только на этапе запуска и ввода его в эксплуатацию, после чего придется проводить мероприятия по модернизации действующего оборудования и выводу комплекса на проектную мощность. Это на порядки дороже, чем определить правильные проектно-технологические параметры производственной системы на ранних стадиях ее проектирования, и здесь же найти надежный способ подтвердить правильность сделанного выбора.
В процессе проектирования подобных робототехнологических систем необходимо определить требования к отдельным группам оборудования (производительность роботов, такты сборочно-сварочных линий, размеры промежуточных накопителей, параметры транспортных систем) и объединить их в единый производственный комплекс.
Существует множество способов решения этих вопросов: проверенные временем методики аналитических расчетов, создание математических моделей, использование мирового опыта аналогичных производств, экспертные оценки. Однако в настоящее время наиболее эффективным инструментом для решения подобного рода задач является компьютерное имитационное моделирование.
Имитационное моделирование позволяет учитывать сложность проектируемых производственных систем и обеспечивает простоту разработки модели, удобство использования и очевидность результатов. Оно способно учесть стохастичность ее параметров.
Необходимо отметить, что в сборочно-сварочных робототехнологических системах существуют довольно тесные связи между промышленными роботами, вспомогательным оборудованием, транспортными средствами и другими компонентами. Поэтому любое отступление от нормальной работы одной составляющей распространяется и на другие. Имитационное моделирование позволяет выявить подобные узкие места еще на стадии проектирования и устранить их.
В ходе имитационного моделирования можно варьировать запуски деталей различных наименований, изучать складывающиеся материальные потоки при использовании различных транспортных средств, определять причины образования очередей у различного оборудования, изучать влияние объема накопителей на производительность комплекса, последствия отказов и времени восстановления оборудования.
Рассматриваемая методика исследования была использована при проектировании комплекса сборки-сварки кузовов автомобиля ВАЗ-1118 «Калина» на ОАО «АвтоВАЗ».
Проведенное моделирование позволило сократить проектные размеры накопителей деталей, в общем, на 5%, по отдельным позициям - на 30-75%. Увеличение тактов отдельных автоматических линий сварки увеличило срок эксплуатации и позволило применить менее дорогие роботы.
Имитационное моделирование позволило визуально определить особенности работы комплекса и выявить узкие места, спрогнозировать производительность комплекса, оптимизировать параметры комплекса для достижения конкретной мощности производства, минимизировать капитальные затраты, уменьшить объемы незавершенного производства и затраты, связанные с эксплуатацией оборудования (как следствие оптимизации структуры и управления комплексом).
Основным преимуществом использования имитационного моделирования при исследовании сборочно-сварочных производственных систем является возможность определения характеристик сложных систем, выявления просчетов еще на стадии проектирования, не прибегая к проверкам на реально спроектированном, изготовленном и уже оплаченном оборудовании. Результаты имитационного моделирования позволяют находить наиболее рациональные структурные решения производственного комплекса и решения, связанные с организацией управления.
Получаемые производственно-технологические характеристики сборочно-сварочного комплекса могут использоваться при составлении технических заданий производителям технологического оборудования.