INDUSTRIJSKA AUTOMATIZACIJA: POVIJEST, KARAKTERISTIKE I VRSTE - TEHNOLOGIJA - 2026

Industrijske automatizacije je tehnologija koja se koristi od strane sustava kontrole, kao što su računala, roboti i informacijskih tehnologija kako bi se omogućilo automatsko izvršenje različitih procesa i strojeva u industriji, bez potrebe za ljudskim subjektima.

Nastoji zamijeniti ljudsko odlučivanje i ručno djelovanje na zapovjedništvo uporabom mehanizirane opreme i naredbi logičkog programiranja.

Izvor: pixabay.com

Prije toga, svrha automatizacije bila je povećati produktivnost, jer automatizirani sustavi mogu raditi 24 sata dnevno i smanjiti troškove povezane s ljudskim operaterima, poput plaća i naknada.

Ova se automatizacija postigla raznim sredstvima, poput mehaničkih, hidrauličkih, pneumatskih, električnih, elektroničkih i računalnih uređaja, uglavnom kombiniranih među njima.

Kontrole opće namjene za industrijske procese uključuju: programibilne logičke kontrolere, neovisne I / O module i računala.

Trenutna situacija

Nedavno je industrijska automatizacija našla sve veću prihvaćenost od strane različitih vrsta industrije, zbog svojih ogromnih prednosti u procesu proizvodnje, kao što su povećana produktivnost, kvaliteta, fleksibilnost i sigurnost uz niske troškove.

Također ima koristi u uštedama na radu, troškovima električne energije i materijalnim troškovima, kao i većoj točnosti mjerenja.

Važan trend je povećana uporaba računalnog vida za osiguravanje funkcija automatskog pregleda. Drugi trend je kontinuirano povećanje upotrebe robota.

Energetska učinkovitost u industrijskim procesima sada je postala jedan od glavnih prioriteta.

Na primjer, poluvodičke tvrtke nude 8-bitne aplikacije mikrokontrolera, koje se nalaze u regulacijama pumpi i motora opće namjene, kako bi se smanjila potrošnja energije i tako povećala učinkovitost.

Izvještaj Svjetske banke o razvoju svijeta za 2018. godinu pokazuje dokaze da iako industrijska automatizacija zamjenjuje radnike, inovacije stvaraju nove industrije i radna mjesta.

Povijest

Od svog osnutka industrijska automatizacija postigla je veliki napredak u aktivnostima koje su se prije obavljale ručno.

Industrijska revolucija

Uvođenje prvih motora i parnog stroja stvorilo je novi zahtjev za automatskim upravljačkim sustavima, poput regulatora temperature i regulatora tlaka.

1771. izumljena je prva potpuno automatizirana predionica s pogonom na hidrauličku snagu. 1785. razvijen je automatski mlin za brašno, postajući prvi potpuno automatizirani industrijski postupak.

Ford Motor

1913. godine, Ford Motor Company predstavio je serijsku liniju za proizvodnju automobila koja se smatra jednom od pionirskih vrsta automatizacije u prerađivačkoj industriji.

Prije toga automobil je izgradio tim kvalificiranih i nekvalificiranih radnika. Automatizacija proizvodnje poboljšala je Fordovu stopu proizvodnje i povećala profit.

Sabirna linija i masovna proizvodnja automobila bili su prvi takve vrste u svijetu. Smanjilo je vrijeme sastavljanja automobila s 12 sati na automobil na oko sat i pol.

Napredak u 20. stoljeću

Kontrolne sobe postale su uobičajene u 1920-ima. Do ranih 1930-ih kontrola procesa bila je samo uključena / isključena.

Kontroleri su se počeli uvoditi u 1930-ima, sa mogućnošću izrade izračunatih promjena kao odgovora na odstupanja od kontrolne brojke.

Kontrolne sobe upotrebljavale su svjetla u boji označena radnicima postrojenja da ručno izvrše određene promjene.

Tijekom 1930-ih, Japan je bio lider u razvoju komponenti. Izrađeni su prvi mikroprekidači, zaštitni releji i visoko precizni električni timer.

Japan je 1945. započeo program industrijske obnove. Program se temeljio na novim tehnologijama, za razliku od starinskih metoda koje je ostatak svijeta koristio.

Japan je postao svjetski lider u industrijskoj automatizaciji. Tvrtke za automobile poput Honda, Toyota i Nissan bile su u stanju proizvesti brojne visokokvalitetne, pouzdane automobile.

karakteristike

Mehanizacija je ručno izvršavanje zadatka pomoću motoriziranih strojeva, ali ovisno o ljudskom odlučivanju.

Automatizacija predstavlja dodatni korak ka mehanizaciji, jer zamjenjuje ljudsko sudjelovanje upotrebom naredbi za logično programiranje i moćnih strojeva.

Niži operativni troškovi

Pomoću industrijske automatizacije eliminiraju se troškovi godišnjeg odmora, zdravstvene zaštite i naknada povezanih s ljudskim radnikom. Isto tako, to ne zahtijeva druge beneficije koje imaju zaposlenici, poput penzijskog pokrića, bonusa itd.

Iako je povezan s visokim početnim troškovima, štedi mjesečnu plaću radnika, što dovodi do znatnih ušteda za tvrtku.

Troškovi održavanja povezani s opremom koja se koristi za industrijsku automatizaciju su niži, jer nemaju tendenciju kvarenja. Ako ne uspiju, popravit će ga samo inženjeri informatike i održavanja.

Visoka produktivnost

Iako mnoge tvrtke zapošljavaju stotine proizvodnih ljudi kako bi postrojenje radili u tri smjene najviše 24 sata, još uvijek ga treba zatvoriti za praznike i održavanje.

Industrijska automatizacija zadovoljava cilj tvrtke, omogućavajući proizvodnom pogonu 24 sata dnevno, 7 dana u tjednu i 365 dana u godini. To donosi značajno poboljšanje produktivnosti organizacije.

Visoka kvaliteta

Automatizacija žali na ljudsku pogrešku. Uz to, roboti nemaju nikakvu vrstu iscrpljenosti, što rezultira proizvodima jednolike kvalitete, čak ih izrađuju u različito vrijeme.

Velika fleksibilnost

Ako se na zbirnoj liniji doda novi zadatak, bit će potrebna obuka ljudskog operatera.

S druge strane, roboti se mogu programirati da obavljaju bilo koju vrstu posla. To postupak proizvodnje čini fleksibilnijim.

Velika točnost informacija

Automatizirani prikupljeni podaci omogućuju vam analizu ključnih podataka o proizvodnji, s velikom preciznošću tih podataka, smanjujući troškove skupa.

To omogućava donošenje ispravnih odluka pri pokušaju poboljšanja procesa i smanjenja otpada.

Visoka sigurnost

Industrijska automatizacija može učiniti proizvodnu liniju sigurnom za radnike primjenom robota za upravljanje opasnim situacijama.

Visoki početni troškovi

Početna ulaganja povezana s prebacivanjem s ljudske proizvodne linije na automatsku vrlo su velika.

Uz to, osposobljavanje zaposlenika za rukovanje ovom sofisticiranom novom opremom uključuje znatne troškove.

vrste

Fiksna automatizacija

Koristi se za izvođenje ponavljajućih i fiksnih operacija kako bi se postigle visoke stope proizvodnje.

Zaposlite tim posebne namjene za automatizaciju postupaka fiksnih slijeda ili operacija montaže. Slijed operacija određen je konfiguracijom opreme.

Programirane naredbe nalaze se na strojevima u obliku zupčanika, ožičenja i drugog hardvera koji se ne može lako promijeniti s jednog proizvoda na drugi.

Ovaj oblik automatizacije karakterizira velika početna investicija i visoke stope proizvodnje. Stoga je pogodan za proizvode koji se izrađuju u velikim količinama.

Programirana automatizacija

To je oblik automatizacije za proizvodnju proizvoda u serijama. Proizvodi se proizvode u serijama u rasponu od nekoliko desetaka do nekoliko tisuća jedinica odjednom.

Za svaku novu seriju, proizvodna oprema mora se reprogramirati u skladu s novom vrstom proizvoda. Ovo reprogramiranje zahtijeva vrijeme, s neproduktivnim vremenskim razdobljem, nakon čega slijedi proizvodni ciklus za svaku seriju.

Stope proizvodnje općenito su niže nego u fiksnoj automatizaciji, jer je oprema dizajnirana kako bi se olakšala zamjena proizvoda, a ne imala specijalizacija proizvoda.

Primjeri ovog sustava za automatizaciju su numerički upravljani strojevi, industrijski roboti, čeličane i sl.

Fleksibilna automatizacija

S ovim sustavom osigurava se automatska upravljačka oprema koja pruža veliku fleksibilnost za unošenje promjena za svaki proizvod. To je proširenje programabilne automatizacije.

Nedostatak programibilne automatizacije je vrijeme potrebno za reprogramiranje proizvodne opreme za svaku novu seriju proizvoda. Ovo je izgubljeno vrijeme proizvodnje, što je skupo.

U fleksibilnoj automatizaciji reprogramiranje se vrši brzo i automatski na računalnom terminalu, bez potrebe za korištenjem proizvodne opreme kao takve.

Te se promjene izvršavaju uputama koje su ljudski operatori dali u obliku kodova.

Slijedom toga, nije potrebno grupirati proizvode u serije. Mješavina različitih proizvoda može se proizvesti jedan za drugim.

Prijave

Djelatnost 4.0

Uspon industrijske automatizacije izravno je povezan s "četvrtom industrijskom revolucijom", poznatijom kao Industrija 4.0. Podrijetlom iz Njemačke, Industrija 4.0 obuhvaća brojne uređaje, koncepte i strojeve.

Industrija 4.0 surađuje s industrijskim internetskim stvarima, što je savršena integracija različitih fizičkih predmeta na Internetu, putem virtualnog predstavljanja, te povezivanjem softvera / hardvera kako bi se dodala poboljšanja proizvodnim procesima.

Mogućnost stvaranja pametnije, sigurnije i naprednije proizvodnje moguća je s ovim novim tehnologijama. To otvara pouzdaniju, dosljedniju i učinkovitiju proizvodnu platformu nego prije.

Industrija 4.0 pokriva mnoga područja proizvodnje i nastavit će to raditi s vremenom.

Industrijska robotika

Industrijska robotika je grana industrijske automatizacije koja pomaže u različitim proizvodnim procesima, kao što su obrada, zavarivanje, slikanje, montaža i rukovanje materijalima.

Industrijski roboti koriste razne mehaničke, električne i softverske sustave kako bi omogućili visoku preciznost i brzinu, što daleko nadmašuje bilo koje ljudske performanse.

Ovi su sustavi remontirani i poboljšani do te mjere da jedan robot može raditi 24 sata dnevno uz malo ili nikakvo održavanje. 1997. bilo je u upotrebi 700 000 industrijskih robota, broj se u 2017. povećao na 1,8 milijuna.

Programabilni logički kontroleri

Industrijska automatizacija uključuje programirljive logičke kontrolere (PLC-ove) u proces proizvodnje. One koriste sustav za obradu koji vam omogućuje jednostavno mijenjanje ulaza i izlaza kontrole, jednostavnim programiranjem.

PLC može primati različite ulaze i vraćati različite logičke izlaze. Ulazni uređaji su senzori, a izlazni uređaji motori, ventili itd.

PLC-ovi su slični računalima. Međutim, dok su računala optimizirana za proračune, PLC-i su optimizirani za kontrolne zadatke i uporabu u industrijskim okruženjima.

Izrađeni su na takav način da su za rukovanje vibracijama, visokim temperaturama, vlagom i bukom potrebna samo osnovna programska znanja utemeljena na logici.

Najveća prednost koju PLC-i nude je njihova fleksibilnost. Mogu upravljati nizom različitih upravljačkih sustava. Zbog nepotrebnog ponovnog povezivanja sustava radi promjene upravljačkog sustava. Ova fleksibilnost čini ih profitabilnim za složene i raznolike sustave.

Primjeri

U automobilskoj industriji ugradnja klipova u motor nekada se obavljala ručno, s stupnjem pogreške od 1-1,6%. Trenutno se isti zadatak obavlja s automatiziranim strojem, sa stopom pogreške 0,0001%.

Umjetna inteligencija (AI) koristi se s robotikom za izradu automatskog označavanja, koristeći robotske ruke kao automatske aplikatore za naljepnice i AI za otkrivanje proizvoda koji se trebaju označiti.

Automatizacija u Audiju

U tvornici Audi u Njemačkoj broj robota gotovo je jednak 800 zaposlenih. Obavljaju većinu teških dizanja, kao i potencijalno opasno zavarivanje, kao i zamorno ponavljajuća ispitivanja.

Među prednostima automatizacije u Audiju su i veća produktivnost i manji zahtjev za nekvalificirane radnike.

Roboti korišteni u Audiju ne samo da se brinu o opasnim poslovima koje su prethodno obavljali neobrazovani zaposlenici, već i prikupljaju mnoštvo podataka koji se mogu analizirati i koristiti za poboljšanje rada tvornice.

Međutim, još uvijek postoje zadaci koje roboti ne mogu izvršavati, a ljudi su bolje opremljeni.

Preuzimajući najopasnije zadatke i poboljšavajući učinkovitost i produktivnost tih zadataka, Audi može privući više visoko kvalificiranih i kvalificiranih radnika za obavljanje zadataka usmjerenih na ljude.

Automatizirana proizvodna linija

Sastoji se od niza radnih stanica povezanih prijenosnim sustavom za pomicanje dijelova između stanica.

To je primjer fiksne automatizacije, jer su ove linije obično postavljene za duge proizvodne staze.

Svaka stanica dizajnirana je za obavljanje određene operacije obrade, tako da se dio ili proizvod proizvodi korak po korak, kako napreduje duž linije.

U normalnom radu linije, jedan se dio obrađuje na svakoj postaji, tako da se mnogo dijelova obrađuje istovremeno, što stvara gotov dio sa svakim ciklusom linije.

Razne operacije koje se odvijaju moraju biti pravilno sekvencirane i koordinirane kako bi linija učinkovito djelovala.

Modernim automatiziranim linijama upravljaju programibilni logički kontroleri. Oni mogu izvoditi vrste određivanja vremena i slijeda potrebnih za vaš rad.

Reference

1. Terry M. Brei (2018). Što je industrijska automatizacija? Sure Controls Inc. Preuzeto sa: surecontrols.com.
2. Wikipedija, besplatna enciklopedija (2018). Automatizacija. Preuzeto sa: en.wikipedia.org.
3. Električna tehnologija (2018). Što je industrijska automatizacija - Vrste industrijske automatizacije. Preuzeto sa: electrictechnology.org.
4. Unitronics (2018). Što je industrijska automatizacija? Preuzeto sa: unitronicsplc.com.
5. Encyclopaedia Britannica (2018). Primjene automatizacije i robotike. Preuzeto sa: britannica.com.
6. Adam Robinson (2014). Industrijska automatizacija: kratka povijest primjene u proizvodnji i trenutno stanje i izgledi za budućnost. Cerasis. Preuzeto sa: cerasis.com.
7. Eagle Technologies (2013). Automatizacija tvornica, njemački primjer. Preuzeto sa: eagletechnologies.com.