היסטוריה אוטומציה תעשייתית, מאפיינים, סוגים ויישומים

ה אוטומציה תעשייתית היא הטכנולוגיה המשמשת, באמצעות מערכות בקרה כגון מחשבים, רובוטים וטכנולוגיות מידע, כדי לאפשר הפעלה אוטומטית של מכונות ותהליכים שונים בתעשייה, ללא צורך מפעילי אנוש.

היא מבקשת להחליף את קבלת ההחלטות של בני האדם ואת הפעילויות הידניות של תגובת הפיקוד, תוך שימוש בציוד ממוכן ובפקודות תכנות לוגיות.

בעבר, המטרה של אוטומציה היתה להגדיל את הפרודוקטיביות, שכן מערכות אוטומטיות יכול לפעול 24 שעות ביממה, ולהפחית את העלות הקשורה מפעילי אנוש, כגון משכורות והטבות..

אוטומציה זו הושגה באמצעים שונים, כגון מכשירים מכניים, הידראוליים, פניאומטיים, חשמליים, אלקטרוניים ומחוברים, בדרך כלל משולבים זה עם זה.

בין בקרי המטרה הכללית לתהליכים תעשייתיים: בקרי לוגיקה ניתנים לתכנות, מודולי I / O עצמאיים ומחשבים.

אינדקס

• 1 המצב הנוכחי
• 2 היסטוריה
  • 2.1 המהפכה התעשייתית
  • 2.2 פורד מוטור
  • 2.3 ההתקדמות במאה ה -20
• 3 מאפיינים
  • 3.1 עלויות תפעול נמוכות יותר
  • 3.2 תפוקה גבוהה
  • 3.3 באיכות גבוהה
  • 3.4 גמישות גבוהה
  • 3.5 דיוק גבוה של מידע
  • 3.6 אבטחה גבוהה
  • 3.7 עלות ראשונית גבוהה
• 4 סוגים
  • 4.1 אוטומציה קבועה
  • 4.2 אוטומציה ניתנת לתכנות
  • 4.3 אוטומציה גמישה
• 5 יישומים
  • 5.1 תעשייה 4.0
  • 5.2 רובוטיקה תעשייתית
  • 5.3 בקרי לוגיקה ניתנים לתכנות
• 6 דוגמאות
  • 6.1 אוטומציה באאודי
  • 6.2 קו ייצור אוטומטי
• 7 הפניות

המצב הנוכחי

לאחרונה, האוטומציה התעשייתית מצאה קבלה הולכת וגוברת של סוגים שונים של התעשייה, בשל היתרונות העצומים שלה בתהליך הייצור, כגון עלייה בפריון, איכות, גמישות ובטיחות בעלויות נמוכות..

כמו כן יש יתרונות בחסכון בעבודה, בעלויות החשמל ובעלויות החומר, כמו גם ברמת דיוק גבוהה יותר במדידות.

מגמה חשובה היא שימוש גדול יותר של חזון מלאכותי לספק פונקציות בדיקה אוטומטית. מגמה נוספת היא הגידול המתמשך בשימוש ברובוטים.

יעילות האנרגיה בתהליכים התעשייתיים הפכה כיום לאחד העדיפויות הגבוהים ביותר.

לדוגמה, חברות מוליכים למחצה מציעות יישומי מיקרו-בקרים של 8 סיביות, הנמצאות בפקדים של מנועי משאב ומשאבה, במטרה להפחית את צריכת החשמל ובכך להגביר את היעילות.

דוח הפיתוח העולמי של הבנק העולמי 2018 מראה ראיות לכך שאוטומציה תעשייתית מחליפה עובדים, החידוש יוצר תעשיות חדשות ומשרות חדשות.

היסטוריה

מאז הקמתה, אוטומציה תעשייתית עשה התקדמות רבה בין פעילויות שבוצעו בעבר באופן ידני.

המהפכה התעשייתית

הנהגת המנועים הראשונים ומנוע הקיטור יצרה דרישה חדשה למערכות בקרה אוטומטיות, כגון רגולטורי טמפרטורה ווסת לחץ.

בשנת 1771 הראשון לחלוטין אוטומציה ספין טחנת הומצא, מופעל על ידי כוח הידראולי. בשנת 1785 פותחה טחנת קמח אוטומטית, והפכה לתהליך תעשייתי מלא אוטומטי לחלוטין.

פורד מוטור

בשנת 1913, פורד מוטור החברה הציגה קו הרכבה לייצור רכב זה נחשב לאחד החלוצים סוגים של אוטומציה בתעשייה.

לפני כן, מכונית נבנתה על ידי צוות של עובדים מיומנים ובלתי מקצועיים. אוטומציה של הייצור השתפרה פורד שיעורי הייצור והגדילה את הרווחים.

קו הייצור וההפקה ההמונית של כלי הרכב היו הראשונים מסוגו בעולם. צמצמו את זמן ההרכבה של המכונית מ 12 שעות למכונית עד כשעה וחצי.

ההתקדמות במאה ה -20

חדרי הבקרה הפכו נפוצים בשנות העשרים של המאה ה -20 ועד ראשית שנות ה -30 של המאה ה -20, בקרת התהליכים הייתה רק על / כיבוי.

בשנות ה -30 של המאה ה -20 החלו הבודדים להציג את היכולת לבצע שינויים מחושבים בתגובה לסטיות מדמות בקרה.

חדרי הבקרה השתמשו באורות צבע מקודדים כדי לשלוח אותות לעובדי הצמח לבצע שינויים מסוימים באופן ידני.

במהלך 1930, יפן היתה מובילה בפיתוח רכיבים. מתג המיקרו הראשון, ממסרי ההגנה והטיימר הדייקטי הגבוה פותחו.

בשנת 1945 יזמה יפן תוכנית של שיקום תעשייתי. התוכנית התבססה על טכנולוגיות חדשות, בניגוד לשיטות המיושנות ששימשו את שאר העולם.

יפן הפכה למובילה עולמית בתחום האוטומציה התעשייתית. חברות רכב כגון הונדה, טויוטה וניסאן יכולות לייצר מכוניות אמינות רבות ואיכותיות.

תכונות

מיכון הוא מבצע ידני של משימה באמצעות מכונות ממונעות, אך בהתאם קבלת החלטות האדם.

האוטומציה מייצגת צעד נוסף למיכון, שכן היא מחליפה את ההשתתפות האנושית בשימוש בפקודות תכנות לוגיות ובמכונות רבות עוצמה.

עלויות תפעול נמוכות יותר

עם אוטומציה תעשייתית עלויות של חופשות, טיפול רפואי ובונוסים הקשורים לעובד אנושי בוטלו. כמו כן, היא אינה דורשת הטבות אחרות שיש לעובדים, כגון כיסוי פנסיוני, בונוסים וכו '..

למרות שזה קשור עלות הראשונית גבוהה, זה חוסך את המשכורת החודשית של העובדים, אשר מוביל לחיסכון משמעותי עבור החברה..

עלות התחזוקה המשויכת לציוד המשמש לאוטומציה תעשייתית נמוכה יותר, משום שבדרך כלל הם אינם נשברים. אם הם נכשלים, רק מהנדסי מחשבים ותחזוקה צריכים לתקן אותו.

פרודוקטיביות גבוהה

בעוד חברות רבות לשכור מאות אנשי ייצור כדי להפעיל את המפעל שלוש משמרות במשך מקסימום של 24 שעות, זה עדיין צריך להיות סגור לחגים ותחזוקה.

המיכון התעשייתי עומד ביעדי החברה, ומאפשר למפעל הייצור לפעול 24 שעות ביממה, 7 ימים בשבוע ו -365 ימים בשנה. זה מביא לשיפור משמעותי בפריון של הארגון.

באיכות גבוהה

האוטומציה מפייסת את השגיאה הקשורה לאדם. בנוסף, רובוטים אין שום סוג של תשישות, וכתוצאה מכך מוצרים באיכות אחידה, אפילו ייצור בזמנים שונים.

גמישות גבוהה

אם תוסיף משימה חדשה לקו ההרכבה, היא תידרש עבור מפעיל האדם של אימון.

מצד שני, רובוטים יכול להיות מתוכנת לעשות כל סוג של עבודה. זה הופך את תהליך הייצור גמיש יותר.

דיוק גבוהה של מידע

הנתונים האוטומטיים שנאספו מאפשרים לנתח מידע ייצור מפתח, עם דיוק רב של נתונים אלה, הפחתת העלות של הידור.

זה מאפשר לקבל החלטות נכונות כאשר מנסים לשפר תהליכים ולהפחית את הפסולת.

אבטחה גבוהה

אוטומציה תעשייתית יכולה להפוך את קו הייצור בטוח לעובדים על ידי פריסת רובוטים לתמרן מצבים מסוכנים.

עלות ראשונית גבוהה

ההשקעה הראשונית הקשורה לשינוי מקו ייצור אנושי לאוטומטי היא גבוהה מאוד.

בנוסף, הכשרה עובדים להתמודד עם ציוד חדש ומתוחכם זה כרוך בעלויות משמעותיות.

סוגים

אוטומציה קבועה

הוא משמש לביצוע פעולות חוזרות וקבועות על מנת להשיג שיעורי ייצור גבוהים.

היא משתמשת ציוד מטרה ספציפית כדי להפוך תהליכים רצף קבוע או פעולות הרכבה. רצף הפעולות נקבע על ידי תצורת הציוד.

פקודות מתוכנתים כלולים במכונות בצורה של הילוכים, חיווט וחומרה אחרת שלא ניתן לשנות בקלות ממוצר אחד למשנהו.

צורה זו של אוטומציה מאופיין בהשקעה ראשונית גבוהה ושיעורי ייצור גבוהים. לכן, הוא מתאים למוצרים שנעשים בכמויות גדולות.

אוטומציה לתכנות

זהו סוג של אוטומציה לייצור מוצרים בקבוצות. המוצרים מיוצרים בקבוצות הנעות בין כמה עשרות עד כמה אלפי יחידות בכל פעם.

עבור כל אצווה חדשה, ציוד הייצור חייב להיות מתוכנת מחדש כדי להתאים אותו לסוג החדש של המוצר. זה תכנות מחדש דורש זמן, לאחר תקופה לא פרודוקטיבי של זמן ואחריו לרוץ של הייצור עבור כל אצווה.

שיעורי הייצור הם בדרך כלל נמוכים יותר מאשר אוטומציה קבועה, כי הציוד נועד להקל על שינוי של המוצר, במקום התמחות של המוצר.

דוגמאות של מערכת אוטומציה זו הן מכונות נשלטות באופן מספרי, רובוטים תעשייתיים, מפעלי פלדה וכו '..

אוטומציה גמישה

עם מערכת זו מספקת ציוד בקרה אוטומטי, אשר מספק גמישות רבה לבצע את השינויים עבור כל מוצר. זהו הרחבה של אוטומציה לתכנות.

החיסרון של אוטומציה לתכנות הוא הזמן הדרוש כדי תכנות מחדש של ציוד הייצור עבור כל אצווה חדשה של המוצר. זה איבד זמן הייצור, וזה יקר.

ב אוטומציה גמישה, תכנות מחדש נעשה במהירות ובאופן אוטומטי במסוף המחשב, מבלי להשתמש בציוד הייצור ככזה.

שינויים אלה נעשים באמצעות הוראות שניתנו בצורה של קודים על ידי מפעילי אנוש.

כתוצאה מכך, אין צורך לקבץ את המוצרים בקבוצות. זה יכול לייצר תערובת של מוצרים שונים, אחד אחרי השני.

יישומים

תעשייה 4.0

עליית אוטומציה תעשייתית קשורה ישירות "המהפכה התעשייתית הרביעית", אשר ידוע יותר בתור תעשייה 4.0. במקור מגרמניה, התעשייה 4.0 מכסה מכשירים רבים, מושגים ומכונות.

תעשיית 4.0 עובדת עם האינטרנט התעשייתי של דברים, שהוא שילוב מושלם של אובייקטים פיזיים שונים באינטרנט, באמצעות ייצוג וירטואלי, עם תוכנה / חומרה כדי להתחבר על מנת להוסיף שיפורים בתהליכי הייצור.

היכולת ליצור ייצור חכם, בטוח יותר ומתקדם אפשרי עם טכנולוגיות חדשות אלה. לפתוח פלטפורמה אמין יותר, עקבית ויעילה יותר מאשר בעבר.

התעשייה 4.0 מכסה אזורים רבים של ייצור ימשיך לעשות זאת עם הזמן עובר.

רובוטיקה תעשייתית

רובוטיקה תעשייתית היא ענף של אוטומציה תעשייתית המסייע בתהליכי ייצור שונים, כגון עיבוד, ריתוך, ציור, הרכבה וטיפול בחומרים.

רובוטים תעשייתיים משתמשים במערכות מכניות, חשמליות ותוכנה שונות כדי לאפשר דיוק ומהירות גבוהות, אשר חורגות בהרבה מכל ביצועים אנושיים.

מערכות אלו תוקנו ושיפרו עד כדי כך שרובוט יחיד יכול לפעול 24 שעות ביממה עם תחזוקה מועטה בלבד. בשנת 1997 היו 700,000 רובוטים תעשייתיים בשימוש, מספר גדל ל -1.8 מיליון בשנת 2017.

בקרי לוגיקה ניתנים לתכנות

אוטומציה תעשייתית משלבת בקרי לוגיקה מתוכנתים (PLC) בתהליך הייצור. אלה להשתמש במערכת עיבוד המאפשר לשנות את קלט קלט פלט, על ידי תכנות פשוט.

PLC יכול לקבל מגוון רחב של תשומות ולהחזיר מגוון של תפוקות לוגיות. התקני הקלט הם חיישנים והתקני הפלט הם מנועים, שסתומים וכו '..

הבקרים דומים למחשבים. עם זאת, בעוד מחשבים ממוטבים לחישובים, הבקרים הם אופטימיזציה עבור משימות בקרה ושימוש בסביבות תעשייתיות.

הם בנויים בצורה כזו שרק ידע בסיסי של תכנות המבוסס על לוגיקה יש צורך להתמודד עם תנודות, טמפרטורות גבוהות, לחות ורעש.

היתרון הגדול ביותר המוצע על ידי הבקרים הוא הגמישות שלהם. הם יכולים להפעיל מגוון של מערכות בקרה שונות. הם עושים את זה מיותר rewire מערכת כדי לשנות את מערכת הבקרה. גמישות זו הופכת אותם לרווחיים למערכות מורכבות ומגוונות.

דוגמאות

בתעשיית הרכב, התקנת בוכנות במנוע בוצעה באופן ידני, עם שיעור שגיאה של 1-1.6%. נכון לעכשיו, אותה משימה נעשית עם מכונה אוטומטית, שיש שיעור שגיאה של 0.0001%.

בינה מלאכותית (AI) משמשת עם רובוטיקה כדי להפוך תיוג אוטומטי, באמצעות זרועות רובוטית כמו applicators תווית אוטומטית, ו- AI כדי לזהות את המוצרים להיות מתויג.

אוטומציה ב אאודי

במפעל אאודי בגרמניה מספר הרובוטים כמעט שווה ל -800 עובדים. הם עושים את רוב העבודה הכבדה, כמו גם ריתוכים מסוכנים, כמו לעשות בדיקות חוזרות ונשנות.

בין היתרונות של אוטומציה ב אאודי הם פרודוקטיביות גבוהה הרבה יותר דרישות נמוכות יותר עבור עובדים ללא הכשרה.

הרובוטים המשמשים באאודי אינם אחראים רק על העבודה המסוכנת שעובדים לא מאומנים עשו בעבר, אלא גם אוספים כמות גדולה של נתונים שניתן לנתח ולהשתמש בהם כדי לשפר את פעולת המפעל.

עם זאת, יש עדיין משימות רובוטים לא יכול לבצע ובני אדם מוכנים טוב יותר להתמודד.

על ידי לקיחת משימות מסוכנות ביותר ולשפר את היעילות ואת הפרודוקטיביות של משימות אלה, אאודי יכול למשוך יותר עובדים מאומנים והתמחות לבצע משימות התמקדו האדם.

קו ייצור אוטומטי

הוא מורכב מסדרה של תחנות עבודה המחוברות למערכת העברה להעברת חלקים בין תחנות.

זוהי דוגמה של אוטומציה קבועה, שכן קווים אלה מוגדרים בדרך כלל עבור ייצור ארוך פועל.

כל תחנה מתוכננת לבצע פעולת עיבוד ספציפית, כך שהפיסה או המוצר נעשים צעד אחר צעד, כפי שהיא נעה לאורך הקו.

בפעולה הרגילה של הקו, חתיכה מעובדת בכל תחנה, כך חלקים רבים מעובדים בו זמנית, לייצר חתיכת סיים עם כל מחזור של הקו.

פעולות שונות המתרחשות חייב להיות רצף ומתואמת כראוי, כך הקו פועל ביעילות.

קווים אוטומטיים מודרניים נשלטים על ידי בקרי לוגיקה לתכנות. אלה יכולים לבצע את סוגי תזמון פונקציות רצף הנדרש לפעולתם.

הפניות

1. טרי בריי (2018). מהו אוטומציה תעשייתית? בטוח שולט בע"מ נלקח מ: surecontrols.com.
2. ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית (2018). אוטומציה מתוך: en.wikipedia.org.
3. טכנולוגיית חשמל (2018). מה זה אוטומציה תעשייתית סוגי אוטומציה תעשייתית. נלקח מתוך: electrictechnology.org.
4. יוניטרוניקס (2018). מהו אוטומציה תעשייתית? נלקח מ: unitronicsplc.com.
5. אנציקלופדיה בריטניקה (2018). יישומים של אוטומציה ורובוטיקה. נלקח מ: britannica.com.
6. אדם רובינסון (2014). אוטומציה תעשייתית: קיצור תולדות יישום היישומים והמדינה הנוכחית ועתיד העתיד. סראסיס נלקח מ: cerasis.com.
7. Eagle Technologies (2013). אוטומציה במפעל, כדי דוגמה גרמנית. נלקח מ: eagletechnologies.com.