Автоматизация производства: что это такое в промышленности — средства, системы, уровни, принципы и способы механизации производственных процессов

Любые сообщения на тему автоматизации промышленного производства носят один и тот же характер. Выступая на конференциях, специалисты ратуют за максимальную замену ручного труда машинным. Ничего удивительного в подобном положении дел нет, ведь техника справляется с рутинными бизнес-процессами куда лучше людей.

Высокотехнологичным средствам можно делегировать контрольные, операционные и управленческие функции. Научный прогресс на месте не стоит — в мире появляются разные аппараты, способные решать множество задач. Они освобождают человека от тяжелого ручного труда, минимизируют брак и повышают эффективность работы.

Автоматизация производства и производственных процессов — что это такое

За соответствующим определением скрывается мероприятие по внедрению механизмов или программного обеспечения в изначально мануфактурные линии. Оно приводит к ситуации, когда за выполнение большей части технологических операций начинают отвечать не люди, а специализированные машины. В оптимизации такого типа сегодня нуждаются все компании — от металлургических до пищевых. Бизнес выигрывает по всем направлениям, получая увеличенную прибыль и минимизируя различные издержки.

Основные цели

Верно автоматизированный завод обладает множеством преимуществ. На территории подобного предприятия:

• работники освобождены от тяжелой в физическом плане нагрузки;
• наблюдается заметное снижение случаев поставки брака;
• повышается качество продукции и расширяется каталогов;
• уменьшается численность персонала, а значит, сокращаются расходы на выплату зарплат.

Перечисленные факторы — это задачи, которые предприниматели и стараются решить путем делегирования машинам выполнение рабочих операций.

Сферы применения

Самый яркий пример автоматизированной системы производства — это простой конвейер. Он подает детали самостоятельно, освобождая человека от необходимости переносить части конструкций в руках или на тележках. Конвейерные линии, а также иные аналогичные решения, необходимы:

• сельскому и фермерскому хозяйству;
• металлургии;
• тяжелой промышленности;
• машиностроению;
• торговле;
• медицине;
• энергетике.

Важно понимать, что оптимизация не претендует на абсолютное вытеснение ручного или интеллектуального человеческого труда. Наоборот, она делает работу более комфортной, избавляя людей от рутины.

Типы автоматизации

Направлений автоматизационных процессов шесть. Они делятся на группы в зависимости от формата эксплуатируемого оборудования.

NC

Применение машин с числовым управлением — станков с алгоритмами под конкретные действия. Операторам остается только устанавливать, тестировать, настраивать и проверять конструкции, а также размещать и забирать материалы.

IT

Использование информационных технологий — специализированного софта, нацеленного на получение, обработку, хранение и передачу данных. Компьютеры анализируют сведения лучше людей, не допуская банальных ошибок.

FMS

Эксплуатация гибких промышленных систем. Они совершают полные технологические циклы без участия специалистов, подстраиваясь под условия. Пример такого средства автоматизации производства — это любой аппарат с бесперебойным питанием.

Роботы

Задействование автономных машин, отвечающих за погрузочные или разгрузочные работы, сварку, сборку деталей, упаковку продукции и другую рутину. Их внедряют не повсеместно, а на территориях отдельных мануфактурных участков.

Экосистемы проектирования

Применение программ и приложений для решения прикладных задач. Речь идет о популярных пакетах формата CAD, CAM, CAE и пр. Они позволяют формировать алгоритмы для оборудования или прогнозировать качество итоговых изделий.

CIM

Интегрированные компьютеры, контролирующие деятельность цехов посредством единых цифровых интерфейсов. Играют роли платформ для мониторинга, выводящих данные о состоянии различных участков на экраны в режиме реального времени.

Виды и уровни систем автоматизации современного промышленного производства

Эксперты выделяют четыре степени оптимизации технологического процесса. Все группы сформированы по принципу оценки объема участия машин в работе того или иного предприятия. На нулевом этапе роботов нет, а на полном им делегируют большую часть основных действий (за исключением менеджмента со стратегическим планированием или дел, нуждающихся в креативном подходе).

Уровневая структура применима к любым типам автоматизационных программных и аппаратных комплексов. Например, продукты «Клеверенс» («Склад-15» или «Учет-15») могут внедряться как повсеместно, в состав целого коммерческого предприятия, так и поэтапно, для решения конкретного спектра задач. Вне зависимости от ситуации, решения будут автоматизировать бизнес-процессы.

Нулевой

Устройства по типу роботов и специализированного ПО на заводе нет. Они отсутствуют по трем причинам: из-за недостатка финансовых ресурсов, экономической нецелесообразности и невозможности замены человеческого труда. Явление редкое, особенно если речь идет о более или менее крупных промышленных комплексах.

Частичный

Роботизация охватывает только часть оборудования или определенные участки разных технологических цепочек. Например, есть только станки с ЧПУ, не объединенные в рабочую систему. Подобные уровни появляются в тех случаях, если предприниматели не могут определиться, для чего им нужна автоматизация труда на производстве.

Комплексный

Полная оптимизация некоторых цехов и линий. Обеспечивает функционирование среды без участия со стороны людей. Задача персонала сводится к контролю техники, периодическим настройкам, проверкам, обслуживанием и испытаниям. В таком режиме действуют практически все современные российские предприятия.

Полный

Стопроцентное делегирование работ машинам. Оборудование отвечает за все — от стартового проектирования до контроля качества. Явление не менее редкое, чем нулевой уровень механизации. На возведение соответствующей инфраструктуры приходится тратить внушительный объем сил и финансов.

Принципы автоматизации производства

Владельцу бизнеса, желающему автоматизировать, например, завод, предстоит не только приобрести определенные аппараты, но и выстроить из них целочисленную экосистему. Для этого нужно соблюсти определенные регламенты, которые придают работе:

• согласованность — синхронизация выполняемых операций;
• гибкость — возможность замены отдельных составляющих;
• завершенность — обеспечение результата без промежуточного делегирования;
• комплексную интеграцию — высокое качество настройки БП;
• независимость — снижение степени влияния человеческого фактора.

Представленные принципы были сформированы в результате продолжительных исследований и тестов. Соблюдать их необходимо обязательно — в противном случае затраты на приобретение соответствующих деталей не окупятся.

Средства автоматизации промышленного производства

Каталоги техники, инструментов и софта для возведения хорошей автоматизационной инфраструктуры огромны. Выбирать между разными пакетами следует внимательно, отталкиваясь от собственных задач и индивидуальных запросов. Иначе повышается риск закупки слишком функционального и дорогого либо относительно слабого, но дешевого решения. В обеих ситуациях смысла от внедрения будет мало.

Программно-аппаратный комплекс

Совокупность агрегатов и приложений, способных решать типовые задания. В числе ключевых особенностей такого набора:

• наличие удобного административного интерфейса;
• быстрый старт благодаря скорой установке и настройке;
• минимальная вероятность аварий;
• возможность централизованного управления.

Примерами ПАК становятся среды видеонаблюдения, машины для врачебного диагностирования или терминалы, формирующие цифровые очереди.

Линии автоматики

По определению, автоматизация технологии управления производством создана для упрощения процесса выпуска серийных товаров. В рамках многих современных предприятий действуют целые линейные участки, через которые в определенных последовательностях проходят детали продуктов. Их делят на группы в зависимости:

• от способа транспортировки;
• от метода связки элементов.

Без соответствующих конструкций сегодня не может функционировать ни один более или менее крупный машиностроительный завод. Конвейеры применяются и в других областях — от энергетики до судопроизводства.

Роботизированная техника

Роботы востребованы как в малых, так и больших бизнес-проектах. Они имеют следующие преимущества:

• отличаются точностью выполнения работ;

• минимизируют ошибочные действия;
• сокращают финансовые издержки;
• легко перенастраивают параметры;
• оптимизируют рабочий процесс.

Несмотря на относительно высокую цену, такие аппараты закупаются для выполнения погрузок и разгрузок, обработки деталей, сварки или контроля качества.

1C:ERP

Специализированный софт, способный решать множество задач. Помогает в планировании и распределении бюджетов, ведении учета трудовых затрат, формировании графиков, детализации техпроцессов и координации цехов.

SCADA

Мониторинговая сеть, функционирующая на базе многочисленных датчиков. Собирает, хранит и обрабатывает информацию о деятельности разных участков. Самостоятельно готовит отчетность, обеспечивает интеграции с внешними приложениями и позволяет повысить эффективность отдельных управленческих решений.

Руководство по внедрению средств автоматического контроля и других систем автоматизации на производстве

Как правило, оптимизированная инфраструктура внедряется в пять этапов. На старте предприниматель проводит базовый анализ и выявляет собственные потребности, на финише — ищет подрядчика или формирует новый отдел, эксперты которого возьмет ответственность за работу.

Определение целей

Первое, что нужно сделать — это разобраться с мотивами установки соответствующего комплекса. В числе возможных целей: расширение каталога выпускаемых товаров, оптимизация процессов, минимизация ручного труда и пр. У каждой организации задачи будут своими, зависящими от ее нужд и актуальных возможностей.

Разработка стратегии

Залогом успеха становится долгосрочное планирование. При составлении стратегии важно сначала оцифровать и изучить все БП, а затем постараться модернизировать их по максимуму. Таким образом, удастся создать черновой проект будущей работы, заложить необходимый запас финансовой прочности и освоить операционку.

Выбор оборудования

Автоматизация производственных процессов на промышленных предприятиях — это мероприятие, невозможное без внушительных затрат. Специалистам потребуется подобрать и приобрести много единиц техники (пусковые элементы, регулирующие щиты, контроллеры, выключатели).

Проектирование

Затем следует сформировать ключевую документацию, закрепив на бумаге все выводы, полученные на этапе разработки стратегии. В бумагах отражаются сведения о масштабах работы, выкладки о закупаемых устройствах, подробные описания средств управления и планы конфигурации и расположения сопутствующего оборудования.

Поиск подрядчика

Справиться с подобными задачами самостоятельно может только очень крупная компания, готовая собрать профильный отдел. Остальным предприятиям приходится обращаться за поддержкой к контрагентам. Они берут на себя ответственность за пару комплексов — защиту инфраструктуры от внешних воздействий и техобслуживание.

В каких случаях необходима полная автоматизация производства — примеры

Кейсов, когда корпорации успешно справлялись с заданиями по возведению таких экосистем, на самом деле очень много. Показательным становится каждый более или менее масштабный случай. Ознакомиться с примерами перед стартом работ нужно обязательно. Таким образом, удастся избежать типовых ошибок и перенять опыт, уже успевший доказать свою безоговорочную эффективность.

Выпуск строительных материалов

ISOMO, бельгийская компания-производитель пенополистирольных плит, занялась оптимизацией производственного процесса в 2011 году. Старые технологические цепочки не могли взаимодействовать с малогабаритными товарами, в которых, как оказалось, рынок нуждался очень сильно.

Эксперты ввели в эксплуатацию новый промышленный участок, оборудованный парой роботов марки FANUC. Благодаря модернизации, компания сумела сократить БП с трех рабочих смен до двух, существенно минимизировав издержки.

Поставка косметики

Российский концерн L`Oreal решил оптимизировать мануфактуру в 2021-м. Завод, расположенный рядом с Калугой, оснастили роботизированной установкой дельта-формата ABB IRB 360 FlexPicker. Основная функция прибора — перекладывание тюбиков с краской для волос в отдельный контейнер.

В результаты специалисты добились повышения производительности более, чем в два раза. Соответственно, увеличились и прибыли, что и привело к формированию предельно наглядного и успешного кейса.

Работа в сфере пищевой промышленности

Peka Kroef (Нидерланды) занимается выпуском картофельной продукции. На территории принадлежащего ей заводского комплекса сегодня функционируют сразу несколько роботов бренда FANUC. Аппараты загружают сырье в большие автоклавы, а за ходом выполнения операций следят всего лишь пять сотрудников.

Машины действуют безошибочно, в рамках строжайшего графика. Польза от их внедрения оказалась очевидной. Корпорации удалось увеличить ассортимент примерно в полтора раза, из-за чего повысились и генерируемые доходы.

Подведем итоги

Мы рассказали, как автоматизировать производство, и что включает в себя автоматизация. Важно помнить о том, что оптимизация такого типа применима не только к промышленности. Торговые или маркетинговые команды также могут повышать эффективность своего труда, внедряя современные программные и аппаратные комплексы. За поставку таких решений отвечают, в том числе и разработчики компании Cleverence. Софт «Склад-15» или «Магазин-15» позволят оптимизировать рутинные бизнес-процессы на предприятии.

Вопросы и ответы

Где применяется автоматизированная производственная инфраструктура?

Фактически везде. В соответствующих проектах нуждаются сельскохозяйственные, металлургические, тяжелопромышленные, машиностроительные, медицинские или энергетические предприятия.

Что такое полная автоматизация производственного цикла?

За соответствующим определением скрывается процесс полного делегирования операций машинам. Речь идет о по-настоящему умных роботах, которые выполняют работу на всех этапах выпуска товаров: от предварительного проектирования до итогового контроля качества.

Какие основные преимущества автоматизации производства?

Освобождение работников от тяжелой физической нагрузки, заметное снижение случаев поставки брака, улучшение качественных характеристик продукции, расширение каталогов и уменьшение численности персонала.

Количество показов: 26289