Автоматизация промышленных производств
Для достижения экономического роста в различных сферах производства во всем мире используются достижения научно-технического прогресса. Важным направлением этого процесса является автоматизация промышленных производств (АПП). Для внедрения АПП существуют специализированные компании, которые осуществляют разработку и монтаж систем автоматизации. Зачастую для успешной реализации мероприятий по автоматизации производства такие компании предварительно проводят аутсорсинг производственных процессов.
Виды АПП
Производственная автоматизация бывает трех типов:
- Частичная – автоматизируют только некоторые виды оборудования, операции на которых сложны или недоступны для выполнения человеком – оператором.
- Комплексная - производится на технологической цепочке цеха или узла при выполнении определенной задачи.
- Полная – контроль и управление процессами осуществляется с помощью специального оборудования на всех этапах производства. Такая автоматизация осуществляется при наличии устойчивого производственного процесса или в случаях, когда условия работы слишком трудны и опасны для человека.
Оборудование и ПО
При автоматизации производства могут применяться различные средства, как относительно простые, так и сложные в виде программно-технических комплексов:
- Станки с числовым программным управлением (ЧПУ). Данные агрегаты запрограммированы на выполнение определенных операций. Весь технологический процесс производится под управлением электроники. Человек только производит настройку, загружает заготовки и снимает готовые детали. Такие средства позволяют получать качественные изделия, а для перенастройки их для производства изделия другого типа достаточно сменить программу из базы данных.
- Роботы. Роботы выполняют сложные работы, облегчая человеческий труд. Такие устройства могут работать на погрузке тяжелых и опасных предметов, вести сварку, отделку, сборку. Существуют роботы различных типов. Например, автономные роботы работают по программам и в случае необходимости могут корректировать свои действия. Такие механизмы часто используются на конвейерах.
- Гибкие производственные системы (ГПС). Данные комплексы позволяют автоматизировать выполнение полного цикла изготовления продукции в изменяющихся условиях. В случае каких-либо изменений среды (например, неполадок) система адаптируется. При этом может меняться порядок операций или корректироваться дизайн изделия.
- Системы компьютерного интегрирования (СКИ). Это высшая степень АПП. При этом участие человека в процессе производства становится минимальным. СКИ подразумевает, что ИТ используются не только для автоматизации технологий и оборудования, но и для управления и принятия решений. При этом создается информационная среда с общей базой данных, с помощью которой можно наблюдать за всеми сегментами производственного процесса.
- Информационные технологии (ИТ). Эти средства автоматизации охватывают интеллектуальную сферу труда. Они направлены на различные методы получения, хранения и обработки информации. Такие технологии используются, в том числе, при создании программного обеспечения (ПО), необходимого для нормальной работы других средств АПП. Например, с помощью систем автоматизированного проектирования (САПР) создается ПО для работы станков с ЧПУ, позволяющее изготовить сложные детали высокого качества.
Разработка и внедрение
Разработка и внедрение АПП состоит из ряда работ, объединенных в стадии и этапы (ГОСТ 34601-90).
На начальных стадиях разработки системы АПП производится формирование требований к системе и разработка ее концепции. При этом оцениваются требования заказчика, изучаются свойства объекта автоматизации и разрабатываются варианты реализации системы. На этапах проектирования разрабатывается окончательный вариант АПП и соответствующая документация. Далее разрабатывается программное обеспечение.
На стадии ввода и внедрения производятся следующие операции:
- подготовка объекта и персонала;
- комплектование системы ПО и техническими устройствами;
- работы по монтажу;
- наладочные работы;
- проведение испытаний системы.
После сдачи системы АПП осуществляется ее сопровождение (гарантийные работы и послегарантийное обслуживание).
Достоинства и недостатки
Основные достоинства систем АПП:
- повышение качества продукции;
- увеличение производительности труда;
- экономия ресурсов и материалов
- улучшение условий труда и безопасности;
- рост общей эффективности производства;
- увеличение прибыли предприятия.
Наряду с достоинствами внедрение АПП создает определенные проблемы. К ним можно отнести усложнение производства, требующего нового оборудования и переквалификации персонала, рост безработицы, связанной с уменьшением числа необходимых специалистов, уязвимость системы к взлому и техническим неполадкам.
Эти проблемы можно нивелировать правильной организацией контроля, подбором грамотного персонала, защитой данных и своевременным техническим обслуживанием. В этом случае плюсы использования автоматизации окажутся значительно весомее ее минусов.
