Автоматизация производственных процессов - необходимость современного производства

В наше время трудно себе представить производственный процесс без автоматизированных линий и установок, передовых технологических комплексов. Все это существенно увеличивает производительность и успешное развитие бизнеса.

Автоматизация производства имеет огромные преимущества перед простой механизацией, или автоматизацией «нулевого» уровня, а именно:

• увеличение количества выпускаемой продукции, существенное уменьшение ее окончательной стоимости и улучшение всех показателей изделий;
• незаменимость, при сложных условиях выполнения и опасных для человека работ;
• значимое повышение долговечности и надежности машинного оборудования;
• уменьшение численности линейных работников персонала, обслуживающих технологические операций;
• повышение безопасности производства и усовершенствование условий труда.

Все это достигается за счет технических средств автоматизации, которые обеспечивают автоматическое: прием, трансмиссию, преобразование, применение и управление производственными процессами, т.е. промышленная автоматика выполняет большинство функций, на которые человек затратил бы колоссальные физические и умственные усилия, действуя при этом в сотни раз быстрее самых опытных специалистов.

Автоматизация производства.

Автоматизация производства представляет собой комплекс совокупных средств, которые позволяют осуществлять сложные производственные процессы в присутствии дежурного оператора, но без участия линейных рабочих, как это было при механизированных средствах оснащения. Автоматизация предполагает дополнительно применять сенсоры (датчики), всевозможные вводные устройства, котроллеры (устройства для управления), исполнительные механизмы и устройства, а также выводные устройства на базе электронной и вычислительной техники.

Автоматизации подвергаются:

• процессы производства;
• стадия проектных изысканий;
• организация производства, его тщательное планирование и управление;
• научно - изыскательские и исследовательские работы;
• бизнес – процессы.

Для того чтобы производство, не зависимо от его масштабов было успешным и конкурентоспособным, необходимо внедрять инновационные технологии в сфере автоматизации, целью которой является выход на более совершенный уровень производства, достижение безошибочности и точности производственных процессов, и чтобы этого достичь, автоматизация рассматривается как «комплекс систем». Эти системы охватывают область управления и сферу проектных работ.

Современную степень технической оснащенности различных предприятий рассматривают в сравнении с предшествующей ступенью технического развития, как обладающую рядом преимуществ, так и имеющую некоторые недостатки. К основным преимуществам можно отнести тот факт, что автоматизация способна заменить человека в опасных условия и при выполнении сложных задач, которые не подвластны человеческим возможностям (по скорости, весу, выносливости), а также она существенно улучшает экономическую составляющую предприятия.

Недостатками автоматизации, некоторые специалисты не совсем обоснованно, считают:

• рост незанятых на производстве людей, из-за вытеснения их автоматизированным оборудованием;
• технические ограничения и большие затраты на разработку и стоимость оснастки.

Основные понятия АТП.

Под АТП понимают комплекс средств и методов, которые реализованы в определенную систему для исполнения производственных задач, в которых человеку отведена роль «наблюдателя», или его участие предусматривается как минимальное. В основу АТП входит принцип перераспределения материальных, информационных и энергетических потоков в соответствии с самым оптимальным критерием управления. В результате такого тотального перевооружения производственных мощностей, образуется высокотехнологичная линия, состоящая из сочетания разработанных программ и технических средств, которые и управляют этим оснащенным оборудованием. Они обычно создаются на единой базе, с которой поступают команды выполнять операционные процессы в виде управляющих пультов (или одного), средств обработки и памяти о ходе протекающей производственной операции, существующих типовых элементов автоматики, а для информационной связи используют промышленные сети.

Принято различать следующие виды технологических процессов, которые были выведены на новый производственный этап:

1. непрерывные;
2. дискретные;
3. гибридные.

Уровни автоматизации.

1. Нулевой уровень – это рабочий цикл с выполнением основных операций человеком, за исключением «рабочих ходов». Другими словами, нулевой уровень автоматизации можно назвать механизацией.

2. Первый уровень – уровень некоторого ограничения технических средств и устройств. При автоматизации первого уровня не внедряются устройства, которые выполняют «холостой ход» на отдельном оборудовании. Первый уровень часто именуют как: «Рабочий автоматический цикл в поточном и серийном производстве», при нем рабочие механизмы и машины не связаны автоматической линией и поэтому, контроль за объектом и транспортировка деталей осуществляется человеком. Такой производственный уровень оснащен полуавтоматами и станками-автоматами.

3. Второй уровень – это полное оснащение технологических циклов автоматическими комплексами. При такой системе автоматизации, все существующие технологические операции выполняются в автоматическом режиме (управление системами, транспортировка, контроль процесса производства, отделение отходов и т.д.). На этом этапе интенсивно внедряются линии – автоматы и гибкие системы. Все составляющие объединены между собой устройствами транспортировки, средствами загрузки и контроля, а также механизмами управления и удаления отходов. Например, если такую автоматическую линию внедрить в процесс обработки шестерни конической редуктора автомобиля, то в результате двадцать линейных работников будут высвобождены, а окупаемость будет достигнута через три года. На автоматических линиях технологическое оборудование всегда компонуется под применяющийся вид транспорта, а связь с ним осуществляется определенными устройствами загрузки в виде: подъемников, манипуляторов, лотков. Здесь также присутствуют рабочие и холостые позиции, так как без них невозможно основательно осмотреть линию и произвести ее обслуживание. Когда в линии присутствует действие человека, то тогда говорят, что такая линия автоматизированная.

4. Третий уровень – это инновационная комплексная автоматизация, она включает в себя все операции производственного процесса, от подготовительного этапа и до испытательного процесса с дальнейшим распределением продукции. Такой вид автоматизации внедряется в производственный процесс, при условии, что все вышеперечисленные уровни были освоены, так как она является высоко оснащенной в техническом плане и требует больших капиталовложений. Такой уровень автоматизации будет рациональным при больших объемах выпускаемой продукции, со стабильной конструкцией и не широкой номенклатурой. Например, она будет рациональна на производственной линии по изготовлению подшипников, элементов машинного оборудования или электрооборудования и др. Если эти условия будут соблюдены, тогда комплексная автоматизация позволит быстро и эффективно развить производство, так как капитальные затраты быстро окупаются. Этот уровень обеспечивает решение задач по автоматическому складированию изделий, а также по внутрицеховой транспортировке изделий с указанным маршрутом, и все это осуществляется на базе ЭВМ. Роль человека сводится к контролю и поддержке оборудования в рабочем состоянии.

Основные принципы АПП.

Независимо от выше перечисленных уровней автоматизации существуют и ее принципы, которые для всех видов будут неизменны, они отражают условия выполнения процесса и устанавливают основные правила автоматизации.

1. Принцип согласованности – при нем все входы и выходы в автоматическом процессе согласовываются, чтобы не допустить сбоя.
2. Принцип интеграции – здесь процесс обязан вливаться в основную организацию производства.
3. Принцип независимости исполнения – исключение или самый минимальный контроль человека.

Автоматизация производственных процессов – это весьма сложный и трудоемкий путь, прежде чем приступить к его осуществлению, нужно провести тщательный анализ технологических и экономических составляющих. В подавляющем большинстве автоматизация производства приносит колоссальные и неоспоримые преимущества в виде: повышения стабильности и качества, скорости и сверхточности управления, параллельного выполнения всех поставленных задач и мгновенного принятия обоснованных решений в стандартных ситуациях.

АПП - современное и высокотехнологичное направление настоящего времени, а в недалеком будущем механические производственные линии будут просто вне конкуренции.