Автоматизация технологических процессов

Автоматизация производственных процессов – основное направление, по которому в настоящее время продвигается производство во всем мире. Все, что раньше выполнялось самим человеком, его функции, не только физические, но и интеллектуальные, постепенно переходят к технике, которая сама выполняет технологические циклы и осуществляет контроль за ними. Вот такое теперь генеральное русло современных технологий. Роль человека во многих отраслях уже сводится лишь к контролеру за автоматическим контролером.

В общем случае под понятием «управление технологическим процессом» понимают совокупность операций, необходимых для пуска, остановки процесса, а также поддержания или изменения в требуемом направлении физических величин (показателей процесса). Осуществляющие технологические процессы отдельные машины, агрегаты, аппараты, устройства, комплексы машин и аппаратов, которыми необходимо управлять, в автоматике называют объектами управления или управляемыми объектами. Управляемые объекты весьма разнообразны по своему назначению.

Автоматизация технологических процессов – замена физического труда человека, затрачиваемого на управление механизмами и машинами, работой специальных устройств, обеспечивающих это управление (регулирование различных параметров, получение заданной производительности и качества продукта без вмешательства человека).

Автоматизация производственных процессов позволяет во много раз увеличивать производительность труда, повышать его безопасность, экологичность, улучшать качество продукции и более рационально использовать производственные ресурсы, в том числе, и человеческий потенциал.

Автоматизация технологических процессов и производств не означает, что эти процессы возможны без труда человека. Труд людей и сегодня остается основой производства, меняется лишь его характер и содержание. На человека ложатся функции конструирования автоматических устройств, их периодической наладки, разработки и введения программ, что требует высокой квалификации специалистов, а в целом труд людей становится более сложным.

Любой технологический процесс создается и осуществляется для получения конкретной цели. Изготовления конечной продукции, или же для получения промежуточного результата. Так целью автоматизированного производства может быть сортировка, транспортировка, упаковка изделия. Автоматизация производства может быть полной, комплексной и частичной.

Частичная автоматизация имеет место, когда в автоматическом режиме осуществляется одна операция или отдельный цикл производства. При этом допускается ограниченное участие в нем человека. Чаще всего частичная автоматизация имеет место, когда процесс протекает слишком быстро для того, чтобы сам человек мог в нем полноценно участвовать, при этом достаточно примитивные механические устройства, приводящиеся в движение при помощи электрического оборудования, отлично с ним справляются.

Частичная автоматизация, как правило, применяется на уже действующем оборудовании, является дополнением к нему. Однако, наибольшую эффективность оно показывает, когда включено в общую систему автоматизации изначально — сразу же разрабатывается, изготовляется и устанавливается как ее составная часть.

Комплексная автоматизация должна охватывать отдельный крупный участок производства, это может быть отдельный цех, электростанция. В этом случае все производство действует в режиме единого взаимосвязанного автоматизированного комплекса. Комплексная автоматизация производственных процессов целесообразна не всегда. Ее область применения – современное высокоразвитое производство, на котором используется чрезвычайно надежное оборудование.

Поломка одного из станков или агрегата тут же останавливает весь производственный цикл. Такое производство должно обладать саморегуляцией и самоорганизацией, которая осуществляется по предварительно созданной программе. При этом человек принимает участие в производственном процессе лишь в качестве постоянного контролера, отслеживающего состояние всей системы и отдельных ее частей, вмешивается в производство для пуска-запуска и при возникновении внештатных ситуаций, или при угрозе такого возникновения.

Наивысшая ступень автоматизации производственных процессов – полная автоматизация . При ней сама система осуществляет не только процесс производства, но и полный контроль над ним, который проводят автоматические системы управления. Полная автоматизация целесообразна на рентабельном, устойчивом производстве с устоявшимися технологическими процессами с неизменным режимом работы.

Все возможные отклонения от нормы должны быть предварительно предусмотрены, и разработаны системы защиты от них. Также полная автоматизация необходима для работ, которые могут угрожать жизни человека, его здоровью или же проводятся в недоступных для него местах – под водой, в агрессивной среде, в космосе.

Каждая система состоит из компонентов, которые выполняют определенные функции. В автоматизированной системе датчики снимают показания и передают для принятия решения по управлению системой, команду выполняет уже привод. Чаще всего это электрическое оборудование, так как именно при помощи электрического тока целесообразнее выполнять команды.

Следует разделять автоматизированные систему управления и автоматические. При автоматизированной системе управления датчики передают показания на пульт оператору, а он уже, приняв решение, передает команду исполнительному оборудованию. При автоматической системе – сигнал анализируется уже электронными устройствами, они же, приняв решение, дают команду устройствам-исполнителям.

Участие человека в автоматических системах все же необходимо, пусть и в качестве контролера. Он имеет возможность вмешаться в технологический процесс в любой момент, откорректировать его или же остановить.

Так, может выйти из строя датчик температуры и подавать неправильные показания. Электроника в таком случае, будет воспринимать его данные, как достоверные, не подвергая их сомнению.

Человеческий разум во много раз превосходит возможности электронных устройств, хотя по быстроте реагирования уступает им. Оператор, может понять, что датчик неисправен, оценить риски, и просто отключить его, не прерывая процесс. При этом он должен быть полностью уверен в том, что это не приведет к аварии. Принять решение ему помогает опыт и интуиция, недоступные машинам.

Такое точечное вмешательство в автоматические системы не несет с собой серьезных рисков, если решение принимает профессионал. Однако, отключение всей автоматики и перевод системы в режим ручного управления чреват серьезными последствиями из-за того, что человек не может быстро реагировать на изменение обстановки.

Классический пример – авария на Чернобыльской атомной электростанции, ставшая самой масштабной техногенной катастрофой прошлого века. Она произошла именно из-за отключения автоматического режима, когда уже разработанные программы по предотвращению аварийных ситуаций не могли влиять на развитие обстановки в реакторе станции.

Автоматизация отдельных процессов началась в промышленности еще в девятнадцатом веке. Достаточно вспомнить автоматический центробежный регулятор для паровых машин конструкции Уатта. Но лишь с началом промышленного использования электричества стала возможной более широкая автоматизация уже не отдельных процессов, а целых технологических циклов. Связано это с тем, что до этого механическое усилие на станки передавалось с помощью трансмиссий и приводов.

Централизованное производство электроэнергии и использование ее в промышленности по большому счету, началось лишь с двадцатого века — перед Первой мировой войной, когда каждый станок был оснащен собственным электродвигателем. Именно это обстоятельство дало возможность механизировать не только сам производственный процесс на станке, но механизировать и его управление. Это был первый шаг к созданию станков-автоматов . Первые образцы которых появились уже в начале 1930-х годов. Тогда и возник сам термин «автоматизированное производство».

В России – тогда еще в СССР, первые шаги в этом направлении были сделаны в 30-40-е годы прошлого века. Впервые автоматические станки были использованы в производстве деталей для подшипников. Затем появилось первое в мире полностью автоматизированное производство поршней для тракторных двигателей.

Технологические циклы соединились в единый автоматизированный процесс, начинавшийся с загрузки сырья и заканчивающийся упаковкой готовых деталей. Это стало возможно, благодаря широкому применению современного на то время электрооборудования, различных реле, дистанционных выключателей, и конечно же, приводов.

И только появление первых электронно-вычислительных машин позволило выйти на новый уровень автоматизации. Теперь уже технологический процесс перестал рассматриваться, как просто совокупность отдельных операций, которые нужно совершать в определенной последовательности для получения результата. Теперь весь процесс стал единым целым.

В настоящее время автоматические системы управления не только ведут производственный процесс, но также контролируют его, отслеживают возникновение внештатных и аварийных ситуаций. Они запускают и останавливают технологическое оборудование, отслеживают перегрузки, отрабатывают действия в случае аварий.

В последнее время автоматические системы управления позволяют достаточно легко перестраивать оборудование на производство новой продукции. Это уже целая система, состоящая из отдельных автоматических многорежимных систем, соединенных с центральным компьютером, который увязывает их в единую сеть, и выдает задания для исполнения.

Каждая подсистема является отдельным компьютером со своим программным обеспечением, предназначенным для выполнения собственных задач. Это уже гибкие производственные модули. Гибкими их называют потому, что их можно перенастроить на другие технологические процессы и тем самым расширять производство, версифицировать его.

Вершиной автоматизированного производства являются промышленные роботы. Автоматизация пронизало производство сверху донизу. Автоматически работают транспортная линия по доставке сырья для производства. Автоматизировано управление и проектирование. Человеческий опыт и интеллект используется лишь там, где его не может заменить электроника.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Автоматизация технологических процессов: что это такое и в чем заключается механизация техпроцессов — системы, средства, примеры, методы

Современный человек вряд ли может вообразить собственную жизнь без всевозможных гаджетов и девайсов. Они не только существенно упрощают будни, но и позволяют наладить ряд процессов, тем самым устранив необходимость самостоятельного решения каких-то рутинных задач. В этом контексте все более значимым и актуальным становится вопрос, что это такое и в чем заключается автоматизация технологических процессов и производств?

Дело в том, что многие процедуры на предприятиях и даже целые специальности сегодня постепенно роботизируются. Ручной труд заменяется машинным. Внедряются всевозможные CRM- и ERP-системы, призванные повысить общую эффективность. Далее в статье подробно разбираем, как именно это осуществляется, с какими рисками сопряжено и что за возможности открывает.

Обращаем ваше внимание на то, что, даже если вы не планируете прибегать к описанным манипуляциям в ближайшее время, стоит заранее погрузиться в тему. Поскольку переход к механизированным системам – нечто предрешенное и определенное.

Сущность автоматизации технических процессов и производств

Мероприятия по роботизации и налаживанию внутренних работ организации имеют первостепенное значение, поскольку гарантируют уменьшение бракованной продукции, сокращение растрат, а также увеличение производительности труда. Они представляют собой некую совокупность методов, генеральная миссия которых заключается в создании целостной интегрированной системы. Такой, что обеспечивает управление любыми бизнес-процессами, не привлекая людей.

При благоприятных условиях она удовлетворяет целому списку требований и критериев:

• является сложным, с технической точки зрения явлением;
• требует оснащения производства инновационными технологиями;
• способствует упрощению работы персонала;
• удешевляет себестоимость продукции, оптимизирует затраты;
• налаживает и координирует техпроцессы;
• обеспечивает постоянное совершенствование внутренних методик и механизмов.

Среди базовых составляющих выделяют уровень техники, а также ее продуктивность. В таком контексте автоматизацию можно представить как плавную смену традиционных методик современными технологиями; непрекращающийся процесс, который не ограничивается единичными мероприятиями. Что примечательно, она регулярно обновляется и модернизируется, замещает старые формы новыми – более совершенными. Генеральный смысл сводится к тотальному переходу от ручного рутинного труда к мгновенным машинным операциям.

Важно! Идеален тот цикл производства, в котором все задачи решаются машинами, а человеку отводится роль исключительно регулировщика-оператора.

Кроме того, стоит упомянуть, что данная процедура предполагает роботизацию диагностики систем ПО, а также инструментов по созданию отчетности. Средства для ее проведения состоят из фиксационных элементов, контролирующих обработку информации установками для техники и работников.

Цели и задачи автоматизация тех процессов

В погоне за четкой и слаженной внутренней работой владельцы бизнеса нередко прибегают к следующим манипуляциям:

• уменьшают штаты;
• увеличивают производительность (например, заставляют оборудование функционировать круглосуточно, тем самым исключая простои);
• наращивают прибыль (нередко пренебрегая переналадкой и ремонтом);
• экспериментируют с качеством;
• сокращают объемы незавершенных производств;
• минимизируют расходы на сырье;
• снижают себестоимость производимых товаров;
• пытаются сделать рабочие места более безопасными.

Однако если мы говорим о конкретных задачах для роботизации, то они выглядят более лаконично и прямолинейно:

• повысить эффективность;
• устранить опасные и неблагоприятные факторы;
• наладить оптимизацию;
• выстроить автоматическую систему контроля путем эксплуатации специальных датчиков и прочих фиксирующих элементов.

Резюмируя вышесказанное, можем установить, что рассматриваемый процесс помогает ликвидировать такую масштабную проблему, как человеческий фактор. Иными словами, бизнесмены начинают экономить на персонале, выбирая более эргономичные и рациональные варианты перераспределения ресурсов.

Готовые решения для всех направлений

Мобильность, точность и скорость пересчёта товара в торговом зале и на складе, позволят вам не потерять дни продаж во время проведения инвентаризации и при приёмке товара.

Ускорь работу сотрудников склада при помощи мобильной автоматизации. Навсегда устраните ошибки при приёмке, отгрузке, инвентаризации и перемещении товара.

Обязательная маркировка товаров — это возможность для каждой организации на 100% исключить приёмку на свой склад контрафактного товара и отследить цепочку поставок от производителя.

Скорость, точность приёмки и отгрузки товаров на складе — краеугольный камень в E-commerce бизнесе. Начни использовать современные, более эффективные мобильные инструменты.

Повысь точность учета имущества организации, уровень контроля сохранности и перемещения каждой единицы. Мобильный учет снизит вероятность краж и естественных потерь.

Повысь эффективность деятельности производственного предприятия за счет внедрения мобильной автоматизации для учёта товарно-материальных ценностей.

Первое в России готовое решение для учёта товара по RFID-меткам на каждом из этапов цепочки поставок.

Исключи ошибки сопоставления и считывания акцизных марок алкогольной продукции при помощи мобильных инструментов учёта.

Получение сертифицированного статуса партнёра «Клеверенс» позволит вашей компании выйти на новый уровень решения задач на предприятиях ваших клиентов..

Используй современные мобильные инструменты для проведения инвентаризации товара. Повысь скорость и точность бизнес-процесса.

Используй современные мобильные инструменты в учете товара и основных средств на вашем предприятии. Полностью откажитесь от учета «на бумаге».

Подходы, методы и направления автоматизации технологических процессов

Подавляющее большинство зарубежных организаций роботизируют собственное производство на основе четко выверенной стратегии. Иными словами, они налаживают и координируют решение базовых рутинных задач, что позволяет в разы быстрее достигать глобальных целей. Для выявления того, что требуется решать, предварительно оцениваются разнообразные позиции, параметры и показатели. Например, как соотносятся заявленная стоимость и общая результативность и т.п. Сравнение помогает понять, принесет ли роботизация выгоду.

Почему данный подход представляется логичным:

• сначала выявляются бизнес-процессы, требующие улучшения;
• затем просчитываются возможные плоды с учетом расходов;
• запускается процедура автоматизации.

Что касается последнего пункта, то с ним в России могут возникать серьезные трудности. Данное обстоятельство весьма просто объясняется: не все компании до конца понимают собственные миссии, цели и задачи. Как следствие, процесс не оказывается эффективным. Для ощутимого повышения производительности требуется сразу обозначать ключевые пункты и нюансы – только тогда бизнес выиграет. Стоит упомянуть, что осмысленное целеполагание позволяет изменить отношение работников как к компании в целом, так и к выполнению обязанностей. Кроме того, это помогает удерживать бизнес на плаву даже в период стагнации и кризиса.

Довольно часто автоматизация процессов нуждается в перестройке или реинжиниринге. А это, как известно, сопровождается огромными расходами, требует от управленцев особых знаний, навыков и компетенций. Помочь в решении подобных проблем может систематизация бизнеса с параллельным масштабированием. Благодаря этому руководитель, с одной стороны, выходит из операционной системы, освобождая время для более сложных интеллектуальных задач, а с другой – расширяет собственное дело, одновременно наращивая прибыль.

Помочь в этом может, например, специальное ПО. «Клеверенс» предлагает различные решения для бизнеса (магазинов, складов, различных учреждений и производства). Обращайтесь к нам за помощью в поиске подходящего софта и оборудования для автоматизации.

К сожалению, в современных российских реалиях расширение не всегда означает увеличение прибыльности или рентабельности. К тому же многие техпроцессы роботизируются некорректно или неосмысленно.

Как осуществляется автоматизированный технологический процесс

Внедрение подразделяется на несколько этапов в зависимости от типа реализуемой деятельности. Например, эксперты могут быть ответственны за:

• разработку и включение АСУ-моделей;
• создание документации, подтверждающей целесообразность всех выполняющихся манипуляций;
• составление планов по проведению работ;
• формирование расчетных схем;
• анализ лабораторных исследований и экспериментов;
• генерацию описаний для проектируемых механизмов, в частности, их принципов действия.

Также в обязанности может входить настраивание аппаратуры и контроль ее эксплуатации.

Как выбирать специалистов

Идеальный кандидат для работы с описанными задачами – тот, что обладает профессиональными навыками и компетенциями, имеет целый ряд важных качеств. В частности, он должен уметь:

• оперативно принимать решения;
• постоянно мониторить и отслеживать изменения;
• логически мыслить;
• иметь технические способности;
• свободно анализировать внушительные объемы информации;
• сопоставлять данные;
• концентрироваться и не утрачивать внимательность вне зависимости от внешних обстоятельств;
• усердно выполнять даже монотонную рутинную работу.

Кроме того, очень важно быть выносливым и стрессоустойчивым, иметь высокий уровень личной мотивации и заинтересованности.

Области применения профессиональных знаний: примеры систем и средств автоматизации технологических процессов и производств

Представленные чуть выше сотрудники всегда требуются на промышленных предприятиях, поскольку способны эффективно решать задачи, связанные с:

• выпуском продуктов питания;
• добычей полезных ископаемых;
• созданием сельскохозяйственных товаров;
• переработкой натурального сырья.

Они находят широкое применение в исследовательских центрах, научных лабораториях, технических вузах и т.п.

Затруднения в автоматизации техпроцессов и производств

Хотя положительные последствия роботизации очевидны и представлены в огромном количестве, существует ряд трудностей и сложностей, с которыми сопряжена данная процедура. Так, эксперты отмечают нереальность ее проведения с использованием традиционных компонентов:

• внедрения сетевых служб для оборудования в общий системный «организм»;
• осмысленное ведение проектов, включающее отлаживание и сопровождение.

Все составные элементы так и остаются в категории проблем, несмотря на то, что выступают связующими звеньями между всеми датчиками и приспособлениями. Слаженное совместное функционирование становится возможным только посредством достижения единства стандартов, на основании которых и выстраиваются все взаимодействия.

Если же крайнее обстоятельство нереализуемо, высоко вероятность возникновения аварий. Как правило, это случается по причине оборванных проводов и каналов для связи. Чтобы предотвратить негативные явления, применяют некие дубли. Они гарантируют надежность роботизации. Все манипуляции по сборке – примерно половина всех трудозатрат. Поэтому автоматизируют не все сразу, а отдельными блоками.

Необходимые условия

Решаясь на процедуру роботизации, честно дайте ответы на ряд вопросов. Без этого вы попросту не сможете завершить внедрение на любом из уровней. Только комплексный подход гарантирует благоприятный исход, достижение результатов.

Подбор процессов

Сразу заметим: самое тяжелое – определить, какие конкретно техпроцессы подлежат обработке. Как правило, отбираются те, что связаны с механизмами, соответствующими нуждам компании, а также соотносятся с данными анализа внутренней информации. Речь идет о сведениях из бухгалтерского и налогового учета.

В первую очередь требуется выработка четкой слаженной системы базового звена. Именно она удовлетворяет основные требования и запросы, «собирает» организацию в единый организм, подчиняющийся одним и тем же законам.

Разобранное решение могут применять даже небольшие компании. Оно помогает определять разные фазы, получать их точные и достоверные описания. Не забывайте, что вовремя непосредственной реализации вам предстоит выбор исполнителей, входов и выходов, а также разнообразных вводных, без которых невозможно достижение поставленных целей.

Источник