Способы автоматизации технологического процесса

Автоматизация производства: системы, их назначение и разновидности

Для достижения успеха в своей деятельности предприятиям требуется вносить существенные коррективы в прежнюю систему управления производством. На помощь приходит научно-технический прогресс. Современные разработки позволяют автоматизировать производство. Люди при этом освобождаются от выполнения многих функций и те возлагаются на специальные приборы, устройства, информационные системы.

Автоматизация производства бывает полной, частичной и комплексной. В первом варианте весь рабочий процесс осуществляется с применением машин. При менее затратной частичной автоматизации технические устройства отвечают только за выполнение отдельных операций. Комплексный подход предполагает функционирование цеха или участка как единого целого, состоящего из взаимосвязанных частей. Но в любом случае самые ответственные решения принимает человек. Он подготавливает исходные данные, подбирает подходящие алгоритмы, анализирует полученные результаты.

Эффективное управление ресурсами предприятия с помощью 1С:ERP Управление предприятием 2

• Сокращение трудозатрат;
• Снижение себестоимости;
• Рост оборачиваемости складских запасов;
• Рост производительности труда в производстве.

Цели автоматизации производства

Установка на предприятии специального технического оснащения и его обслуживание требует немалых затрат. Но это помогает добиться следующего:

• освободить человека от тяжелого ручного труда и повысить безопасность производства;
• минимизировать брак продукции, возникающий по причине ошибок работников, улучшить качество изделий и расширить их ассортимент – все это обеспечивает приток клиентов;
• увеличить в несколько раз производительность труда – устройства помогают получать большой объем продукции за минимальный отрезок времени;
• уменьшить число работников и снизить тем самым расходы на заработную плату.

Автоматизация производства способствует достижению главной цели – увеличить прибыль предприятия. Но есть и определенные недостатки такого подхода. В частности, одной из проблем является возникновение так называемой технологической безработицы. Кроме того, усложнение производственной системы вызывает необходимость в подборе квалифицированных кадров. Однако не всегда легко найти специалистов, обладающих нужным опытом и знаниями современных стандартов.

Перечень проблем, связанных с введением автоматизации, можно дополнить тем, что существует риск взлома системы, устройства уязвимы в техническом плане, а их работа зависит от электроснабжения. Но перечисленные недостатки можно минимизировать с помощью грамотной организации производственного контроля, повышения квалификации работников, своевременного обслуживания техники, обеспечения качественной защиты данных. Эти меры необходимо реализовывать, так как в целом плюсы оказываются гораздо весомее минусов.

Типы автоматизации производства

Замена человеческого труда машинным осуществляется в разных направлениях. При этом используется соответствующее оборудование – оно может быть относительно простым или представлять собой целые программно-технические комплексы. Различают несколько типов автоматизации.

Машины с числовым управлением (NC)

Речь идет о станках, запрограммированных на выполнение определенных работ. Весь технологический процесс здесь осуществляется под управлением электроники. Вмешательство человека сведено к минимуму. Оно заключается в наладке и проверке оборудования, установке и снятии заготовок. С этим под силу справиться одному рабочему, причем под его контролем могут находиться сразу несколько станков.

Машины с числовым управлением, функционирующие практически автономно, способны производить изделия высокого качества. Они обрабатывают детали очень точно в течение нужного времени и «не устают» в отличие от мастеров, работающих вручную. Подобные станки справляются с теми задачами, которые невозможно выполнить с применением обычных устройств. Они помогают четко спланировать деятельность благодаря тому, что время для выполнения операции устанавливается заранее.

Еще одним преимуществом такой техники является производственная гибкость. Она заключается в том, что при работе с деталями другого типа достаточно сменить программу, а применяемая до этого может храниться на накопителе и вновь использоваться в случае необходимости.

Роботы

Такие машины все активнее включаются в автоматизацию производства с целью облегчить человеческий труд. Они легко справляются со сложными рабочими процессами. Роботы различаются видом, размерами, функционалом. Круг задач, которые они способны выполнять, очень широк. Это погрузка тяжелых или опасных предметов, упаковка товаров, отделочные, сварочные и многие другие работы.

Есть роботы, каждым движением которых управляет оператор. Другие, относящиеся к автоматам, следуют заданной программе. Они не способны корректировать выполняемые действия, и здесь тоже требуется участие рабочего. Максимально самостоятельными являются автономные роботы. Такие механизмы совершают запрограммированные операции. Функционируя по заданным алгоритмам, они при необходимости корректируют действия. Подобные устройства берут на себя всю работу на определенном участке конвейера, при этом привлечение живой рабочей силы не требуется.

Информационные технологии (IT)

Эта обширная область характеризуется применением компьютерного оснащения. В отличие от других средств, применяемых в автоматизации производства, они охватывают в первую очередь сферу интеллектуального труда. Такие технологии нацелены на различные способы обращения с информацией – ее создание, получение и обработку, хранение, распространение.

В современном производстве компьютеры приобретают жизненно важное значение в деле управления данными. Люди получают возможность освободиться от выполнения рутинных и сложных мыслительных операций. Причем скорость работы человеческого мозга не может сравниться с производительностью машины. Кроме того, правильно настроенная техника работает безошибочно и может справляться с колоссальным объемом работы.

Применение систем автоматизированного проектирования

Здесь подразумевается программное обеспечение, которое подразделяется на отдельные направления – CAD/CAM/CAE. Каждое из них помогает решать узкоспециализированные задачи, и на конкретном этапе производства можно применить наиболее подходящую систему. С компьютерной поддержкой такого рода удается изготавливать сложные детали и сокращать цикл их производства.

Посредством прикладных программ создаются алгоритмы работы применяемых станков. Появляется возможность проектировать изделия, прогнозировать их качества и характеристики и определять оптимальную технологию изготовления. Указанные системы помогают воплощать идеи любой сложности. Скорость и точность работы компьютерных программ способствует получению продукции высокого качества и снижению ее себестоимости.

Гибкие производственные системы (FMS)

Такие комплексы помогают совершать полные циклы изготовления продукции в условиях изменяющейся производственной среды. Система своевременно реагирует на предсказуемые и непредвиденные обстоятельства и адаптируется к ним. Например, при необходимости меняется порядок рабочих операций, корректируется дизайн изделия, упрощается сборка деталей.

Автоматизацию производства, проводимую с применением этого метода, нельзя назвать экономичной. Стоимость самой техники, а также ее установки высока. Кроме того, здесь требуется квалифицированный персонал, способный управлять таким оснащением и производить сложное предварительное планирование. Однако эти моменты компенсируются высокой надежностью системы, значительным повышением производительности труда, уменьшением стоимости производства.

Гибкие системы помогают избежать простоев и максимально эффективно использовать рабочее время. Если обычное оборудование при возникшей поломке прекращает свою работу, то FMS способна адаптироваться к неполадкам и продолжать изготовление изделий во время ремонта.

Системы компьютерного интегрирования (CIM)

Высшей степени автоматизации производства можно достичь только при условии интеграции всех действующих на предприятии сегментов. В этом случае участие человека в производственной деятельности оказывается минимальным.

Нельзя путать комплексную автоматизацию с компьютерным интегрированием. В первом случае дело касается только технических процессов и работы оборудования. CIM же наряду с этим предполагает применение компьютерных систем и для автоматизации управления, принятия различных решений.

Так создается интегрированная информационная среда, где различные программные модули обмениваются данными между собой и с центром всей системы. При такой организации существует общая база данных. Пользователь через интерфейс получает доступ ко всем производственным модулям и может наблюдать за любыми нужными сегментами производственного комплекса.

В целом компьютерное интегрирование направлено на выполнение следующих функций:

• проектирование, планирование и подготовительные действия перед производством продукции;
• управление работой участков и цехов, где изготавливаются изделия;
• управление складами, транспортными системами;
• обеспечение качества продукции;
• контроль за работой системы сбыта;
• управление по части финансирования.

При компьютерном интегрировании охватывается полный спектр задач, вязанных с созданием продукта. Производственный процесс значительно ускоряется, а благодаря минимальному участию человека снижается количество различных ошибок и сбоев.

1C:ERP Управление предприятием 2

В настоящее время предлагаются различные программные продукты для автоматизации производства. Еще сравнительно недавно наиболее подходящим решением для организации в рамках предприятия единого информационного пространства считалось 1С:УПП. Но особенности современного бизнеса стали выходить за рамки этого программного обеспечения.

Возникла необходимость в создании новой системы, удовлетворяющей текущие потребности предпринимателей. На смену 1С:УПП пришла 1С:ERP. Эта организационная стратегия позволяет объединить в одно целое все бизнес-процессы и грамотно управлять ими.

Программный продукт «1С:ERP Управление предприятием 2» разработан при участии специального совета экспертов – руководителей и специалистов крупных промышленных компаний. Он предназначен для внедрения на предприятиях любого масштаба, в том числе крупных, с технически сложным производством, в котором действуют инновационные технологии.

Инструменты в составе указанного программного продукта позволяют анализировать показатели эффективности производственной деятельности, отслеживать их изменения. Предусмотрена возможность планирования, как стратегического и тактического, так и оперативного. В программе заложен набор необходимых для этого инструментов. Готовые планы проверяются на выполнимость, сбалансированность и корректность.

С помощью предложенного продукта удобно управлять производством. При этом детализация может доходить до выполнения отдельных технологических операций. В целом предусмотрены две ступени управления. На верхней координируется деятельность подразделений и цехов. На нижней осуществляется контроль за работой оборудования и выполнением заданий, данных главным диспетчером.

В программу также входят пункты, связанные с техническим обслуживанием приборов и ремонтом, учетом затрат по различным направлениям, планированием и контролем поступающих и расходуемых средств, кадровым делопроизводством и многое другое.

Автоматизация производства набирает темпы в различных сферах бизнеса. Владельцы предприятий все больше склоняются к применению такого подхода, и современный рынок предоставляет широкий выбор решений для его реализации. Ключом к успеху становится тщательный анализ конкретных условий и внедрение подходящих технологий. Автоматизация, реализованная с учетом реальных потребностей, может принести предприятию максимальную пользу.

Источник

Автоматизация технологических процессов и производств

На предприятиях автоматизация технологических процессов и производств существенно упрощает работу. Она представляет собой набор методов, решений, которые дают возможность управлять производственными процессами без участия самих сотрудников. При этом предприятие продолжает работать стабильно, а сам персонал может разве что контролировать работу.

При автоматизации технологических процессов и производств создаётся автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП), и перераспределяются ресурсы в зависимости от степени автоматизации.

• При единичной автоматизации изменения касаются какой-то части производственного процесса.
• При частичной — они распространяются на отдельные операции, если те, например, слишком сложны или быстры и не могут выполняться человеком.
• При комплексной — изменения затрагивают целые участки или цеха.
• При полной — ручной труд полностью заменяется машинным. Предполагается, что операторы, контролирующие работу аппаратов, тоже не нужны (за них эту работу выполняют компьютеры).

В качестве примера автоматизации технологических процессов и производств можно привести предприятия, специализирующиеся на выпуске продуктов питания. Если это выпуск мясных полуфабрикатов, то процесс приготовления фарша и формирования котлет полностью перекладывается на машины, так быстрее и удобнее (фарш хорошо вымешивается, котлеты формируются ровными, одинаковыми по весу и размерам).

На заводе, где разливаются напитки, процесс налива автоматизируется, это обеспечивает скорость, точность.

Цели, задачи

Стремясь к автоматизации производства, владельцы бизнеса пытаются:

• уменьшить штат;
• увеличить производительность и прибыль (оборудование может работать круглосуточно и без простоев, не считая периодов переналадки или ремонта);
• улучшить качество товаров, в том числе сократив объёмы незавершённого производства;
• снизить расход сырья;
• снизить себестоимость продукции;
• обезопасить работу (например, если она осуществляется во вредных для здоровья человека условиях).

Задачи автоматизации технологических процессов и производств:

• повысить эффективность работы;
• исключить опасные для человека факторы (газ, невозможность проветрить помещение);
• оптимизировать работу;
• обеспечить автоматический контроль посредством использования специальных датчиков, отслеживающих важные показатели.

В общем, автоматизация технологических процессов и производств позволяет исключить человеческий фактор, сэкономить на персонале или перераспределить ресурсы, наконец, оставаться конкурентоспособным, увеличивая производительность, добиваясь высокого качества товаров.

Использование технических средств автоматизации в производстве

Автоматизация невозможна без использования машин, устройств, механизмов, которые и берут на себя ручной труд. Процесс их разработки непростой: с одной стороны, производителям надо учитывать потребности предприятий, которые будут использовать автоматику, с другой — экономику, возможности заводов, изготавливающих комплектующие для этой автоматики.

Для повышения производительности предприятий выпускаются механизмы с обширным функционалом. Однако в сфере наблюдается тяготение к уменьшению функций, основная задача заключается в том, чтобы убрать лишние, ненужные, но максимально сохранить выгоды от использования автоматики. То есть её функционала должно хватать на решение всех задач предприятий.

Чтобы добиться этого, опираются на принципы создания оборудования.

• Агрегатно-модульный (блочно-модульный) — когда при разработке учитывают опыт в конструировании деталей узлов. Для этого всё изделие делят на блоки, которые могут разбираться и собираться. Новые изделия конструируют на основе успешно сконструированных. Так часто делают станки, базой для которых служит готовая модель, но с доработанным функционалом — расширенным, суженным, изменённым.
• Унификация средств автоматизации — когда средства производства продукции унифицируются (сокращаются их свойства, типоразмеры и др.).

При этом, вне зависимости от вносимых изменений, на предприятиях по производству технических средств следят, чтобы те отвечали базовым требованиям: выполняли нужные процессы, управлялись, были просты в обслуживании.

Подходы в автоматизации технологических процессов

Большинство западных компаний осуществляют автоматизацию технологических процессов и производств с учётом стратегии развития. Иными словами, автоматизируются задачи, которые позволяют быстрее достичь цели. Чтобы выявить эти задачи, каждую оценивают с позиции соотношения цены и эффективности. Так проще понять, будет ли автоматизация выгодной.

Подход логичный, поскольку:

• сначала определяются бизнес-процессы, которые нужно улучшить;
• затем просчитывается эффективность с учётом затрат на автоматику;
• только после этого осуществляется автоматизация.

Правда, при реализации такого подхода в России могут возникнуть определённые сложности.

• Не у всех компаний есть чётко сформулированные цели, стратегия. Следовательно, чтобы сделать процесс автоматизации эффективным, важно их обозначить, тем более что в будущем бизнес от этого только выиграет: с появлением понятной цели, стратегии меняется отношение сотрудников к своей компании, к работе. К слову, это же позволяет впоследствии удерживаться на плаву даже в кризис.
• Часто, чтобы автоматизировать бизнес-процессы, нужно их перестроить (произвести реинжиниринг). А это требует не просто затрат, но и знаний, умений, навыков. Отлично помогает в этом систематизация бизнеса, масштабирование. Кроме того, после неё руководитель, с одной стороны, может выйти из операционки, освободив для себя время, а с другой — расширить бизнес, сделать его ещё более прибыльным.

К сожалению, в российских компаниях автоматизация технологических процессов и производств осуществляется не всегда верно. Так, иногда руководство может закупать дорогую технику, как у конкурентов, не анализируя предварительно работу персонала и не выявляя те процессы, которые действительно нужно автоматизировать.

Как осуществляется автоматизация

В процессе внедряются методы и средства автоматизации. Выполняют эту работу специалисты.

Их доминирующие виды деятельности:

• разработка и внедрение моделей АСУ;
• разработка ТЭО на создание АСУ — документов, доказывающих их целесообразность;
• формирование планов этапов работ;
• создание расчётных схем для анализа систем, экспериментальные исследования автоматизированных систем, отчётность;
• описание принципа действия проектируемых систем;
• настройка аппаратуры, контроль и др.

Как подобрать специалиста

Чтобы успешно справляться со своими задачами по автоматизации технологических процессов и производств, специалист должен обладать важными профессиональными качествами, иметь нужные задатки, умения, а именно:

• умение быстро реагировать на изменения;
• логическое мышление;
• технические способности;
• способность обрабатывать большие объёмы информации, сопоставляя их и анализируя;
• способность концентрироваться, оставаться внимательным к мелочам в течение длительного времени;
• способность долго выполнять монотонную работу;
• острота зрения;
• хорошая память;
• выносливость, стрессоустойчивость.

Очень важны уровень ответственности и мотивации. Чем они выше, тем лучше. Хорошо, если в компанию пришли уже мотивированные и ответственные люди, но чаще всего руководителю необходимо всё равно повышать их уровень по шкале побудительных мотивов. Для компании хорошо, если персонал будут мотивировать не деньги или личная выгода, а убеждённость и чувство долга.

В то же время специалист по автоматизации не должен быть:

• безответственным;
• неосторожным;
• безынициативным;
• рассеянным;
• неспособным долгое время выполнять однообразную работу.

К слову, психические расстройства, неврологические нарушения, проблемы с суставами или со зрением также будут препятствовать эффективной деятельности специалиста.

Области применения профессиональных знаний

Специалисты по автоматизации технологических процессов и производств всегда нужны на предприятиях, особенно на тех, которые специализируются:

• на производстве продуктов питания;
• на добыче полезных ископаемых;
• на производстве сельскохозяйственной продукции;
• на переработке природного сырья (сталелитейные, автомобильные заводы, предприятия электронной промышленности) и др.

Также такие сотрудники востребованы в НИИ, в технических вузах и т. д.

Источник