Автоматизация

Робот-манипулятор производит продукцию, сваривает детали вместе без участия человека

Автоматиза́ция — направление научно-технического прогресса, которое использует различные технические средства и математические методы, которые позволяют выполнять задачи быстрее, продуктивнее и эффективнее, с целью полного освобождения человека от участия в научно-технологических процессах, либо существенного уменьшения степени этого участия или трудоемкости выполняемых задач.

История

Слово «автоматизация» происходит от лат. automatum, «автомат», что означает «самодвижущийся». Термин «автоматизация» был введён в общественное пользование в 1940-х годах в контексте развития промышленного производства и связан с использованием различных механизмов и машин для автоматической обработки материалов и выпуска готовой продукции.

Первые формы автоматизации были связаны с использованием паровых механизмов для замены труда человека. В последующие годы технологии автоматизации стали более распространенными, и в производственных условиях появились специализированные машины и оборудование для выполнения конкретных задач.

В нынешнее время термин «автоматизация» относится к процессу применения компьютерных систем и программ для автоматической обработки информации и управления технологическими процессами. В этом контексте автоматизация играет важную роль в улучшении эффективности и производительности различных отраслей промышленности и бизнеса.

Области применения

Автоматизация производства с помощью промышленных роботов

Автоматизируются:

1. Производственные процессы;
2. Проектирование (производственных комплексов, промышленных сооружений и др.);
3. Организация, планирование и управление (в рамках предприятия, отрасли и др.);
4. Научные исследования;
5. Медицинское и техническое диагностирование;
6. Бизнес-процессы;
7. Процессы программирования, инженерные расчёты;
8. Технологические, энергетические и транспортные процессы.

Основные виды систем автоматизации

1. Система автоматического управления;
2. Автоматизированная система научных исследований;
3. Автоматизированная система управления технологическими процессами;
4. Автоматизированный экспериментальный комплекс;
5. Гибкое автоматизированное производство;
6. Система автоматизированного проектирования;
7. Автоматизированная система управления эксплуатацией;
8. Автоматизированная система планирования.

Автоматизация, за исключением простых случаев, требует комплексного, системного подхода к решению задачи.

В состав систем автоматизации входят различные сенсоры, датчики, устройства ввода и вывода, контроллеры, управляющие устройства, исполнительные устройства, компьютеры.

Основные виды направленностей автоматизации

Существует несколько видов направленностей автоматизации, которые зависят от целей, задач и сфер применения автоматизированных систем.

1. Техническая направленность автоматизации позволяет организовать технологические процессы со скоростью, точностью, надежность и экономичностью, которые человек обеспечить не может, а также она связана с разработкой и созданием автоматических устройств и систем, которые выполняют различные технические функции;
2. Экономическая направленность позволяет получить быструю окупаемость первоначальных затрат за счет снижения эксплуатационных расходов и повышения объёма и качества выпускаемой продукции;
3. Социальная направленность позволяет изменить характер и улучшить условия труда человека;
4. Промышленная направленность позволяет повысить производительность и эффективность производственных процессов, а также улучшить качество продукции;
5. Информационная направленность позволяет автоматизировать процессы обработки и передачи информации, например, создание автоматизированных информационных систем.

Степени автоматизации

Степень автоматизации определяется, прежде всего, экономической эффективностью и технической целесообразностью в условиях конкретного производства.

По степени автоматизации производства различают ручную, полуавтоматическую, автоматическую с оператором, автоматическую с минимальным вмешательством оператора и полностью автоматическую автоматизацию.

Ручная автоматизация — это выполнение производственных операций полностью вручную оператором без использования каких-либо устройств автоматизации, но применяющих различные методы по автоматизации.

Полуавтоматическая автоматизация — это полуавтоматическое выполнение производственных операций с использованием устройств автоматизации. Функции человека при полуавтоматической автоматизации ограничиваются контролем и общим управлением.

Автоматическая автоматизация с оператором — это автоматическое выполнение системой большинства задач, но оператор все ещё вовлечен в процесс и может вмешаться при необходимости.

Автоматическая автоматизация с минимальным вмешательством оператора — это автоматическое выполнение системой почти полного спектра задач, оператор привлечен к самому минимуму операций.

Полная автоматизация — это полное автоматизирование всех основных и вспомогательных участков производства, включая систему контроля и управления. Система является полностью автономной и способна решать все задачи без участия оператора. Функции человека при полной автоматизации сводятся только к наблюдению за работой оборудования и устранению возникающих неисправностей, связанных с оборудованием.

Преимущества автоматизации

Улучшение производительности и качества: автоматизация позволяет устранить или свести к минимуму ручной труд и повысить скорость и точность выполнения задач, что приводит к улучшению производительности и качества. Автоматизация также позволяет увеличить точность управления бизнес-процессами на производстве за счет охвата большого объёма информации, а также автоматизированное компьютерное оборудование может выполнять сразу несколько технологических операций одновременно без ущерба для качества процесса и точности вычислений.

Снижение затрат: автоматизация позволяет сократить расходы, связанные с оплатой труда и обслуживанием оборудования, а также снизить количество ошибок и недостач.

Большая гибкость и адаптивность: автоматизированные системы могут легко адаптироваться к изменяющимся требованиям и условиям, что позволяет организациям быстро реагировать на изменения рынка и требования клиентов.

Безопасность: автоматизация может помочь снизить риск травм и аварийных ситуаций на рабочем месте, связанных с ручным трудом, что может быть особенно важно при работе с опасными и вредными веществами.

Улучшение рабочей среды: автоматизация может в значительной мере улучшить рабочую среду, особенно в случае ручных работ, связанных с повышенным шумом, вибрацией и другими видами негативного воздействия.