INDUSTRIELL AUTOMATISERING: HISTORIE, EGENSKAPER OG TYPER - TEKNOLOGI - 2026

Den industrielle automatiseringen er teknologien som brukes av kontrollsystemer som datamaskiner, roboter og informasjonsteknologier for å muliggjøre automatisk utførelse av forskjellige prosesser og maskiner i en industri, uten behov for menneskelige operatører.

Den søker å erstatte menneskelige beslutninger og manuelle kommandosvar-aktiviteter med bruk av mekanisert utstyr og logiske programmeringskommandoer.

Kilde: pixabay.com

Tidligere var formålet med automatisering å øke produktiviteten, siden automatiserte systemer kan operere 24 timer i døgnet, og redusere kostnadene forbundet med menneskelige operatører, for eksempel lønn og fordeler.

Denne automatiseringen er oppnådd på forskjellige måter, så som mekaniske, hydrauliske, pneumatiske, elektriske, elektroniske og datamaskininnretninger, generelt kombinert blant dem.

Generelle formålskontrollere for industrielle prosesser inkluderer: programmerbare logiske kontrollere, uavhengige I / O-moduler og datamaskiner.

Nåværende situasjon

Nylig har industriell automatisering funnet økende aksept av forskjellige typer industri, på grunn av de enorme fordelene i produksjonsprosessen, som økt produktivitet, kvalitet, fleksibilitet og sikkerhet til lave kostnader.

Det har også fordeler i besparelser i arbeidskraft, strømkostnader og materialkostnader, samt større nøyaktighet i målinger.

En viktig trend er økt bruk av datasyn for å gi automatiske inspeksjonsfunksjoner. En annen trend er fortsatt økning i bruken av roboter.

Energieffektivitet i industrielle prosesser har nå blitt en av de høyeste prioriteringene.

For eksempel tilbyr halvlederbedrifter 8-bits mikrokontroller-applikasjoner, som finnes i generelle pumpe- og motorstyringer, for å redusere strømforbruket og dermed øke effektiviteten.

Verdensbankens verdensutviklingsrapport 2018 viser bevis på at mens industriell automatisering fortrenger arbeidstakere, skaper innovasjon nye næringer og arbeidsplasser.

Historie

Industriell automatisering har siden starten startet store fremskritt blant aktiviteter som tidligere ble utført manuelt.

Industrielle revolusjon

Innføringen av de første motorene og dampmotoren skapte et nytt krav til automatiske styringssystemer, for eksempel temperaturregulatorer og trykkregulatorer.

I 1771 ble den første helautomatiske spinnemøllen, drevet av hydraulisk kraft, oppfunnet. I 1785 ble et automatisk melfabrikk utviklet som ble den første helautomatiske industrielle prosessen.

Ford Motor

I 1913 introduserte Ford Motor Company en bilproduksjonsmonteringslinje som regnes som en av de banebrytende typene automatisering i produksjonsindustrien.

Før det ble en bil bygget av et team av dyktige og ufaglærte. Automatiseringen av produksjonen forbedret Fords produksjonsrater og økte fortjenesten.

Samlebåndet og masseproduksjonen av biler var de første i sitt slag i verden. Det kuttet bilens monteringstid fra 12 timer per bil til omtrent halvannen time.

Fremskritt på 1900-tallet

Kontrollrom ble vanlig på 1920-tallet. Fram til begynnelsen av 1930-årene var prosesskontroll bare av / på.

Kontrollører begynte å bli introdusert på 1930-tallet, med muligheten til å gjøre beregnede endringer som svar på avvik fra en kontrolltall.

Kontrollrom brukte fargekodede lys for å signalisere anleggsarbeidere om å gjøre visse endringer manuelt.

I løpet av 1930-årene var Japan ledende innen komponentutvikling. De første mikrobrytere, beskyttelsesreléer og elektrisk tidsur med høy presisjon ble utviklet.

I 1945 begynte Japan et industrielt gjenoppbyggingsprogram. Programmet var basert på nye teknologier, i motsetning til de foreldede metodene som resten av verden brukte.

Japan ble verdensledende innen industriell automatisering. Bilselskaper som Honda, Toyota og Nissan var i stand til å produsere mange pålitelige biler av høy kvalitet.

kjennetegn

Mekanisering er manuell drift av en oppgave ved bruk av motoriserte maskiner, men avhengig av menneskets beslutninger.

Automatisering representerer et ekstra trinn til mekanisering, siden den erstatter menneskelig deltakelse med bruk av logiske programmeringskommandoer og kraftige maskiner.

Lavere driftskostnader

Med industriell automatisering elimineres ferie, helseomsorg og bonuskostnader forbundet med en menneskelig arbeider. Likeledes krever det ikke andre ytelser som ansatte har, for eksempel pensjonsdekning, bonuser osv.

Selv om det er relatert til en høy startkostnad, sparer det den månedlige lønnen til arbeiderne, noe som fører til betydelige besparelser for selskapet.

Vedlikeholdskostnadene forbundet med utstyr som brukes til industriell automatisering er lavere fordi de ikke har en tendens til å bryte sammen. Hvis de mislykkes, er det bare IT- og vedlikeholdsingeniører som må reparere det.

Høy produktivitet

Mens mange selskaper ansetter hundrevis av produksjonsfolk for å drive anlegget i tre skift i maksimalt 24 timer, må det fortsatt være stengt for høytider og vedlikehold.

Industriell automatisering oppfyller selskapets mål, slik at fabrikken kan operere 24 timer i døgnet, 7 dager i uken og 365 dager i året. Dette gir en betydelig forbedring i produktiviteten i organisasjonen.

Høy kvalitet

Automatisering apposes menneskelig-relatert feil. I tillegg har ikke robotene noen form for utmattelse, noe som resulterer i produkter av ensartet kvalitet, og til og med produserer dem til forskjellige tider.

Høy fleksibilitet

Hvis en ny oppgave blir lagt til på samlebåndet, vil det være nødvendig med en opplæring for den menneskelige operatøren.

På den annen side kan roboter programmeres til å utføre alle typer arbeid. Dette gjør produksjonsprosessen mer fleksibel.

Høy informasjonsnøyaktighet

De automatiserte dataene som samles inn, lar deg analysere nøkkelproduksjonsinformasjon, med stor presisjon av disse dataene, og redusere kompileringskostnadene dine.

Dette gjør det mulig å ta riktige beslutninger når du prøver å forbedre prosesser og redusere avfall.

Høy sikkerhet

Industriell automatisering kan gjøre produksjonslinjen trygg for arbeidere ved å implementere roboter for å manøvrere farlige situasjoner.

Høye startkostnader

Den første investeringen forbundet med å bytte fra en menneskelig produksjonslinje til en automatisk er veldig høy.

I tillegg innebærer opplæring av ansatte til å betjene dette sofistikerte nye utstyret betydelige kostnader.

typer

Fast automatisering

Det brukes til å utføre repeterende og faste operasjoner for å oppnå høye produksjonshastigheter.

Ansett et spesielt formålsteam for å automatisere prosesser med fast sekvens eller monteringsoperasjoner. Operasjonssekvensen bestemmes av konfigurasjonen av utstyret.

De programmerte kommandoene er i maskinene i form av gir, ledninger og annen maskinvare som ikke lett kan endres fra et produkt til et annet.

Denne automatiseringsformen er preget av en høy initial investering og høye produksjonsrater. Derfor er det egnet for produkter som er laget i store volumer.

Programmerbar automatisering

Det er en form for automatisering for produksjon av produkter i partier. Produktene produseres i partier fra flere dusin til flere tusen enheter om gangen.

For hver nye batch må produksjonsutstyret omprogrammeres for å passe til den nye typen produkt. Denne omprogrammeringen krever tid, med en ikke-produktiv periode etterfulgt av et produksjonsløp for hver batch.

Produksjonshastighetene er generelt lavere enn ved fast automatisering, fordi utstyret er designet for å lette produktbytte, i stedet for å ha produktspesialisering.

Eksempler på dette automatiseringssystemet er numerisk styrte maskiner, industriroboter, stålfabrikker, etc.

Fleksibel automatisering

Med dette systemet leveres et automatisk kontrollutstyr, som gir stor fleksibilitet til å gjøre endringer for hvert produkt. Det er en utvidelse av programmerbar automatisering.

Ulempen med programmerbar automatisering er tiden som kreves for å omprogrammere produksjonsutstyr for hver nye batch av produkt. Dette er tapt produksjonstid, noe som er kostbart.

Ved fleksibel automatisering gjøres omprogrammering raskt og automatisk på en dataterminal, uten å måtte bruke produksjonsutstyret som sådan.

Disse endringene blir gjort ved instruksjoner gitt i form av koder fra menneskelige operatører.

Følgelig er det ikke nødvendig å gruppere produktene i partier. En blanding av forskjellige produkter kan produseres etter hverandre.

applikasjoner

Industri 4.0

Fremveksten av industriell automatisering er direkte relatert til den "fjerde industrielle revolusjonen", som er bedre kjent som Industry 4.0. Industry, opprinnelig fra Tyskland, omfatter en rekke enheter, konsepter og maskiner.

Industri 4.0 jobber med det industrielle tingenes internett, som er den perfekte integrasjonen av forskjellige fysiske objekter på Internett, gjennom en virtuell representasjon, og med programvare / maskinvare for å koble til for å legge til forbedringer i produksjonsprosessene.

Å kunne skape smartere, tryggere og mer avansert produksjon er mulig med disse nye teknologiene. Det åpner for en mer pålitelig, konsistent og effektiv produksjonsplattform enn før.

Industri 4.0 dekker mange produksjonsområder og vil fortsette å gjøre det etter hvert som tiden går.

Industriell robotikk

Industriell robotikk er en gren av industriell automatisering som hjelper i forskjellige produksjonsprosesser, for eksempel maskinering, sveising, maling, montering og materialhåndtering.

Industrielle roboter bruker forskjellige mekaniske, elektriske og programvaresystemer for å muliggjøre høy presisjon og hastighet, langt over all menneskelig ytelse.

Disse systemene ble overhalt og forbedret til et punkt som en enkelt robot kan kjøre 24 timer i døgnet med lite eller ingen vedlikehold. I 1997 var det 700 000 industriroboter i bruk, antallet har økt til 1,8 millioner i 2017.

Programmerbare logiske kontrollere

Industriell automatisering integrerer programmerbare logiske kontrollere (PLC) i produksjonsprosessen. Disse bruker et prosesseringssystem som lar deg variere inngangs- og utgangskontrollene, gjennom enkel programmering.

En PLS kan motta en rekke innganger og returnere en rekke logiske utganger. Inngangsenhetene er sensorer og utgangsenhetene er motorer, ventiler osv.

PLS-er ligner datamaskiner. Mens datamaskiner er optimalisert for beregninger, er PLS-er imidlertid optimalisert for kontrolloppgaver og bruk i industrielle miljøer.

De er konstruert på en slik måte at bare grunnleggende logisk-basert programmeringskunnskap er nødvendig for å håndtere vibrasjoner, høye temperaturer, fuktighet og støy.

Den største fordelen som PLS tilbyr er fleksibiliteten. De kan betjene en rekke forskjellige kontrollsystemer. De gjør det unødvendig å koble til et system for å endre kontrollsystemet. Denne fleksibiliteten gjør dem lønnsomme for komplekse og varierte systemer.

eksempler

I bilindustrien var installasjonen av stempler i motoren tidligere utført manuelt med en feilrate på 1-1,6%. For øyeblikket gjøres den samme oppgaven med en automatisert maskin, med en feilrate på 0,0001%.

Kunstig intelligens (AI) brukes med robotikk for å lage automatisk merking, ved hjelp av robotarmer som automatiske etikettpåførere, og AI for å oppdage produktene som skal merkes.

Automatisering hos Audi

På Audi-anlegget i Tyskland er antall roboter nesten lik 800 ansatte. De gjør det meste av tunge løft, i tillegg til potensielt farlig sveising, samt kjedelig repeterende testing.

Blant fordelene ved automatisering hos Audi er mye høyere produktivitet og et lavere krav til ufaglærte.

Robotene som brukes på Audi, tar ikke bare vare på det farlige arbeidet som tidligere er utført av utrente ansatte, men samler også et vell av data som kan analyseres og brukes til å forbedre fabrikkdriften.

Imidlertid er det fortsatt oppgaver som roboter ikke kan utføre, og mennesker er bedre rustet til å håndtere.

Ved å påta seg de farligste oppgavene og forbedre effektiviteten og produktiviteten til disse oppgavene, kan Audi tiltrekke flere dyktige og dyktige arbeidere til å utføre menneskefokuserte oppgaver.

Automatisert produksjonslinje

Den består av en serie arbeidsstasjoner koblet sammen med et overføringssystem for å flytte deler mellom stasjonene.

Det er et eksempel på fast automatisering, siden disse linjene vanligvis er satt opp for lange produksjonsløp.

Hver stasjon er designet for å utføre en spesifikk prosesseringsoperasjon, slik at delen eller produktet blir produsert trinn for trinn når det går langs linjen.

Ved normal linjedrift blir en del behandlet på hver stasjon, så mange deler blir behandlet samtidig, og produserer en ferdig del med hver syklus av linjen.

De forskjellige operasjonene som finner sted må sekvenseres ordentlig og koordineres for at linjen skal fungere effektivt.

Moderne automatiserte linjer styres av programmerbare logiske kontrollere. Disse kan utføre typene timing og sekvenseringsfunksjoner som er nødvendige for operasjonen din.

referanser

1. Terry M. Brei (2018). Hva er industriell automatisering? Sure Controls Inc. Tatt fra: surecontrols.com.
2. Wikipedia, gratis leksikon (2018). Automasjon. Hentet fra: en.wikipedia.org.
3. Elektrisk teknologi (2018). Hva er industriell automatisering - typer industriell automatisering. Hentet fra: electronictechnology.org.
4. Unitronics (2018). Hva er industriell automatisering? Hentet fra: unitronicsplc.com.
5. Encyclopaedia Britannica (2018). Applications Of Automation And Robotics. Hentet fra: britannica.com.
6. Adam Robinson (2014). Industriell automatisering: en kort historie om produksjonsapplikasjoner og dagens status og fremtidsutsikter. Cerasis. Hentet fra: cerasis.com.
7. Eagle Technologies (2013). Factory Automation, et tysk eksempel. Hentet fra: eagletechnologies.com.