Революция в производстве: как кастомная автоматика и робототехника повышают эффективность

Кастомное автоматическое оборудование: как робототехника трансформирует производство

Автоматизация и робототехника относительно новы в истории человечества, но стали неотъемлемыми частями нашей повседневной работы. От автоматические двери до хирургических роботов — эти технологии проникают почти в каждую отрасль. Автоматическое оборудование особенно востребовано в производственной отрасли, где новые системы предлагают более комплексные решения автоматизации. Чтобы понять волнение вокруг будущего робототехники в производстве, нужно понимать, что означает промышленная автоматизация, как она развивалась и что она предлагает современному производству.

Что такое промышленная автоматизация?

Д.С. Хардер, инженер-менеджер компании Ford Motor Company, ввел термин «автоматизация» в 1946 году для описания машин, выполнявших задачи, ранее делаемые людьми на автомобильном конвейере. Термин немного эволюционировал со временем и теперь относится к технологии, выполняющей специфические, заранее определенные процессы в ответ на обратную связь без человеческого вмешательства. Автоматизацию часто путают с механизацией — заменой человеческого труда машинами, хотя автоматизация обычно сопровождает механизацию.

В производственной отрасли промышленная автоматизация означает использование компьютерных или робототехнических систем управления, выполняющих процессы в производственной среде. Автоматизированные производственные системы работают внутри заводов и выполняют операции, включая манипулирование материалами, обработку, сборку и контроль. Эти обязанности кратко описаны ниже:

• Манипулирование материалами: Относительно простые задачи, где робот перемещает материал из одной локации в другую. Это может включать загрузку/разгрузку станков, транспортерный перевод, укладку материалов и др.
• Обработка: Робот выполняет заранее определенный процесс для изменения детали, обычно с использованием инструмента. Это может включать сварку, распыление краски, шлифовку или полировку.
• Сборка: Укладка и фиксация деталей для завершения готового продукта. Роботы все чаще используются в сборке для снижения ручного труда и ускорения производства.
• Контроль: Визуальная оценка готового продукта на соответствие спецификациям. Роботы все чаще используются в этой роли, используя сенсоры для сравнения детали со спецификациями быстрее и тщательнее, чем человек.

Вывод: роботизированная автоматизация в производстве охватывает широкий спектр задач с уменьшенным человеческим вмешательством. Чем более продвинута система промышленных роботов, тем меньше человеческого участия в этой системе.

Краткая история автоматизации

Идея автоматических устройств существует веками. Первое известное описание автоматического механизма создал греческий инженер Герон Александрийский в I веке до н.э., разработав идею автоматически открывающихся дверей на паровой системе. Хотя этот дизайн не получил распространения, Халиф Багдадский включил эту и другие идеи в свою IX-вековую компиляцию «Наука изобретательных механизмов». Этот текст использовался арабским миром для исследования возможностей автоматизации в последующие столетия, хотя много прогресса было потеряно в Темные века.

Ренессанс привел к возобновленному интересу к автоматизации, и текст Халифа служил основой для исследования этой темы. Книга вдохновила многих ученых и мыслителей Ренессанса, включая Леонардо да Винчи, что culminated в создании автоматов швейцарскими мастерами в XVIII веке. Хотя эти автоматы были просто движущимися куклами, служащими в основном для развлечения и эстетики, они стали первым шагом к современной автоматизации.

Идеи да Винчи и других ученых Ренессанса вдохновили изобретателей Промышленной революции. Они отреагировали на растущий спрос на производство, обратившись к машинам и исследуя возможности автоматизации. Наиболее известен Николы Тесла, изобретший многие роботизированные модели, включая роботизированный лодку. Эти идеи не полностью реализовались в промышленной среде до XX века.

Современная история автоматизированных роботов в производстве

Первое исследование роботов в XX веке было в искусствах. Пьеса «Универсальные роботы Россума» премьеровала в Праге в 1921 году, с роботами, выполняющими человеческую работу, затем бунтующими и уничтожающими мир. Пьеса создала страх перед роботами, который сохраняется. Однако это не остановило других от дальнейшего исследования. Наиболее известен Айзек Азимов, обширно писавший о потенциальных последствиях широкого использования робототехники, разработавший фундаментальные законы робототехники, используемые до сих пор. На самом деле, работа Азимова вдохновила изобретателей, разработавших первых автоматизированных промышленных роботов.

Джордж Чарльз Девол изобрел первого промышленного робота в 1954 году, затем партнерствовал с фанатом Азимова и предпринимателем Джозефом Энгелбергером, создав робототехническую компанию Unimation. Созданный ими робот Unimate был простым одноруким роботом. Он был впервые установлен на заводе General Motors в Трентоне в 1961 году как литейная машина. Оттуда роботизированная рука набрала популярность в множестве отраслей, выполняя базовое манипулирование материалами и обработку.

Промышленные роботизированные руки продолжали эволюционировать в 1960-х и 1970-х, развиваясь с новыми технологиями вроде компьютера и интегральной схемы. Эти роботы могли заменять людей на тяжелых, опасных или монотонных задачах, и к концу 1970-х исследование и инвестиции в робототехнику взлетели. 1980-е принесли значительное замедление внедрения робототехники, в основном из-за неудачных установок, производственных ошибок и других проблем, повредивших несколько заводов. В конечном итоге использование робототехники возобновилось, и изобретение и интеграция сенсоров помогли робототехнике достичь широкого использования в XXI веке.

Преимущества и недостатки промышленной автоматизации

Автоматизация внедрена во многих промышленных средах, и понятно почему. Решения автоматизации предлагают производственным компаниям широкий спектр преимуществ. Некоторые подробнее ниже.

1. Более высокая производительность

Даже самые продуктивные работники имеют пределы, и сотрудникам нужно время на сон, праздники и семью. То же нельзя сказать о роботе. Пока заводу нужно три смены для работы 24/7 с людьми, роботы могут делать то же без отдыха или смен. Кроме того, роботы поддерживают высокую скорость и точность, так как не устают и не теряют внимание в течение дня. Эти факторы означают, что компания может достичь значительных улучшений производительности, внедряя решения промышленной автоматизации в производственные процессы.

2. Сокращение сроков выполнения (Lead Times)

Автоматизация помогает сократить время между заказом клиента и доставкой продукта. Вместо ожидания завершения процесса человеческим трудом, автоматизированное оборудование может выполнить те же задачи за меньшее время. Это позволяет компаниям опережать конкурентов.

3. Более высокое качество

Человеческая ошибка всегда проблема при найме людей. Люди ограничены в точности и могут уставать и терять внимание, снижая способность поддерживать высокую точность. Роботы не сталкиваются с этой проблемой. Автоматизируя процессы, компании могут достичь более высокого уровня точности и единообразия в производстве, что приводит к лучшему общему качеству продукции.

4. Сокращение отходов

Высокая точность приводит к меньшим ошибкам, а меньше ошибок — меньше брака. Когда рабочий ошибается, это может привести к списанию детали или потере материала. Автоматизированное роботизированное оборудование не допускает таких ошибок, что приводит к меньшим отходам. Это также снижает затраты на материалы для компаний, использующих автоматизированное оборудование.

5. Более высокая гибкость

Когда процесс меняется на конвейере, людям может потребоваться значительное обучение для внесения изменений. Даже если рабочие быстро усваивают новый процесс, обучение может отнять часы, приводя к потере продуктивности. Роботы же требуют только изменения программирования для изменения своих процессов. В результате автоматизация делает производственный процесс значительно более гибким и адаптируемым к изменениям.

6. Более высокая точность информации

Современная робототехника и контрольное оборудование начали внедрять автоматический сбор данных в свои основные процессы. Такие данные позволяют производителям собирать ключевую производственную информацию, помогающую поддерживать и улучшать процессы. Мониторинг данных может выявить, когда машина сталкивается с трудностями и может потребовать обслуживания. Также может выявить узкие места в производственном процессе. Кратко: сбор данных предоставляет решающим лицам факты, позволяя принимать обоснованные решения о своих процессах.

7. Повышенная безопасность

Обычно промышленная автоматизация используется для выполнения работ, которые являются повторяющимися, опасными или связанными с опасными или неудобными инструментами. Все эти факторы увеличивают опасность для рабочих. Повторяющиеся задачи могут заскучать рабочего и заставить его потерять внимание и упустить важный шаг безопасности, в то время как тяжелые, неудобные инструменты чаще падают или неправильно обрабатываются, вызывая травмы. Промышленная автоматизация берет на себя такие задачи, делая производственную линию безопаснее для сотрудников. Это особенно важно из-за Закона США о безопасности и здоровье на рабочем месте 1970 года (OSHA), делающего безопасность рабочих одним из главных приоритетов любой компании. Фактически, OSHA — один из главных драйверов внедрения автоматизации в промышленных условиях.

8. Снижение затрат на труд

Человеческий труд дорог — между обучением, здравоохранением, компенсацией рабочих, бонусами, пенсионным обеспечением, оплачиваемыми отпусками и праздниками сотрудники могут стоить компаниям значительных сумм. Хотя всегда необходимо инвестировать в качественный персонал, компании могут снизить или перераспределить затраты на труд через автоматизацию. Автоматизация берет на себя все трудоемкие, повторяющиеся задачи эффективно и эффективно, снижая потребность людей брать на себя эти задачи. В результате компании может потребоваться меньше сотрудников или они могут перераспределить их в другие отделы или специальности.

9. Сглаживание дефицита рабочей силы

Праздники, болезни или экономически обусловленный дефицит рабочей силы — серьезная проблема для многих компаний, полагающихся на человеческий труд на заводах. Роботы никогда не болеют и никогда не уходят из компании. Это означает, что доступность рабочей силы более стабильна для компаний, использующих автоматизированное оборудование.

10. Снижение операционных затрат

Перечисленные преимущества в совокупности приводят к улучшению прибыли и снижению операционных затрат для компаний, использующих автоматизацию. Снижение затрат на человеческий труд и материалы уменьшает накладные расходы производства, в то время как улучшение качества продукции и объемов производства означает, что больше качественных продуктов производится и продается. Даже учитывая регулярное обслуживание кастомного автоматизированного оборудования, оно бледнеет по сравнению с экономией затрат и улучшением прибыли, которые предлагает автоматизированное оборудование.

Эти преимущества делают решения автоматизации в производстве высокожелательным вариантом. Однако, хотя эти преимущества впечатляют, другие факторы могут считаться недостатками:

1. Первое — начальные инвестиции, связанные с внедрением автоматизации — роботизированное оборудование само по себе крайне дорого, но затраты растут с учетом кастомизации и установки.
2. Второе — компаниям нужно тратить время и деньги на обучение сотрудников правильному использованию нового оборудования.
3. Третье — вытеснение рабочих — фактор, обсуждаемый многими в контексте автоматизации — хотя рабочие часто переобучаются и помещаются в более безопасные условия, потеря работы из-за машины может вызвать эмоциональный стресс, особенно если это может привести к переезду.

Будущее робототехники в производстве

Даже пока промышленные роботы играют важные роли в современном производстве, технологии продолжают развиваться. Например, искусственный интеллект ожидается следующей революционной технологией, улучшающей возможности промышленных роботов, позволяя им учиться, рассуждать, решать проблемы и даже понимать язык. ИИ такой природы может позволить производственным роботам общаться и принимать высокоуровневые инструкции, а даже исполнять голосовые команды.

Роботизированные решения RG Group

Автоматизация — путь современного мира, особенно в производственной отрасли. Множество преимуществ, предлагаемых автоматизированным оборудованием, делает его логическим шагом для многих производственных компаний, и многие компании с существующей автоматизацией выбирают изучение передовых вариантов, чтобы не отставать от конкурентов. Ключ к успешной интеграции автоматизации для компаний — кастомное решение. Если ваша компания заинтересована в кастомном автоматическом оборудовании для производства, RG Group может помочь.

RG Group — лидер отрасли в промышленной робототехнике. Более 60 лет мы предоставляем экспертное руководство клиентам, ищущим инновационные продукты и решения управления движением. Мы ملتзованы предоставлять комплексные решения для клиентов, ищущих пневматическую и электронную автоматизацию, и можем предложить наиболее полный выбор продуктов и технологий для удовлетворения ваших потребностей.

RG Group предлагает отличные детали от топовых производителей отрасли, и мы нанимаем штатных инженеров, которые могут помочь специфицировать и оценить продукты, необходимые для ваших приложений. Нужны ли вам качественные направляющие и процессные клапаны, приводы, захваты, подготовка воздуха, сушители, вакуум или фитинги — мы можем предоставить кастомные решения по конкурентоспособным ценам. Мы даже предлагаем экспертов живой поддержки клиентов для помощи с вашим оборудованием после установки.

Если вам нужно кастомное автоматизированное оборудование для вашего промышленного приложения, вы можете доверять RG Group, чтобы предложить экспертизу и гибкость, необходимые для качественной интеграции автоматизации. Свяжитесь с RG Group сегодня, чтобы узнать больше о наших услугах и о том, как мы можем помочь вам достичь ваших целей автоматизации.