Промышленная автоматизация: Виды и преимущества для умных заводов

Вы, наверное, не раз слышали термин «автоматизация», и не зря — сегодня автоматизируется практически каждый процесс вокруг нас. Автоматизация становится «новой нормой» для промышленности по всему миру.

Многие компании переходят на автоматизацию и решения умного производства, чтобы стать «умными заводами» будущего. Видов автоматизации много, но сегодня мы подробно разберем промышленную автоматизацию и её типы.

Что такое промышленная автоматизация?

Под промышленной автоматизацией понимают процесс, при котором различные операции производственного цикла выполняются автоматически. Оператор нужен только для наблюдения, что позволяет ему управлять несколькими станками одновременно. В современном мире, чтобы выжить в жесткой конкуренции, компания обязана внедрять автоматизацию.

Необходимость автоматизации / Преимущества автоматизации

1. Повышение производительности труда.
2. Снижение затрат на труд.
3. Компенсация дефицита рабочей силы.
4. Исключение рутинных ручных и канцелярских операций.
5. Повышение безопасности труда.
6. Повышение качества продукции.
7. Сокращение производственного цикла.
8. Снижение себестоимости единицы продукции.

Виды промышленной автоматизации

Автоматизацию делят на 3 основные категории:

1. Жесткая (фиксированная) автоматизация (Fixed automation);
2. Программируемая автоматизация (Programmable automation);
3. Гибкая автоматизация (Flexible automation).

1. Жесткая (фиксированная) автоматизация

Жесткая автоматизация — это применение специальных станков для выполнения строго определенной задачи. Такие автоматы рассчитаны на одну или максимум две операции. Они способны производить только определенный тип продукта, поэтому любая смена конструкции или технологии требует переделки всей системы автоматизации, что весьма сложно.

Станки для жесткой автоматизации проектируются и изготавливаются под конкретный технологический процесс. Поскольку они заточены под один процесс, адаптация к изменениям затруднена. Начальные вложения высоки, но при больших объемах выпуска в долгосрочной перспективе это становится экономически выгодно. Поэтому жесткая автоматизация идеально подходит для массового производства.

Жесткую автоматизацию также называют «Hard Automation»

Примеры жесткой автоматизации:

Автоматические сборочные линии в автопроме, конвейерные системы перемещения материалов, передаточные линии металлорежущих станков, установки химического производства и др.

Преимущества жесткой автоматизации:

• Высокая производительность;
• Низкая себестоимость единицы продукции;
• Равномерное качество продукции.

Ограничения жесткой автоматизации:

• Требуются высокие начальные инвестиции;
• Трудно адаптировать к изменениям.

2. Программируемая автоматизация

Программируемая автоматизация — это производственное оборудование, способное менять последовательность операций для выпуска изделий разных конфигураций. Последовательность задается программой — набором инструкций, которые система считывает и интерпретирует. Загрузка новых программ позволяет производить новые изделия.

В отличие от жесткой автоматизации, ориентированной на массовое производство, программируемая подходит для партионного производства. При смене типа изделия оборудование нужно перепрограммировать, что вызывает период непроизводительного времени.

Примеры программируемой автоматизации:

Станки с числовым управлением (НУ), промышленные роботы, станки с ЧПУ, программируемые логические контроллеры (ПЛК) и др.

Преимущества программируемой автоматизации:

• Идеально подходит для партионного производства;
• Гибкость при смене номенклатуры продукции.

Ограничения программируемой автоматизации:

• Высокая начальная стоимость;
• Меньшая производительность по сравнению с жесткой автоматизацией;
• Перепрограммирование требует времени.

3. Гибкая автоматизация

Гибкая автоматизация — расширение программируемой. Гибкая автоматизированная система способна производить разнообразные изделия (детали) практически без потери времени при переходе от одного изделия к другому.

Нет потерь производственного времени на перепрограммирование и переналадку физической установки (инструмент, приспособления, настройки станков). Следовательно, система может производить различные комбинации и графики выпуска изделий, не требуя разделения на отдельные партии.

Гибкую автоматизацию также называют «Soft Automation»

Пример гибкой автоматизации:

Роботизированные манипуляторы, которые можно перепрограммировать на сверление, сварку, распыление краски и др.

Преимущества гибкой автоматизации:

• Нет потерь времени при переключении;
• Легче адаптироваться к изменениям в изделии;
• Быстрее программируемой автоматизации, так как нет затрат на переналадку.

Ограничения гибкой автоматизации:

• Более высокая стоимость оборудования;
• Выше себестоимость единицы продукции.

---

Все перечисленные виды автоматизации могут быть довольно дорогими, что создает проблемы для малого и среднего бизнеса. Для решения этой задачи применяют Низкобюджетную автоматизацию (LCA).

Что такое низкобюджетная автоматизация?

1. Низкобюджетная автоматизация (LCA) — внедрение автоматизации при минимальных затратах. LCA определяется как «система, где человек и машина сотрудничают для достижения цели с меньшими вложениями».
2. Автоматизация, легко внедряемая, с высокой гибкостью и надежностью, компактная, требующая нулевого или минимального обслуживания, с минимальными инвестициями и эксплуатационными расходами — это LCA.
3. LCA — решение для малых и средних предприятий, которым трудно внедрить полноценную автоматизацию.
4. LCA подразумевает внедрение стандартного оборудования, механизмов и устройств для перевода ручных операций в автоматические с использованием деталей или узлов старых неиспользуемых станков, механизмов, систем, доступных бесплатно или по очень низкой цене.