10 ключевых преимуществ внедрения систем промышленной автоматизации

Автоматизация — ключевая концепция для Индустрии 4.0 и растущая ценность среди промышленных компаний. Согласно публикации Fortune Business Insights, мировой рынок промышленной автоматизации достиг $157,04 млрд в 2018 году и ожидается, что достигнет $296,70 млрд в 2026 году — почти в два раза больше.

Интерес организаций к технологиям, облегчающим автоматизацию, таким как IoT, Искусственный Интеллект (ИИ) или Блокчейн, обусловлен преимуществами, которые они приносят. Это представляет выдающиеся преимущества во многих отношениях, но прежде всего в плане экономии времени и затрат.

Для использования этих преимуществ компаниям сегодня необходимо проводить процессы промышленной автоматизации через системы промышленной автоматизации.

Что такое система промышленной автоматизации

Системы промышленной автоматизации — это системы, используемые для контроля и мониторинга процесса, станка или устройства компьютеризированным способом, обычно выполняющего повторяющиеся функции или задачи. Они предназначены для автоматической работы, чтобы сократить и улучшить человеческий труд в промышленности.

Эти системы заменяют повторяющиеся и механические задачи, в основном выполняемые одним человеком, и решения, которые он принимает в производственном процессе. Это делается через использование логических команд программирования и мощного оборудования.

Системы промышленной автоматизации приносят различные выгоды организациям.

Преимущества системы промышленной автоматизации

Согласно разным компаниям, таким как Sure Controls и Big Sky Engineering, и Энциклопедии Британника (в статье «Преимущества и недостатки автоматизации»), организации внедряют системы такого типа из-за следующих преимуществ:

1. Производительность. Эти системы делают возможной автоматизацию для заводов и промышленных процессов, позволяя непрерывное массовое производство 24/7. 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, что улучшает производительность и сокращает время сборки.

2. Качество. Средствами адаптивного контроля и мониторинга на разных этапах и промышленных процессах эти системы полезны для исключения человеческой ошибки и тем самым улучшения качества и однородности продукции. Производительность не снижается после нескольких часов непрерывной работы.

3. Большая стабильность. Станки и компьютеры работают в постоянном и непрерывном темпе. Поэтому автоматизированные производственные процессы имеют большую продолжительность, стабильность и надежность при управлении системой автоматизации.

4. Гибкость. Внедрение новой задачи в традиционный производственный конвейер требует часов или дней обучения пользователя. С другой стороны, с автоматизированной системой перепрограммирование робота или станка — простой и быстрый процесс, обеспечивающий большую гибкость в производственном процессе.

5. Более точная информация. Автоматизация сбора данных повышает точность и снижает затраты. Такая повышенная точность позволяет руководителям компаний принимать лучшие решения.

6. Безопасность. Безопаснее использовать роботов на производственных линиях с опасными условиями труда для людей. В США в 1970 году был принят Закон о безопасности и охране труда с целью улучшения безопасности работы и защиты сотрудников. С его принятием он способствовал автоматизации и робототехнике на заводах страны и использованию систем автоматизации.

7. Снижение затрат. Хотя первоначальные инвестиции в системы промышленной автоматизации могут быть довольно высокими, внедрение этой технологии переводится в сокращение затрат на анализ данных. Кроме того, благодаря этому автоматизированному анализу данных риск поломки станков и прерывания обслуживания сводится к минимуму.

8. Улучшение условий труда. Рабочие на заводе, где внедрена система промышленной автоматизации, работают меньше часов и тратят время на задачи с высокой добавленной стоимостью.

9. Повышение добавленной стоимости. Системы автоматизации освобождают сотрудников от необходимости выполнять скучные и рутинные функции. Когда действие станков и компьютеров освобождает сотрудников от выполнения этих функций, они могут выполнять более ценные задачи в других областях компании, приносящие большую выгоду.

10. Улучшение человеческих возможностей. Системы, которые компании внедряют для автоматизации своих сервисов, не только выполняют задачи, которые сделал бы человек, но способны выполнять функции, превышающие возможности реального человека. Они лучше по размеру, весу, скорости и устойчивости, среди других характеристик.

Типы систем промышленной автоматизации

Компании, выбирающие начало процесса промышленной автоматизации, имеют разные типы автоматизации в зависимости от разных степеней внедрения, диапазона продукции и объема производства.

Жесткая автоматизация или фиксированная автоматизация

Это относится к процессу автоматизации, в котором робот или станок спроектирован для выполнения конкретной, высокоповторяющейся задачи и для очень высокого объема производства.

Эти процессы фиксированы и не могут претерпевать никаких изменений, но они очень быстрые, точные, безопасные и с высокими темпами производства.

Преимущества, которые этот тип автоматизации приносит промышленности, идеальны для процессов с высокой нагрузкой и низкой вариабельностью работы.

Этот тип автоматизации самый экономичный.

Гибкая автоматизация

Она относится к оборудованию, спроектированному для адаптации к широкому разнообразию конфигураций продукции.

Процесс контролируется компьютером, который можно запрограммировать для настройки своей работы под разные продукты.

Это очень полезно, когда промышленность производит разные изделия, требующие разных и разнообразных конфигураций.

Этот тип автоматизации имеет более высокую стоимость, чем жесткая автоматизация, и работает на более низкой скорости.

Он особенно подходит для объектов, занимающихся производством ограниченного диапазона похожих продуктов, выполняемых партиями.

Этот тип автоматизации можно разделить на два: Программируемая автоматизация или Гибкая автоматизация.

Программируемая автоматизация

Автоматизированные промышленные процессы, попадающие в эту категорию, контролируются программой, состоящей из набора закодированных инструкций для интерпретации системой.

В этих процессах можно использовать новое ПО для производства новых продуктов, так как система полностью гибка. Существует возможность переконфигурации и настройки оборудования как на уровне ПО, так и на аппаратном уровне.

Рекомендуется использовать этот тип автоматизации в отраслях с низким производством, так как процесс перепрограммирования станка для адаптации к новым продуктам сложен и требует определенного времени. По этой причине процессы выполняются партиями.

Гибкая автоматизация (Flexible Automation)

Гибкая автоматизация позволяет настроить станок под новый продукт за короткое время. Таким образом, практически не теряется время на смену конфигурации от одного изделия к другому.

Поскольку с этим типом автоматизации не тратится время на перепрограммирование системы или изменение физической конфигурации станков, нет необходимости производить продукты отдельными партиями. Рекомендуется использовать этот тип автоматизации в среднем производстве.

Благодаря внедрению Гибкой автоматизации производство непрерывно и может адаптироваться к разным типам продуктов, с которыми сталкивается промышленный завод.

Системы промышленной автоматизации

Автоматизация устраняет необходимость ручного труда на заводе, но все еще требует операторов для мониторинга станков и проведения обслуживания. В отличие от этого, система промышленной автоматизации больше не требует человеческого вмешательства в процесс.

В этом смысле, когда компания внедряет такую систему, она позволяет выполнять весь производственный процесс от начала до конца без помощи человека.

Разные системы автоматизации можно использовать на основе разных функций для разработки:

• Искусственные нейронные сети. Это математическая или вычислительная модель, эмулирующая нейронные связи, и, как в этих биологических сетях, структура сети адаптируется к изменениям в зависимости от информации. Используются для классификации отношений и выявления паттернов в наборах данных. Некоторые из их применений: фильтры спама в email, системы управления, распознавание паттернов в системах (радар), устный или письменный текст и автоматизированные финансовые торговые системы.
• Распределенная система управления (DCS). В этих системах контроль не централизован и расширяется по системе. Эти контролы расширяются в зависимости от части системы, подлежащей мониторингу. Используются в системах управления светофорами, нефтеперерабатывающих заводах и электростанциях.
• Человеко-машинный интерфейс (HMI). Эти системы зависят от человеческого вмешательства для функционирования. Компьютеры и банкоматы — пример систем человеко-машинного интерфейса.
• Система SCADA (Supervisory Control & Data Acquisition). Эта система может состоять из других систем, таких как HMI, подключенные к удаленным терминальным блокам, которые работают для перевода сигналов датчиков в понятные данные. Это система, полностью контролирующая производственный объект и даже разные производственные заводы. Они очень похожи на распределенные системы управления. Главное различие в том, что в системах SCADA контроль не осуществляется в реальном времени. Однако граница между двумя системами очень размыта, и они часто используются в похожих применениях.
• Программируемый логический контроллер (ПЛК). Это системы, которые работают в реальном времени и управляют станками на промышленном конвейере. ПЛК — это маленькие программируемые компьютеры, которые контролируют и автоматизируют процессы в реальном времени. Они спроектированы для управления множественными входными и выходными сигналами. Эти системы имеют разные применения и поэтому разное использование, так как они контролируют операционную логику станков, заводов и промышленных процессов и т.д.

Системы промышленной автоматизации очень разнообразны и отвечают разным потребностям. С помощью Nexus Integra вы сможете управлять, эксплуатировать и использовать данные, генерируемые продуктами, станками, производственными заводами и корпоративными системами, благодаря разным системам промышленной автоматизации, таким как вышеупомянутые SCADA, но в случае Nexus Integra они управляются в реальном времени, что позволяет генерировать ценность и использовать большой объем данных, генерируемых компаниями в данный момент.