Автоматизація виробництва

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Автоматиза́ція виробни́цтва — вищий рівень розвитку машинної техніки, коли регулювання й управління виробничими процесами здійснюються без участі людини, а лише під її контролем. Сучасний стан розвитку автоматизації виробництва привів до появи якісно нової системи технологічних машин з керуючими засобами, що базуються на застосуванні електронних обчислювальних машин, програмованих логічних контролерів, інтелектуальних засобів вимірювання і контролю, інформаційно об'єднаних промисловими мережами. Автоматизація виробництва  — один з головних напрямів науково-технічного прогресу.

Основні положення[ред.ред. код]

Основою будь-якого виробництва є технологічний процес — певна взаємодія знарядь і предметів праці, обслуговуючої і транспортної систем, що утворюють складну багаторівневу виробничу систему, в результаті чого випускається продукція, що відповідає критерію якості у заданих обсягах.

Переміщення предметів праці від однієї стадії обробки до іншої можна визначити як матеріальний потік у виробничому просторі. Для забезпечення роботи виробничої системи слід організувати ще інформаційний та енергетичний потоки. Виробничий процес можна представити як систему, що перетворює потоки енергії, матеріалів і інформації.

З позиції автоматизації за характером матеріального потоку технологічні процеси можна розділити на два типи безперервні і дискретні.

Автоматизація безперервних виробництв[ред.ред. код]

В безперервних технологічних процесах матеріальний потік і інформація, що його відображає безперервні. Матеріальний потік, що проходить через технологічне обладнання і зазнає там в кожен момент часу зміни своїх властивостей є неперервним.

До безперервних відносять виробництва, у яких вимагається регулювати витрату, тиск, температуру, напругу, переміщення рухомих елементів та інші величини в усьому діапазоні їх змін. Це різноманітні хімічні реактори, процеси приготування харчових продуктів, металургія, системи постачання теплом, водою та електроенергією.

У безперервних виробництвах зайнято мало людей, тому за рахунок автоматизації можна знизити витрати матеріалів та енергії або стабілізувати технологічний процес, виключивши його залежність від суб'єктивних чинників. Для управління таким виробництвом вимагається узгодження динамічних характеристик об'єкту управління і системи автоматичного регулювання в усьому інтервалі зміни регульованих величин.

Автоматизація дискретних виробництв[ред.ред. код]

Для дискретних технологічних процесів характерна вихідна продукція у вигляді виробів, що обчислюються в штуках. Початкові компоненти перетворюються циклічно і готова продукція випускається партіями.

До дискретних відносять виробництва з кінцевим числом станів змінних, наприклад з включенням (відкриттям) і відключенням (закриттям) клапанів, засувок, пускачів по сигналах двопозиційних датчиків.

Автоматизація дискретного виробництва розвинена менше внаслідок більшої різноманітності виробів і операцій, підвищених вимог до точності операцій. Тут зайнята значна кількість робітників ручної праці. Для дискретного виробництва характерне величезне число варіантів автоматизації, операцій, що відрізняються послідовністю, затратами і ефективністю. Їх зіставлення вимагає формального опису алгоритмів керування устаткуванням і розробки моделей організації виробництва.

У реальних задачах частіше за все спостерігається поєднання обох видів виробництв, що називають безперервно-дискретним виробництвом. Крім того, методи автоматизації дискретного виробництва все частіше застосовують до автоматизації безперервного виробництва.

Різновиди автоматизації виробництва[ред.ред. код]

За ступенем повноти розрізняють автоматизацію виробництва:

  • часткову — передбачає автоматизацію основних виробничих процесів,
  • комплексну — передбачає автоматизацію не тільки процесу виробництва, але й процесів керування й обслуговування,
  • повну — передбачає автоматизацію всіх основних і допоміжних процесів.

За принципом керування виробничі системи можна поділити на прості, складні та інтелектуальні. Розрізнити їх можна за видом алгоритму роботи і принципом прийняття в них рішень. В блок-схемах алгоритмів роботи простих систем використовуються тільки виконавчі блоки, а в блок-схемах алгоритмів роботи складних систем — також блоки прийняття рішень. Для інтелектуальних систем характерне існування дерева прийняття рішень.

За видом технічних рішень та областю застосування сучасні виробничі системи в автоматизованому виробництві, включають:

Проектування[ред.ред. код]

При формуванні конфігурації конкретної виробничої системи слід планувати процес проектування зверху вниз і створювати систему знизу вверх. Основними факторами при проектуванні ВС є матеріальні і інформаційні потоки.

Сукупності функцій в автоматизованих виробничих системах утворюють системні комплекси у котрих найважливішими є:

  • технологічні функції (зміни фізичного стану об’єктів виробництва), носіями котрих є технологічні системи;
  • функції маніпуляції і транспортні функції (положення і місцезнаходження об’єктів виробництва і оснастки), носіями котрих є засоби маніпуляції і транспортні засоби і вони об’єднані в системи матеріальних потоків;
  • функції керування, координації і синхронізації роботи елементів і систем та їх взаємодія на базі розподілу і передачі сигналів команд та інтеграція в інформаційні потоки, носіями котрих є інформаційна техніка і засоби керування.

Проектування технічних рішень з автоматизації виробництва полягає у розробці схем автоматизації, конструкторських документів, на основі яких проводиться встановлення, відлагодження і запуск систем автоматизації виробництва.

Приклади застосування[ред.ред. код]

Автоматизована лінія збирання автомобілів на Lotus Cars, 2008

У нафтогазовидобувній промисловості основним напрямом А.в. є автоматизація контролю за роботою нафтових і газових свердловин, в бурінні — спуско-підіймальних операцій шляхом впровадження автоматів спуско-підіймання.

У автомобільній промисловості А.в. пов'язана головним чином з процесом збирання автомобілів на конвеєрі. Сучасний конвеєрно-збиральний комплекс у автомобільній промисловості — одна з найбільш високоавтоматизованих ланок машинобудування.

З історії автоматизації виробництва в Україні[ред.ред. код]

В Україні автоматизація виробництва особливо активно розвивається з другої половини 1950-х років. Так, в 1959-1965 рр. було створено близько 4 тис. нових типів машин, механізмів, апаратів і матеріалів. Лише за цей період встановлено понад 40 тис. автоматичних і напівавтоматичних апаратів, впроваджено 813 автоматичних і напівавтоматичних ліній. У 1965 р. у промисловості України налічувалося 14 автоматизованих підприємств і 4 комплексно-автоматизовані електростанції, 9343 механізовані й автоматизовані лінії та ін.

Джерела[ред.ред. код]

Див. також[ред.ред. код]