Понятие автоматизации производственных процессов

Рынок промышленной автоматизации демонстрирует впечатляющие перспективы роста: согласно прогнозам, его объем в ближайшее время превысит 200 миллиардов долларов. Такой стремительный рост обусловлен стремлением предприятий оптимизировать расходы и повысить эффективность работы.

Техническое оснащение автоматизированных производств включает систему датчиков и сенсоров, различные устройства ввода и вывода на базе компьютерных технологий, программируемые контроллеры, исполнительные механизмы.

Все эти компоненты интегрируются в единую систему управления промышленными линиями, что позволяет существенно повысить эффективность работы и минимизировать влияние человеческого фактора.

Автоматизация производственных процессов востребована на всех этапах жизнедеятельности предприятия:

• проектные и изыскательские работы;
• организация и планирование производства;
• научно-исследовательская деятельность;
• бизнес-процессы;
• производственные операции.

Промышленные автоматизированные системы представляют собой комплексный подход, объединяющий управление и проектно-изыскательную деятельность в единую технологическую цепочку.

Анализ технического оснащения современных предприятий проводится с учетом исторического развития и сравнения с предыдущими этапами автоматизации. При этом особое внимание уделяется оценке преимуществ и недостатков существующего оборудования.

Источник: pressfoto / freepik.com

Постоянное совершенствование технологий создает благоприятные условия для дальнейшего внедрения автоматизированных систем в производственные процессы, поэтому модернизация производства через автоматизацию управления остается приоритетным направлением развития большинства предприятий страны на протяжении последних десятилетий.

Преимущества автоматизации производственных процессов

Автоматизация производственных процессов становится критически важным инструментом для развития современных предприятий. Она не только оптимизирует рабочие процессы, но и значительно укрепляет позицию компании на рынке. Ключевые преимущества внедрения автоматизированных систем:

Экономическая целесообразность внедрения автоматизации подтверждается тем, что, несмотря на значительные первоначальные инвестиции, предприятие быстро окупает затраты. Улучшение экономических показателей происходит в кратчайшие сроки, что делает автоматизацию выгодным вложением в развитие бизнеса.

Типы автоматизации производственных процессов

Основные направления автоматизации технологических процессов и производств (АТПП):

NC (numerical control)

Системы числового управления представляют собой программируемые станки. Заданная программа определяет режим работы, а оператор выполняет функции настройки, проверки оборудования и работы с заготовками.

IT-системы

Специализируются на автоматизации интеллектуальной деятельности, предоставляя комплексные решения для работы с информацией: от ее генерации и хранения до обработки и распространения.

Ключевое достоинство таких систем состоит в их способности мгновенно обрабатывать большие объемы данных с абсолютной точностью, исключая типичные для человека ошибки и неточности в вычислениях и анализе информации.

Источник: DC Studio / freepik.com

FMS

Современные гибкие производственные системы представляют собой комплексные решения, выполняющие весь цикл производства с высокой степенью адаптивности к меняющимся условиям работы. Их особая ценность заключается в способности обеспечивать бесперебойную работу предприятий даже при возникновении нештатных ситуаций или аварий.

Такие системы оснащены широким спектром инструментов оптимизации, включая возможность динамической корректировки последовательности операций и модификации технологических процессов для достижения максимальной эффективности производства.

Роботизация

Автономные системы автоматизации производственных процессов, способные самостоятельно выполнять различные производственные задачи, применяются для выполнения опасных или тяжелых работ, сварки, сборки, упаковки и других монотонных операций на технологических участках.

Читайте также! Автоматизация продаж: задачи, преимущества, инструменты

Разработка проектов

Специализированное ПО, включающее системы автоматизированного проектирования (CAD), управления производственными процессами (CAM) и инженерного анализа (CAE), предоставляет мощный инструментарий для комплексной автоматизации производственной деятельности.

С помощью этих программных решений инженеры и технологи могут разрабатывать эффективные алгоритмы функционирования оборудования, проводить точное прогнозирование эксплуатационных характеристик будущих изделий и выбирать наиболее рациональные способы организации производственных процессов.

CIM

Комплексная система управления производством через единый интерфейс, включающая:

• координацию работы цехов, участков и отделов;
• подготовку производства;
• управление складами и логистикой;
• контроль сбыта;
• финансовое управление.

Благодаря ей обеспечивается интеграция производственных процессов, ускоряются технологические операции и минимизируются человеческие ошибки.

Уровни автоматизации производственных процессов

В зависимости от степени внедрения выделяют четыре основных уровня:

• Нулевой уровень означает отсутствие автоматизации производственных процессов, при котором всех операции выполняются полностью ручным способом. Такой подход может быть оправдан особенностями производства или ограниченными финансовыми возможностями предприятия.
• Частичная автоматизация характеризуется тем, что технологические усовершенствования касаются только определенных частей оборудования. В этом случае люди сохраняют главенствующую роль в управлении процессами, занимаясь программированием и настройкой систем, в то время как автоматизированные механизмы выполняют однотипные повторяющиеся операции.
• Комплексная автоматизация представляет собой систему роботизированного производства, где ключевые процессы протекают автономно. Оборудование функционирует как единый механизм благодаря специальным управляющим модулям и транспортной инфраструктуре, однако финальный контроль осуществляется профессиональными операторами.
• Полная автоматизация охватывает все процессы — от проектирования до контроля качества — с помощью автоматических систем. Для ее достижения необходимо последовательно пройти все предшествующие стадии.

Какой уровень автоматизации и механизации производственных процессов необходим производству, зависит от его специфики, а также целей и финансовых возможностей предприятия.

Средства автоматизации производственных процессов

Основные виды и категории оборудования и ПО для автоматизации производственных процессов:

Программно-аппаратные комплексы

Это интегрированные системы технических средств и ПО для выполнения однотипных задач. Включают аппаратную (устройства сбора и обработки данных) и программную части (ПО для обработки и интерпретации данных).

Источник: fanjianhua / freepik.com

Ключевые преимущества:

• удобное веб-администрирование;
• простая установка;
• высокая надежность работы;
• централизованное управление функциями.

Типичные примеры: системы видеонаблюдения, медицинское диагностическое оборудование, системы электронной очереди.

Автоматизированные линии

Автоматизированные производственные линии применяются в серийном производстве с поэтапной обработкой продукции. Состоят из последовательных рабочих станций.

Классифицируются:

• по методу транспортировки продукции (сквозной, боковой, комбинированный);
• по типу связи между элементами (жесткая/гибкая).

Этот тип автоматизации производственных процессов широко используется в машиностроении и металлургии. В качестве примера можно назвать линию сварки автомобильных колес со следующими автоматизированными операциями: сварка диска с ободом, очистка сварного шва, пробивка отверстия под ниппель, удаление заусенцев.

Читайте также! Этапы автоматизации розничных продаж: подготовка и основные мероприятия

Роботизированное оборудование

Подобный вид автоматизации производственных процессов востребован как крупными предприятиями, так и малыми компаниями.

Основные преимущества:

• высокая точность операций;
• непрерывная работоспособность;
• экономическая эффективность;
• гибкая перенастройка;
• минимизация человеческого фактора.

Применяется в погрузочно-разгрузочных работах, обработке, сборке и контроле продукции.

1C:ERP

Это комплексное программное решение для автоматизации производственных бизнес-процессов:

• планирование;
• учет трудозатрат;
• производственное планирование;
• детальное описание технологических операций;
• координация работы подразделений.

Обеспечивает функционал для различных сотрудников: кадровиков, бухгалтеров, технического персонала.

SCADA-системы

Это программные комплексы для мониторинга и управления с широким спектром возможностей:

• снятие и анализ информации с промышленных контроллеров;
• формирование производственной отчетности;
• ведение технологических баз данных;
• интеграция с другим ПО.

Используются в системах экологического контроля, автоматизации зданий, учета электроэнергии (АСКУЭ). Легко интегрируются с другими системами управления предприятием, включая 1C и АСОМИ.

Примеры успешной автоматизации производственных процессов

Автомобильная промышленность

В этой отрасли автоматизация стала неотъемлемой частью производственного процесса. Роботизированные системы успешно справляются с такими сложными задачами, как сварка кузова, окраска и установка деталей.

Благодаря высокой точности и повторяемости операций современные роботы способны значительно сократить время производства автомобиля, при этом существенно повышая качество сборки. Особенно важно отметить, что автоматизированная сварка кузова обеспечивает его повышенную прочность и долговечность, минимизируя риск появления дефектов.

Читайте также! Внедрение бережливого производства: принципы, инструменты, этапы

Электроника

Аналогичные преимущества автоматизации демонстрирует и производство электроники. Здесь автоматизированные системы эффективно справляются с задачами по сборке компонентов и тестированию их работоспособности, включая проверку микросхем.

Благодаря современным системам тестирования производители могут оперативно выявлять и устранять проблемы, что существенно снижает процент брака и сопутствующие расходы.

Пищевая промышленность

В пищевой промышленности автоматизация производственных процессов позволяет значительно сократить время на процесс упаковки и минимизировать ошибки при маркировке, обеспечивает высокую точность и скорость операций.

При этом современные технологии контроля и мониторинга отслеживают качество продукции на всех этапах производства, оперативно выявляют отклонения и ускоряют реализацию мер по их устранению.

Источник: serhii_bobyk / freepik.com

Примеры внедрения автоматизации производственных процессов во всех этих отраслях показывают тенденцию к общему повышению качества продукции, снижению затрат на ее производство и исправление дефектов. Это, в свою очередь, способствует росту удовлетворенности клиентов и укреплению репутации компаний на рынке.

Часто задаваемые вопросы об автоматизации производственных процессов

В чем основные плюсы автоматизации производственных процессов?

Существенная экономия на трудозатратах, значительное повышение эффективности производственных процессов и качества выпускаемой продукции, снижение брака, обеспечение высокой точности и надежности операций, а также создание безопасной рабочей среды для персонала.

Как происходит внедрение автоматизации?

Первым делом проводится детальный анализ существующих производственных операций и выявления участков, наиболее подходящих для автоматизации. Далее выбирается соответствующее поставленным задачам автоматизированное решение, осуществляется его интеграция в производственную среду и адаптация под конкретные требования предприятия.

Читайте также! Типы кадровой политики: разбираемся в деталях

С какими трудностями чаще всего сталкиваются на предприятиях при внедрении автоматизации производственных процессов?

Основные вызовы заключаются в необходимости привлечения специалистов высокой квалификации для настройки и обслуживания систем, оптимизации штатного расписания в связи с сокращением ручного труда и профессиональной переподготовкой кадров. Также существует риск кибератак на автоматизированные системы управления производственными процессами.

Ключевым фактором успеха является грамотный выбор автоматизированных решений и их профессиональное внедрение с последующим обеспечением стабильной работы систем.

Изображение в шапке статьи: bugphai / freepik.com