Tuotantoautomaatio

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 15. lokakuuta 2022 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 2 muokkausta .

Tuotannon automatisointi  on konetuotannon kehittämisprosessi, jossa henkilön aiemmin suorittamat johtamis- ja ohjaustoiminnot siirretään instrumenteille ja automaattilaitteille [1] . Tuotannon automaation käyttöönotto voi merkittävästi lisätä työn tuottavuutta, varmistaa tuotteiden vakaan laadun ja vähentää tuotannon eri osa-alueilla työskentelevien osuutta.

Ennen automaatiotyökalujen käyttöönottoa fyysisen työn korvaaminen tapahtui koneistamalla tuotantoprosessin pää- ja aputoiminnot. Henkinen työ pysyi pitkään mekanisoimattomana (manuaalinen). Tällä hetkellä fyysisen ja henkisen työn toiminnat, jotka voidaan formalisoida, ovat tulossa koneellistamisen ja automatisoinnin kohteeksi. Automaatiotason (asteen) käsite voi toimia mittausominaisuutena .

Tehdasautomaation kehityksen historia

Itsetoimiset laitteet - nykyaikaisten automaattien prototyypit - ilmestyivät muinaisina aikoina. Kuitenkin pienkäsityön ja puolikäsityötuotannon olosuhteissa aina 1700-luvulle asti. ne eivät saaneet käytännöllistä sovellusta, ja viihdyttävinä "leluina" jäivät vain muinaisten mestareiden korkeasta taidosta. Työkalujen ja työmenetelmien parantaminen, koneiden ja mekanismien sopeuttaminen ihmisen tilalle tuotantoprosesseissa 1700-luvun lopulla. - 1800-luvun alku jyrkkä hyppy tuotannon tasossa ja mittakaavassa, joka tunnetaan XVIII-XIX vuosisatojen teollisena vallankumouksena.

Teollinen vallankumous loi tarvittavat edellytykset tuotannon koneistamiselle, ennen kaikkea kehruulle, kudontalle, metallille ja puuntyöstölle. K. Marx näki tässä prosessissa pohjimmiltaan uuden teknisen kehityksen suunnan ja ehdotti siirtymistä yksittäisten koneiden käytöstä "automaattiseen konejärjestelmään", jossa henkilö säilyttää tietoiset ohjaustoiminnot: henkilö tulee lähelle tuotantoprosessia sen ohjaimena ja säätäjänä. Tämän ajanjakson tärkeimmät keksinnöt olivat venäläisen mekaanikon I. I. Polzunovin keksintö höyrykattilan automaattisesta tehonsäätimestä (1765) ja englantilaisen J. Watin keksinnöstä höyrykoneen keskipakonopeudensäätimestä (1784), joka sen jälkeen siitä tuli tärkein mekaanisen energian lähde työstökoneiden, koneiden ja mekanismien ajamiseen.

1800-luvun 60-luvulta lähtien rautateiden nopean kehityksen yhteydessä on tullut ilmeiseksi tarve rautatieliikenteen automatisoinnille ja ennen kaikkea automaattisten nopeudensäätölaitteiden luomiselle junaliikenteen turvallisuuden varmistamiseksi. Venäjällä yksi ensimmäisistä tämänsuuntaisista keksinnöistä oli koneinsinööri S. Prausin (1868) automaattinen nopeusmittari ja laite, joka tallentaa automaattisesti junan nopeuden, saapumisajan, pysähdyksen keston, lähtöajan ja junan sijainnin. juna, jonka ovat luoneet insinööri V. Zalman ja mekaanikko O. Graftio (1878). Automaattisten laitteiden leviämisen astetta rautatieliikenteen käytännössä todistaa se, että jo vuonna 1892 Moskovan ja Brestin rautateillä oli "junien mekaanisen ohjauksen" osasto .

Automaattisten laitteiden oppi XIX vuosisadalle asti. suljettiin klassisen sovelletun mekaniikan puitteissa, joka piti niitä erillisinä mekanismeina. Automaattisen ohjauksen tieteen perusteet esitettiin pohjimmiltaan ensimmäisen kerran englantilaisen fyysikon J. K. Maxwellin artikkelissa " Sääntelystä I.A." (1868), ja venäläisen tiedemiehen Näitä teoksia kehittäessään A. Stodola , Ya. I. Grdina ja N. E. Zhukovsky esittelivät järjestelmällisesti automaattisen ohjauksen teorian.

Sähköenergian mekaanisten lähteiden - tasa- ja vaihtovirtageneraattorit (dynamot, vaihtovirtageneraattorit) - ja sähkömoottorit syntyivät , keskitetty energiantuotanto, sen siirto pitkiä matkoja ja eriytetty käyttö kulutuspaikoissa tulivat mahdollisiksi . Samalla tuli tarpeelliseksi vakauttaa generaattoreiden jännite automaattisesti, ilman mitä niiden teollinen käyttö oli rajoitettua.

Vasta jännitteensäätimien keksimisen jälkeen 1900-luvun alussa sähköä alettiin käyttää tuotantolaitteiden ohjaamiseen. Yhdessä höyrykoneiden kanssa, joiden energia jaettiin voimansiirtoakselien ja hihnakäyttöjen avulla työstökoneisiin, sähkökäyttö levisi vähitellen, syrjäyttäen ensin höyrykoneet pyöriviin voimansiirtoihin ja vastaanottaen sitten yksilöllisen käytön, eli koneita alettiin varustaa yksittäisiä sähkömoottoreita.

Siirtyminen keskusvaihteistokäytöstä yksittäiskäyttöön 1900-luvun 20-luvulla laajensi huomattavasti mahdollisuuksia parantaa koneistusteknologiaa ja lisätä taloudellista tehokkuutta. Yksittäisen sähkökäytön yksinkertaisuus ja luotettavuus mahdollistivat paitsi työstökoneiden energian, myös niiden ohjauksen mekanisoinnin. Tältä pohjalta syntyi ja kehittyi erilaisia ​​automaattisia työstökoneita, moniasentoisia modulaarisia koneita ja automaattilinjoja. Automatisoidun sähkökäytön laaja käyttö 1930-luvulla ei ainoastaan ​​edistänyt monien teollisuudenalojen koneistumista, vaan merkitsi olennaisesti modernin tuotantoautomaation alkua. Samaan aikaan syntyi itse termi "tuotannon automatisointi".

Neuvostoliitossa tuotantoprosessien automatisoitujen ohjaus- ja säätelykeinojen kehittäminen alkoi samanaikaisesti raskaan teollisuuden ja koneenrakennuksen luomisen kanssa, ja se toteutettiin kommunistisen puolueen ja Neuvostoliiton hallituksen päätösten mukaisesti teollistumisesta ja koneistamisesta. tuotantoon. Vuonna 1930 G. M. Krzhizhanovskin aloitteesta Neuvostoliiton korkeimman talousneuvoston Glavenergotsentriin perustettiin automaatiokomitea hoitamaan energia-alan automaatiotyötä. All-Union Electrotechnical Associationin (VEO) hallitukseen vuonna 1932 perustettiin sähköteollisuuden tehtaiden automaatio- ja koneistustoimisto. Raskaan, kevyen ja elintarviketeollisuuden automatisoitujen laitteiden käyttö aloitettiin ja liikenteen automaatiota parannettiin. Erityisessä koneenrakennuksessa yksittäisten automaattisten koneiden ohella otettiin käyttöön kuljettimet, joissa oli pakotettu liikerytmi. Tarkkateollisuuden liittoliitto (VOTI) perustettiin ohjaus- ja säätölaitteiden valmistukseen ja asennukseen.

Automaattilaboratorioita perustettiin energian, metallurgian, kemian, koneenrakennuksen ja julkisten laitosten tutkimuslaitoksiin. Sen soveltamismahdollisuuksista pidettiin osasto- ja yliliiton kokouksia ja konferensseja. Aloitettiin toteutettavuustutkimukset teollisuusautomaation merkityksestä teollisuuden kehitykselle erilaisissa yhteiskunnallisissa olosuhteissa. Vuonna 1935 telemekaniikan ja automaation komissio aloitti työnsä Neuvostoliiton tiedeakatemiassa yleistääkseen ja koordinoidakseen tutkimustyötä tällä alalla. "Automation and Telemechanics" -lehden julkaisu on alkanut.

Vuonna 1936 D. S. Harder (USA) määritteli automaation "yksityiskohtien automaattiseksi käsittelyksi tuotantoprosessin yksittäisten vaiheiden välillä". Ilmeisesti tämä termi tarkoitti aluksi työstökoneiden yhdistämistä automaattisiin materiaalien siirto- ja valmistuslaitteisiin. Myöhemmin Harder laajensi termin merkityksen kaikkiin valmistusprosessin toimintoihin.

Korkea taloudellinen tehokkuus, teknologinen toteutettavuus ja usein toiminnallinen välttämättömyys vaikuttivat automaation laajaan käyttöön teollisuudessa, liikenteessä, viestintätekniikassa, kaupassa ja eri palvelualoilla. Sen tärkeimmät edellytykset ovat: taloudellisten resurssien - energian, raaka-aineiden, laitteiden, työvoiman ja pääomasijoitusten - tehokkaampi käyttö. Samalla laatu paranee, tuotteiden homogeenisuus varmistetaan ja laitteistojen ja rakenteiden toiminnan luotettavuus lisääntyy.

Sosialistinen valtio, joka pitää tuotannon automatisointia yhtenä voimakkaimmista kansantalouden kehityksen tekijöistä, toteuttaa sitä yhden kokonaisvaltaisen suunnitelman mukaisesti, joka on sidottu asianmukaisiin määrärahoihin ja aineelliseen ja tekniseen tukeen.

Kolmen ensimmäisen kansantalouden kehittämissuunnitelman (1928–1941) toteuttamisen yhteydessä perustettiin ensimmäiset tehtaat, jotka tuottivat automaatiolaitteita ja -laitteita sekä telemekaniikkaa tuotannon automatisointiin. Suuren isänmaallisen sodan aikana tuotannon automatisoinnilla oli suuri merkitys rintaman logistiikassa ja Neuvostoliiton puolustusteollisuuden tarpeiden täyttämisessä. Ensimmäisessä sodan jälkeisessä kansantalouden elvyttämis- ja kehittämissuunnitelmassa (1946-1950) edellytettiin energia-, kemian-, öljy- ja petrokemianteollisuuden lisäautomaatiota sekä automatisoidun sähkökäytön laajaa käyttöönottoa tuotannossa. NSKP:n 19. kongressissa hyväksytty ohjelma tuotannon automatisoinnin jatkokehittämiseksi ajanjaksolla 1953-1958 sisälsi erityisesti töiden mekanisoinnin ja tuotannon automatisoinnin rautametallurgisissa yrityksissä kaivosteollisuudessa. koneenrakennus sekä vesivoimaloiden täydellinen automatisointi.

Käytännössä 1950-luku oli aikaa, jolloin tuotantoautomaatiota alettiin ottaa käyttöön kaikilla Neuvostoliiton kansantalouden aloilla, joilla oli merkittävä osuus. Koneteollisuudessa - traktoreiden, autojen ja maatalouskoneiden tuotannossa - otettiin käyttöön automaattiset linjat; Automaattinen tehdas autojen moottoreiden mäntien valmistukseen aloitti toimintansa. HPP-yksiköiden siirto automaattiohjaukseen on saatu päätökseen, monet niistä olivat täysin automatisoituja. Kattilalaitokset automatisoitiin useissa suurimmissa lämpövoimalaitoksissa.

Metallurgisessa teollisuudessa noin 95 % raudasta ja 90 % teräksestä sulatettiin automatisoiduissa uuneissa; Ensimmäiset automatisoidut valssaamot otettiin käyttöön. Automaattiset asennukset otettiin käyttöön öljynjalostamoilla. Kaasuputkien telemekaaninen ohjaus suoritettiin. Monet vesihuoltojärjestelmät ovat automatisoituja. Automaattiset betonitehtaat alkoivat toimia. Kevyt- ja elintarviketeollisuutta alettiin varustaa laajalti automaattisilla ja puoliautomaateilla tuotteiden täyttö-, annostelu- ja pakkauskoneilla sekä automaattisilla tuotteiden tuotantolinjoilla.

Automaattikalusto kasvoi vuonna 1953 10-kertaiseksi (verrattuna vuoteen 1940). Ohjelmaohjauksella varustetut työstökoneet ilmestyivät metalliteollisuuteen. Pyöriviä automaattilinjoja käytettiin massatuotteiden valmistukseen. Räjähdysherkässä kemianteollisuudessa telemekaaninen prosessiohjaus on yleistynyt.

Teollisuusautomaation elementit

Nykyaikaiset valmistusjärjestelmät, jotka tarjoavat joustavuutta automatisoituun valmistukseen, sisältävät [2]  :

  1. Mitattujen suureiden fyysinen homogeenisuus
  2. Samantyyppiset viestintäkanavat näiden elementtien välillä
  3. Elementtien liitosten yhteensopivuus.

Automaation organisoinnin periaatteet

Tuotantoprosessin organisointi kussakin yrityksessä ja sen työpajoissa perustuu kaikkien pää-, apu- ja palveluprosessien järkevään yhdistelmään tilan ja ajan suhteen. Näiden yhdistelmien ominaisuudet ja menetelmät ovat erilaisia ​​eri tuotantoolosuhteissa, mutta yleiset periaatteet ovat olemassa [3] :

Teollisuusautomaation asema nyky-Venäjällä

Globaalista tilanteesta huolimatta Venäjällä päätyö on edelleen ihmisten tekemiä, kun muissa maissa sitä tekevät jo robotit. [neljä]

Nykyään Venäjä tarvitsee 350 tuhatta teollisuusrobottia voidakseen lähestyä kehittyneitä maita tuotantoprosessien automatisoinnin suhteen.
== Tehdasautomaation asema maailmassa

==

Tähän mennessä[ milloin? ] Kiinassa on 36 teollisuusrobottia 10 000 työntekijää kohti. Tämä on 8 kertaa vähemmän kuin Saksassa, 9 kertaa vähemmän kuin Japanissa ja 13 kertaa vähemmän kuin Etelä-Koreassa. Mutta maassamme robottien määrä 10 000 ihmistä kohti on 20 kertaa vähemmän kuin Kiinassa. Tämän indikaattorin mukaan Venäjä on nykyään Thaimaan, Indonesian, Meksikon ja Filippiinien alapuolella. 100-vuotisjuhlavuoteen mennessä, joka tapahtuu vuonna 2049, Kiina aikoo kuroa kiinni ja ohittaa tuotannossaan Saksan, USA:n ja Japanin. Ja ilman robotteja se on mahdotonta. Tuotannon automatisoinnin avulla voit lisätä tuottavuutta yli kolme kertaa. Automaatio on ehkä paras yksittäinen ratkaisu laadun parantamiseen ja alhaisen tuottavuuden ongelmaan. [neljä]

Kritiikki

Monet ihmiset[ kuka? ] suhtautuvat nykyään kielteisesti tuotannon automatisointiin ja työn tuottavuuden kasvuun, koska rahajärjestelmässä tämä johtaa " teknologiseen työttömyyteen ", monien ihmisten ostovoiman ja toimeentulon menettämiseen, kun taas jäljellä olevien työntekijöiden työtunteja ei lyhennetä. mutta vastuu kasvaa.

Muistiinpanot

  1. ↑ Suuri Neuvostoliiton tietosanakirja
  2. ↑ Haustein H.-D. Joustava automaatio - M.: Progress, 1990.
  3. ↑ Khlytchev M. S. Tuotantoprosessien automatisoinnin ja automatisoinnin perusteet. - M .: Radio ja viestintä, 1985.
  4. ↑ 1 2 Ljudmila Vitalievna Khlebenskikh, Marina Andreevna Zubkova, Tatyana Jurievna Saukova. Tuotannon automatisointi nykymaailmassa  // Nuori tiedemies. - 2017. - Ongelma. 150 . — S. 308–311 . — ISSN 2072-0297 . Arkistoitu alkuperäisestä 23. heinäkuuta 2019.

Linkit

Kirjallisuus

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat