Mechanizácia a automatizácia výrobných procesov

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Automatizácia výrobných a technologických procesov je postup, pri ktorom sa človekom vykonávané kontrolné a riadiace funkcie prenášajú na prístroje a zariadenia. Vďaka tomu sa výrazne zvyšuje produktivita práce a kvalita výrobkov. Okrem toho je zabezpečené zníženie podielu pracovníkov zapojených do rôznych priemyselných odvetví. Pozrime sa ďalej, čo je automatizácia a automatizácia výrobných procesov.

Historické pozadie

Nezávisle fungujúce zariadenia – prototypy moderných automatických systémov – sa začali objavovať už v staroveku. Až do 18. storočia však boli rozšírené remeselné a poloremeselné činnosti. V tomto ohľade takéto "samočinné" zariadenia nedostali praktické uplatnenie. Koncom 18. - začiatkom 19. stor. došlo k prudkému skoku v objemoch a úrovniach výroby. Vznikla priemyselná revolúciapredpoklady na zlepšenie metód a nástrojov práce, prispôsobenie vybavenia na nahradenie človeka.

Mechanizácia a automatizácia výrobných procesov

Zmeny, ktoré priniesla priemyselná revolúcia, sa dotkli predovšetkým spracovania dreva a kovov, pradiarne, tkáčovne a tovární. Mechanizáciu a automatizáciu výrobných procesov aktívne študoval K. Marx. Videl v nich zásadne nové smery pokroku. Poukázal na prechod od využívania jednotlivých strojov k automatizácii ich komplexu. Marx povedal, že vedomé funkcie kontroly a riadenia by mali byť zverené osobe. Pracovník stojí vedľa výrobného procesu a reguluje ho. Hlavnými úspechmi tej doby boli vynálezy ruského vedca Polzunova a anglického inovátora Watta. Prvý vytvoril automatický regulátor napájania parného kotla a druhý vytvoril odstredivý regulátor otáčok pre parný stroj. Intelektuálna činnosť zostala pomerne dlho manuálna. Pred zavedením automatizácie sa nahrádzanie fyzickej práce vykonávalo mechanizáciou pomocných a hlavných procesov.

Situácia dnes

V súčasnej fáze ľudského vývoja sú systémy automatizácie výrobných procesov založené na používaní počítačov a rôznych softvérov. Prispievajú k zníženiu miery participácie ľudí na aktivitách alebo ju úplne vylučujú. K úlohám automatizácievýrobné procesy zahŕňajú zlepšenie kvality operácií, skrátenie času na ne, zníženie nákladov, zvýšenie presnosti a stability akcií.

Pokyny

Automatizácia výrobných procesov bola dnes zavedená do mnohých priemyselných odvetví. Bez ohľadu na rozsah a objem aktivít firiem, takmer všetky využívajú softvérové zariadenia. Existujú rôzne úrovne automatizácie výrobných procesov. Rovnaké zásady však platia pre ktorúkoľvek z nich. Poskytujú podmienky pre efektívne vykonávanie operácií a formulujú všeobecné pravidlá na ich riadenie. Princípy, v súlade s ktorými sa vykonáva automatizácia výrobných procesov, zahŕňajú:

1. Konzistencia. Všetky akcie v rámci operácie sa musia navzájom kombinovať, ísť v určitom poradí. V prípade nesúladu je pravdepodobné porušenie procesu.
2. Integrácia. Automatizovaná prevádzka musí zapadať do celkového prostredia podniku. V tej či onej fáze sa integrácia uskutočňuje rôznymi spôsobmi, ale podstata tohto princípu zostáva nezmenená. Automatizácia výrobných procesov v podnikoch by mala zabezpečiť interakciu prevádzky s vonkajším prostredím.
3. Nezávislosť vykonávania. Automatizovaná operácia musí byť vykonaná nezávisle. Ľudská účasť na ňom nie je zabezpečená, alebo by mala byť minimálna (iba kontrola). Pracovník nesmie zasahovať do prevádzky, ak sa vykonáva podľa stanovených požiadaviek.

Vyššie uvedené princípy sú špecifikované v súlade s úrovňou automatizácie konkrétneho procesu. Pre operácie sú stanovené ďalšie princípy kontinuity, proporcionality, špecializácie atď.

Úrovne automatizácie

Sú zvyčajne klasifikované podľa charakteru riadenia spoločnosti. Na druhej strane to môže byť:

1. Strategické.
2. Taktické.
3. V prevádzke.

V súlade s tým existuje:

1. Nižšia úroveň automatizácie (výkonná). Riadenie sa tu vzťahuje na pravidelne vykonávané operácie. Automatizácia výrobných procesov je zameraná na vykonávanie prevádzkových funkcií, udržiavanie nastavených parametrov, udržiavanie nastavených prevádzkových režimov.
2. Taktická úroveň. To poskytuje rozdelenie funkcií medzi operácie. Príklady zahŕňajú plánovanie výroby alebo služieb, správu dokumentov alebo zdrojov atď.
3. Strategická úroveň. Riadi celú spoločnosť. Automatizácia výrobných procesov pre strategické účely poskytuje riešenie prediktívnych a analytických problémov. Je potrebné zachovať aktivity na najvyššej administratívnej úrovni. Táto úroveň automatizácie poskytuje strategické a finančné riadenie.

Klasifikácia

Automatizácia je poskytovaná pomocou rôznych systémov (OLAP, CRM, ERP atď.). Všetkysú rozdelené do troch hlavných typov:

1. Nezmeniteľné. V týchto systémoch je postupnosť akcií nastavená v súlade s konfiguráciou zariadenia alebo procesnými podmienkami. Počas operácie ho nemožno zmeniť.
2. Programovateľné. Môžu meniť poradie v závislosti od konfigurácie procesu a daného programu. Výber tohto alebo toho reťazca akcií sa vykonáva pomocou špeciálnej sady nástrojov. Systém ich číta a interpretuje.
3. Samokonfigurovateľné (flexibilné). Takéto systémy môžu vybrať požadované akcie v priebehu práce. Zmeny v konfigurácii operácie prebiehajú v súlade s informáciami o priebehu operácie.

Všetky tieto typy možno použiť na všetkých úrovniach samostatne alebo v kombinácii.

Typy transakcií

V každom ekonomickom sektore existujú organizácie, ktoré vyrábajú produkty alebo poskytujú služby. Môžu byť rozdelené do troch kategórií podľa „vzdialenosti“v reťazci spracovania zdrojov:

1. Ťažba alebo výroba – napríklad poľnohospodárske, ropné a plynárenské spoločnosti.
2. Organizácie spracovávajúce prírodné suroviny. Pri výrobe produktov využívajú materiály vyťažené alebo vytvorené spoločnosťami z prvej kategórie. Patria sem napríklad elektronika, automobilový priemysel, elektrárne atď.
3. Spoločnosti poskytujúce služby. Medzi nimi sú banky, lekárske, vzdelávacieinštitúcie, stravovacie zariadenia atď.

Pre každú skupinu možno rozlíšiť operácie súvisiace s poskytovaním služieb alebo uvoľňovaním produktov. Patria sem procesy:

1. Kontrola. Tieto procesy zabezpečujú interakciu v rámci podniku a prispievajú k vytváraniu vzťahov podniku so zainteresovanými účastníkmi obratu. K týmto patria najmä dozorné orgány, dodávatelia, spotrebitelia. Skupina obchodných procesov zahŕňa napríklad marketing a predaj, interakciu so zákazníkmi, finančné, personálne, materiálové plánovanie atď.
2. Analýza a kontrola. Táto kategória je spojená so zhromažďovaním a zovšeobecňovaním informácií o vykonávaní operácií. Medzi takéto procesy patrí najmä prevádzkové riadenie, kontrola kvality, hodnotenie zásob atď.
3. Dizajn a vývoj. Tieto operácie súvisia so zberom a prípravou počiatočných informácií, implementáciou projektu, kontrolou a analýzou výsledkov.
4. Produkcia. Táto skupina zahŕňa operácie súvisiace s priamym uvoľňovaním produktov. Medzi ne patrí okrem iného plánovanie dopytu a kapacít, logistika, služby.

Väčšina z týchto procesov je dnes automatizovaná.

Stratégia

Treba poznamenať, že automatizácia výrobných procesov je zložitá a náročná na prácu. Aby ste dosiahli svoje ciele, musíte sa riadiť určitou stratégiou. Prispieva k zlepšeniu kvality vykonávaných operácií a získavania zpožadované výsledky. V súčasnosti je mimoriadne dôležitá kompetentná automatizácia výrobných procesov v strojárstve. Strategický plán možno zhrnúť takto:

1. Pochopenie operácie. Aby automatizácia výrobných procesov v strojárstve alebo inom hospodárskom odvetví priniesla želaný efekt, je potrebné dôkladne rozobrať všetky stupne. Predovšetkým je potrebné určiť vstup a výstup operácie, postupnosť akcií, zloženie zdrojov, vzťah odkazov atď.
2. Zjednodušenie procesu. Po kompletnej analýze je potrebné optimalizovať prevádzku. Zbytočné aktivity, ktoré neprinášajú výsledky alebo nemajú významnú hodnotu, by sa mali obmedziť. Niektoré operácie môžu byť kombinované alebo prebiehať paralelne. Akciu môžete zlepšiť tak, že navrhnete iný spôsob, ako to urobiť.
3. Automatizácia procesu. Môže sa vykonávať iba vtedy, keď je prevádzka maximálne vyťažená. Čím jednoduchší je postup, tým menej časovo náročná bude automatizácia, a teda tým efektívnejší bude proces.

Výhody

Mechanizácia a automatizácia rôznych procesov môže výrazne zlepšiť kvalitu tovaru a riadenie výroby. Medzi ďalšie výhody patrí:

1. Zvýšenie rýchlosti opakujúcich sa operácií. Znížením miery ľudského zapojenia sa rovnaké akcie môžu vykonávať rýchlejšie. Automatizované systémyposkytovať väčšiu presnosť a udržiavať výkon bez ohľadu na dĺžku zmeny.
2. Zlepšite kvalitu práce. S poklesom miery participácie ľudí sa znižuje alebo eliminuje vplyv ľudského faktora. To výrazne obmedzuje odchýlky vo vykonávaní operácií, čo následne zabraňuje mnohým chybám a zlepšuje kvalitu a stabilitu práce.
3. Vyššia presnosť ovládania. Využitie informačných technológií umožňuje uložiť a v budúcnosti zohľadniť väčšie množstvo informácií o prevádzke ako pri manuálnom ovládaní.
4. Zrýchlite rozhodovanie v typických situáciách. Tým sa zlepší výkon operácie a zabráni sa nezrovnalostiam v ďalších krokoch.
5. Paralelné vykonávanie akcií. Automatizované systémy umožňujú vykonávať niekoľko operácií súčasne bez toho, aby bola ohrozená presnosť a kvalita práce. Zrýchľuje to aktivitu a zlepšuje kvalitu výsledkov.

Chyby

Napriek zjavným výhodám nemusí byť automatizácia vždy tým najlepším riešením. Preto je pred jeho implementáciou potrebná komplexná analýza a optimalizácia. Potom sa môže ukázať, že automatizácia nie je potrebná alebo bude z ekonomického hľadiska nerentabilná. Manuálne ovládanie a vykonávanie procesov môže byť vhodnejšie v nasledujúcich prípadoch:

1. Operácie sú príliš zložité na to, aby sa dali technologicky alebo ekonomicky zautomatizovať.
2. Životný cyklus produktu je veľmi krátky. Ak sa má vyvinúť produkt azaviesť v krátkom čase, trvanie jeho zotrvania na trhu bude krátke. V tomto prípade sa automatizácia môže stať nepraktickou. Manuálne operácie budú rýchlejšie a menej nákladné.



3. Vyrábajú sa jedinečné alebo jedinečné produkty. Na výrobu výrobkov tohto typu sú stanovené určité parametre a požiadavky. V tomto prípade môže mať ľudský faktor priaznivý vplyv na proces. Niektoré jedinečné položky je možné vyrobiť iba pomocou ručnej práce.
4. Náhle výkyvy dopytu na trhu. Zmeny v aktivite spotrebiteľov majú vplyv na objem výroby. Reorganizácia výroby v takýchto situáciách môže byť vykonaná rýchlejšie, ak sa produkty vyrábajú pomocou ručnej práce.

Záver

Mechanizácia a automatizácia majú nepochybne veľký význam pre výrobný sektor. V modernom svete sa stále menej operácií vykonáva manuálne. Ani dnes sa však v mnohých odvetviach bez takejto práce nezaobídete. Automatizácia je obzvlášť účinná vo veľkých podnikoch, ktoré vyrábajú produkty pre masového spotrebiteľa. Takže napríklad v automobilkách sa na operáciách zúčastňuje minimálny počet ľudí. Zároveň spravidla vykonávajú kontrolu nad priebehom procesu bez toho, aby sa na ňom priamo podieľali. Modernizácia priemyslu je v súčasnosti veľmi aktívna. Automatizácia výrobných procesov a výroby sa dnes považuje za najviacefektívny spôsob, ako zlepšiť kvalitu produktu a zvýšiť produkciu.