Автоматизация производственных процессов
Автор: Kalpakjian Serope.
Источник: Manufacturing engineering and technology. – USA, Addison-Wesley Publishing Company, Inc, 1999. – 1199 p.
Аннотация
Kalpakjian Serope. – Автоматизация производственных процессов
История аватоматизации в производстве.Её роль в мировом развитии человечества.
Ключевые слова: АВТОМАТИЗАЦИЯ, ПРОИЗВОДСТВО, РАЗВИТИЕ, ИСТОРИЯ, МАШИНОСТРОЕНИЕ, ТЕХНОЛОГИЯ
Основная часть
До начала последних четырех десятилетий, большинство производственных операций выполнялось на традиционном оборудовании, таком как токарные и фрезерные станки, прессы, в которых отсутствовала гибкость, и которые нуждались в высокой квалификации рабочих. Каждый раз при производстве нового изделия оборудование переоснащалось, и пересматривался производственный процесс. Рост числа новых изделий и деталей с фасонными поверхностями вызывал многочисленные попытки оператора методом проб и ошибок установить правильные параметры обработки на станке. Кроме того, из-за участия человека, производство деталей точно похожих друг на друга стало затруднительным.
Эти обстоятельства означали, что производственные технологии были несовершенны и стоимость труда составляла существенную часть от полной стоимости продукции. Необходимость в модернизации формы труда из-за цены изделий постепенно стала очевидна, как и необходимость повышения эффективности и гибкости производственных процессов. Это необходимость была особенно значима в условиях роста конкуренции как национальной, так и в других промышленных странах.
Производительность также стала важным аспектом. Определенная как оптимальное использование всех ресурсов – сырья, энергии, капитала, труда и технологии — или продуктивность служащего в час, производительность по существу оценивает операционную эффективность. В связи с быстрым ростом достижений в науке и производственной технологии и их постепенной реализацией, эффективность производственных операций начала улучшаться и процент от общей цены, представляемый ценой труда, уменьшился.
Как можно увеличить производительность? Механизация оборудования и операций достигла своего пика в 1940-е гг. Механизация вводит в процесс или операцию использование различных механических, гидравлических, пневматических или электрических устройств. Отметим, что в механизированных системах оператор все еще напрямую контролирует процесс и должен проверять каждый шаг работы машины. Если инструмент сломался в процессе резания, если деталь перегрелась во время горячей обработки, если поверхностный слой начал портиться при шлифовании, если пространственное расположение стало слишком большим при разливе металла оператор должен вмешаться и изменить один или несколько параметров процесса.
Следующим шагом по увеличению эффективности производственных операций была автоматизация, от греческого слова автомат, что обозначает самостоятельное действие. Слово автоматизация впервые появилось в середине 1940-х гг. в автомобильной промышленности США для обозначения автоматического распределения деталей между производственным оборудованием совместно с их непрерывной обработкой на этом оборудовании. В течение последних тридцати лет основные достижения и прорывы имели место в типах и развитии автоматизации. Эти важные продвижения стали возможны повсеместно благодаря быстрому развитию производительности и вычислительной возможности управляющих систем и компьютеров.
Автоматизация в общем виде может быть определена как процесс выполнения заранее определенной последовательности операций с малой долей или полным отсутствием человеческого труда с использованием специального оборудования и устройств, которые выполняют и контролируют производственные процессы. Значение и понятие автоматизации можно интерпретировать в следующих вариантах:
· Полуавтоматическое или автоматическое распределение материала, загрузка и разгрузка заготовок на станках для зажима в приспособлениях.
· Автоматическое цикловое управление станками и оборудованием, включая использование механических устройств, цифровое управление станками и применение компьютеров.
· Полный компьютеризированный контроль всех аспектов производственных операций от сырья до конечного продукта.
Автоматизация, в полном смысле этого слова, достигнута благодаря использованию разнообразных устройств, датчиков, приводов, техники и оборудования, которые способны наблюдать за производственным процессом, принимать решения о возможных изменениях, которые могли быть внесены в операцию, и контролировать все аспекты операции. Автоматизация есть и будет эволюционным, более того, революционным понятием. Всем нам знакомо развитие автоматизации, начиная с ручных приспособлений и простых станков с ручным управлением, продолжая механизированными процессами и оборудованием и заканчивая, наконец, высшими уровнями автоматизации.
Автоматизация на машиностроительных заводах успешно реализуется в следующих основных областях деятельности:
· Производственные процессы. Обработка резанием, ковка и шлифовальные операции — вот примеры процессов, которые высокоавтоматизированны.
· Распределение материалов. Оборудование, управляемое компьютером, перемещает материалы и детали на различных стадиях изготовления по заводу без участия человека.
· Контроль. Детали автоматически проходят проверку качества, размерной точности и шероховатости поверхности во время их производства (активный контроль) или после того как они уже изготовлены (пассивный контроль).
· Сборка. Отдельно изготовленные детали автоматически собираются в единое изделие.
· Упаковка. Изделияавтоматически упаковываются.
Автоматизация имеет несколько основных целей:
· Интегрировать различные аспекты производственных операций, такие как увеличение качества продукции и ее унификация, минимизация циклов обработки и энергии и, в связи с этим, уменьшение стоимости труда.
· Увеличить производительность за счет снижения производственных цен и благодаря более эффективному контролю над производством. Детали подаются, обрабатываются и выгружаются на станках более эффективно. Ресурсы оборудования и производство организуется более эффективно.
· Минимизировать участие человека, монотонность и возможность человеческой ошибки.
· Уменьшить повреждение заготовок из-за ручного транспортирования деталей.
· Увеличить уровень безопасности персонала, особенно работающих в опасных условиях.
· Более эффективная экономия производственной площади на машиностроительном заводе занятой станками, перемещением материала и установленным оборудованием.
Автоматизация может быть использована в производстве всех видов изделий, от заготовок до конечного продукта, и во всех типах производства от мастерских до больших производственных объединений. Решение автоматизировать новое или существующее производство требует следующих дополнительных обсуждений:
· Тип производимого продукта.
· Необходимое количество изделий и темп производства.
· Конкретный этап производственный операции, который должен быть автоматизирован.
· Высокая первоначальная цена оборудования.
· Надежность и разрешение проблем, связанных с автоматизированными системами.
· Экономичность
Список использованной литературы
1. Reading, Mass. : Addison-Wesley,internetarchivebooks, 1995.