PANG-INDUSTRIYA NA AUTOMATION: KASAYSAYAN, KATANGIAN AT URI - TEKNOLOHIYA - 2025

Ang pang-industriya na automation ay ang teknolohiya na ginagamit ng mga system ng control tulad ng mga computer, robot at mga teknolohiya ng impormasyon upang paganahin ang awtomatikong pagpapatupad ng iba't ibang mga proseso at makina sa isang industriya, nang hindi nangangailangan ng mga operator ng tao.

Nilalayon nitong palitan ang paggawa ng desisyon ng tao at manu-manong mga aktibidad na sagot-tugon sa paggamit ng mga makinarya na kagamitan at lohikal na mga utos sa pag-programming.

Pinagmulan: pixabay.com

Noong nakaraan, ang layunin ng automation ay upang madagdagan ang pagiging produktibo, dahil ang mga awtomatikong sistema ay maaaring gumana ng 24 oras sa isang araw, at mabawasan ang gastos na nauugnay sa mga operator ng tao, tulad ng sahod at benepisyo.

Ang automation na ito ay nakamit ng iba't ibang paraan, tulad ng mechanical, hydraulic, pneumatic, electrical, electronic at computer na aparato, sa pangkalahatan ay pinagsama sa kanila.

Ang mga kumokontrol na pangkalahatang layunin para sa mga pang-industriya na proseso ay kinabibilangan ng: mga maaaring ma-program na mga Controller na lohika, malayang I / O modules, at computer.

Kasalukuyang sitwasyon

Kamakailan lamang, natagpuan ang pang-industriya na automation ng pagtaas ng pagtanggap ng iba't ibang uri ng industriya, dahil sa napakalaking benepisyo nito sa proseso ng pagmamanupaktura, tulad ng pagtaas ng produktibo, kalidad, kakayahang umangkop at kaligtasan sa mababang gastos.

Mayroon din itong mga benepisyo sa pag-iimpok sa paggawa, gastos sa kuryente, at mga gastos sa materyal, pati na rin ang higit na katumpakan sa mga sukat.

Ang isang mahalagang kalakaran ay ang tumaas na paggamit ng pangitain sa computer upang magbigay ng awtomatikong pag-andar ng inspeksyon. Ang isa pang kalakaran ay ang patuloy na pagtaas sa paggamit ng mga robot.

Ang kahusayan ng enerhiya sa mga pang-industriya na proseso ay naging isa sa pinakamataas na priyoridad.

Halimbawa, ang mga kumpanya ng semiconductor ay nag-aalok ng 8-bit na microcontroller application, na matatagpuan sa pangkalahatang-layunin na pump at motor control, upang mabawasan ang pagkonsumo ng kuryente at sa gayon ay madagdagan ang kahusayan.

Ang World Bank's World Development Report 2018 ay nagpapakita ng katibayan na habang ang pang-industriya na automation ay iniwan ang mga manggagawa, ang makabagong ideya ay lumilikha ng mga bagong industriya at trabaho.

Kasaysayan

Dahil sa pagsisimula nito, ang pang-industriya na automation ay gumawa ng mahusay na mga hakbang sa mga aktibidad na dati nang gumanap nang manu-mano.

Rebolusyong Pang-industriya

Ang pagpapakilala ng mga unang makina at ang engine ng singaw ay lumikha ng isang bagong kinakailangan para sa awtomatikong mga sistema ng kontrol, tulad ng mga regulator ng temperatura at mga regulator ng presyon.

Noong 1771 ang unang ganap na awtomatikong umiikot na gilingan, na pinalakas ng haydroliko na kapangyarihan, ay naimbento. Noong 1785 isang awtomatikong mill mill ay binuo, na naging unang ganap na awtomatikong proseso ng pang-industriya.

Ford Motor

Noong 1913, ipinakilala ng Ford Motor Company ang isang linya ng pagpupulong ng produksyon ng sasakyan na itinuturing na isa sa mga pangunguna na uri ng automation sa industriya ng pagmamanupaktura.

Bago iyon, ang isang kotse ay itinayo ng isang pangkat ng mga bihasang manggagawa at walang kasanayan. Pinahusay ng automation ng produksyon ang mga rate ng produksyon ng Ford at nadagdagan ang kita.

Ang linya ng pagpupulong at paggawa ng masa ng mga sasakyan ay ang una sa kanilang uri sa mundo. Pinutol nito ang oras ng pagpupulong ng kotse mula sa 12 oras bawat kotse hanggang sa isang oras at kalahati.

Mga pagsulong sa ika-20 siglo

Ang mga control room ay naging karaniwan noong mga 1920. Hanggang sa unang bahagi ng 1930s, ang control control ay naka-on / off lamang.

Nagsimulang ipakilala ang mga Controller noong 1930s, na may kakayahang gumawa ng kinakalkula na mga pagbabago sa pagtugon sa mga paglihis mula sa isang control figure.

Ginamit ng mga control room ang mga ilaw na naka-code na kulay upang hudyat ang mga manggagawa ng halaman upang manu-mano ang ilang mga pagbabago.

Sa panahon ng 1930s, ang Japan ay pinuno sa pagbuo ng sangkap. Ang unang microswitch, proteksyon relay at high-precision electric timer ay binuo.

Noong 1945, nagsimula ang Japan ng isang programang pang-industriya na muling pagtatayo. Ang programa ay batay sa mga bagong teknolohiya, kumpara sa mga antiquated na pamamaraan na ginagamit ng iba pang bahagi ng mundo.

Ang Japan ay naging pinuno ng mundo sa pang-industriya na automation. Ang mga kumpanya ng kotse tulad ng Honda, Toyota, at Nissan ay nakagawa ng maraming kalidad, maaasahang mga kotse.

katangian

Ang mekanisasyon ay ang manu-manong pagpapatakbo ng isang gawain gamit ang makinarya na makinarya, ngunit depende sa paggawa ng desisyon ng tao.

Ang automation ay kumakatawan sa isang karagdagang hakbang sa mekanisasyon, dahil pinapalitan nito ang pakikilahok ng tao sa paggamit ng mga utos ng programming ng logic at makapangyarihang makinarya.

Mas mababang gastos sa pagpapatakbo

Sa pang-industriya na automation, ang bakasyon, pangangalaga sa kalusugan at mga gastos sa bonus na nauugnay sa isang manggagawa ng tao ay tinanggal. Gayundin, hindi ito nangangailangan ng iba pang mga benepisyo na mayroon ang mga empleyado, tulad ng saklaw ng pensiyon, mga bonus, atbp.

Bagaman nauugnay ito sa isang mataas na paunang gastos, ini-save nito ang buwanang suweldo ng mga manggagawa, na humahantong sa malaking pagtitipid para sa kumpanya.

Ang gastos sa pagpapanatili na nauugnay sa kagamitan na ginagamit para sa pang-industriya na automation ay mas mababa, dahil hindi nila gaanong masira. Kung nabigo sila, tanging ang mga IT at mga inhinyero sa pagpapanatili ang dapat ayusin ito.

Mataas na produktibo

Habang maraming mga kumpanya ang umarkila ng daan-daang mga taong nagmamanupaktura upang patakbuhin ang halaman sa loob ng tatlong shift para sa maximum na 24 na oras, kailangan pa ring sarado para sa mga pista opisyal at pagpapanatili.

Ang automation ng pang-industriya ay nakakatugon sa layunin ng isang kumpanya, na nagpapahintulot sa planta ng paggawa na gumana ng 24 oras sa isang araw, 7 araw sa isang linggo, at 365 araw sa isang taon. Nagdadala ito ng isang makabuluhang pagpapabuti sa pagiging produktibo ng samahan.

Mataas na kalidad

Ang automation ay nakakaaliw sa error na nauugnay sa tao. Bilang karagdagan, ang mga robot ay walang anumang uri ng pagkapagod, na nagreresulta sa mga produkto ng pantay na kalidad, kahit na ang paggawa ng mga ito sa iba't ibang oras.

Mataas na kakayahang umangkop

Kung ang isang bagong gawain ay idinagdag sa linya ng pagpupulong, kakailanganin ang isang pagsasanay para sa human operator.

Sa kabilang banda, ang mga robot ay maaaring ma-program upang gumawa ng anumang uri ng trabaho. Ginagawa nitong mas nababaluktot ang proseso ng pagmamanupaktura.

Mataas na kawastuhan ng impormasyon

Ang awtomatikong data na nakolekta ay nagbibigay-daan sa iyo upang pag-aralan ang mga pangunahing impormasyon sa pagmamanupaktura, na may mahusay na katumpakan ng data na ito, binabawasan ang iyong gastos sa pagsasama.

Pinapayagan nito ang mga tamang desisyon na magagawa kapag sinusubukan mong mapabuti ang mga proseso at mabawasan ang basura.

Mataas na seguridad

Ang automation ng pang-industriya ay maaaring gawing ligtas ang linya ng produksyon para sa mga manggagawa sa pamamagitan ng pagpapatupad ng mga robot upang mapaglalangan ang mga mapanganib na sitwasyon.

Mataas na paunang gastos

Ang paunang pamumuhunan na nauugnay sa paglipat mula sa isang linya ng produksyon ng tao sa isang awtomatiko ay napakataas.

Bilang karagdagan, ang mga empleyado ng pagsasanay upang mapatakbo ang sopistikadong bagong kagamitan ay nagsasangkot ng malaking gastos.

Mga Uri

Nakapirming automation

Ginagamit ito upang isagawa ang paulit-ulit at naayos na operasyon upang makamit ang mataas na rate ng produksyon.

Magtrabaho ng isang espesyal na koponan ng layunin upang awtomatiko ang mga nakapirming proseso ng pagkakasunud-sunod o pagpapatakbo ng pagpupulong. Ang pagkakasunud-sunod ng mga operasyon ay tinutukoy ng pagsasaayos ng kagamitan.

Ang mga naka-program na utos ay nakapaloob sa mga makina sa anyo ng mga gears, mga kable at iba pang hardware na hindi madaling mabago mula sa isang produkto patungo sa isa pa.

Ang form na ito ng automation ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mataas na paunang puhunan at mataas na mga rate ng produksyon. Samakatuwid, angkop ito para sa mga produkto na ginawa sa malalaking dami.

Programmable automation

Ito ay isang form ng automation para sa paggawa ng mga produkto sa mga batch. Ang mga produkto ay ginawa sa mga batch mula sa ilang dosenang hanggang ilang libong mga yunit sa bawat oras.

Para sa bawat bagong batch, dapat na muling i-reogrograma ang mga kagamitan sa paggawa upang umangkop sa bagong uri ng produkto. Ang reprogramming na ito ay nangangailangan ng oras, na may isang hindi produktibong tagal ng panahon na sinusundan ng isang run run para sa bawat batch.

Ang mga rate ng produksiyon sa pangkalahatan ay mas mababa kaysa sa nakapirming automation, dahil ang kagamitan ay idinisenyo upang mapadali ang pagbabago ng produkto, sa halip na magkaroon ng specialization ng produkto.

Ang mga halimbawa ng sistemang ito ng automation ay mga makina na kinokontrol na ayon sa numero, mga robot na pang-industriya, mga mill mill, atbp.

Flexible automation

Gamit ang system na ito ay ibinigay ang isang awtomatikong kagamitan sa kontrol, na nagbibigay ng mahusay na kakayahang umangkop upang makagawa ng mga pagbabago para sa bawat produkto. Ito ay isang extension ng maaaring ma-program na automation.

Ang downside sa na-program na automation ay ang oras na kinakailangan upang reprogram kagamitan sa paggawa para sa bawat bagong batch ng produkto. Ito ay nawala oras ng paggawa, na magastos.

Sa nababaluktot na automation, ang reprogramming ay ginagawa nang mabilis at awtomatiko sa isang computer terminal, nang hindi kinakailangang gumamit ng mga kagamitan sa paggawa tulad.

Ang mga pagbabagong ito ay ginawa ng mga tagubilin na ibinigay sa anyo ng mga code ng mga operator ng tao.

Dahil dito, hindi kinakailangan na i-grupo ang mga produkto sa mga batch. Ang isang halo ng iba't ibang mga produkto ay maaaring gawin nang paisa-isa.

Aplikasyon

Industriya 4.0

Ang pagtaas ng automation ng pang-industriya ay direktang nauugnay sa "ika-apat na rebolusyong pang-industriya", na mas kilala bilang Industriya 4.0. Orihinal na mula sa Alemanya, Ang Industriya 4.0 ay sumasaklaw sa maraming mga aparato, konsepto at makina.

Ang Industriya 4.0 ay gumagana sa pang-industriya na Internet ng mga bagay, na kung saan ay ang perpektong pagsasama ng iba't ibang mga pisikal na bagay sa Internet, sa pamamagitan ng isang virtual na representasyon, at sa software / hardware upang kumonekta upang magdagdag ng mga pagpapabuti sa mga proseso ng pagmamanupaktura.

Ang kakayahang lumikha ng mas matalinong, mas ligtas at mas advanced na manufacturing ay posible sa mga bagong teknolohiya. Binubuksan nito ang isang mas maaasahan, pare-pareho at mahusay na platform ng pagmamanupaktura kaysa sa dati.

Sakop ng Industriya ang maraming mga lugar ng pagmamanupaktura at magpapatuloy na gawin ito habang tumatagal ang oras.

Pang-industriya robotics

Ang mga industriyang robotics ay isang sangay ng pang-industriya na automation na tumutulong sa iba't ibang mga proseso ng pagmamanupaktura, tulad ng machining, welding, pagpipinta, pagpupulong, at paghawak sa materyal.

Ang mga pang-industriya na robot ay gumagamit ng iba't ibang mga mekanikal, elektrikal, at mga sistema ng software upang paganahin ang mataas na katumpakan at bilis, na higit sa anumang pagganap ng tao.

Ang mga sistemang ito ay na-overhauled at napabuti sa punto na ang isang solong robot ay maaaring magpatakbo ng 24 na oras sa isang araw na may kaunti o walang pagpapanatili. Noong 1997 mayroong 700,000 pang-industriya na robot na ginagamit, ang bilang ay nadagdagan sa 1.8 milyon noong 2017.

Mga Programmable na lohika na nakokontrol

Isinasama ng automation ng pang-industriya ang mga maaaring ma-program na mga Controller na lohika (PLC) sa proseso ng pagmamanupaktura. Gumagamit ang mga ito ng isang sistema ng pagproseso na nagbibigay-daan sa iyo upang mag-iba ang mga kontrol sa input at output, sa pamamagitan ng simpleng programming.

Ang isang PLC ay maaaring makatanggap ng iba't ibang mga pag-input at ibalik ang iba't ibang mga logic output. Ang mga aparato ng input ay mga sensor at ang mga aparato ng output ay mga motor, valves, atbp.

Ang mga PLC ay katulad sa mga computer. Gayunpaman, habang ang mga computer ay na-optimize para sa mga kalkulasyon, ang mga PLC ay na-optimize para sa mga gawain ng kontrol at ginagamit sa mga pang-industriya na kapaligiran.

Ang mga ito ay itinayo sa isang paraan na ang pangunahing kaalaman sa kaalaman na nakabase sa lohika na kinakailangan upang hawakan ang mga panginginig ng boses, mataas na temperatura, kahalumigmigan at ingay.

Ang pinakamalaking kalamangan na inaalok ng mga PLC ay ang kanilang kakayahang umangkop. Maaari silang magpatakbo ng isang iba't ibang mga sistema ng kontrol. Ginagawa nilang hindi kinakailangan upang mag-rewire ng isang system upang mabago ang control system. Ang kakayahang umangkop na ito ay ginagawang kapaki-pakinabang sa kanila para sa kumplikado at iba't ibang mga system.

Mga halimbawa

Sa industriya ng automotiko, ang pag-install ng mga piston sa engine na ginamit nang mano-mano, pagkakaroon ng rate ng error na 1-1.6%. Sa kasalukuyan, ang parehong gawain na ito ay ginagawa sa isang awtomatikong makina, pagkakaroon ng rate ng error na 0.0001%.

Ang artipisyal na intelihente (AI) ay ginagamit sa mga robotics upang gumawa ng awtomatikong pag-label, gamit ang robotic arm bilang awtomatikong mga applicator ng label, at AI upang makita ang mga produktong tatakleta.

Pag-aautomat sa Audi

Sa planta ng Audi sa Alemanya, ang bilang ng mga robot ay halos katumbas ng 800 mga empleyado. Ginagawa nila ang karamihan sa mabibigat na pag-aangat, pati na rin ang potensyal na mapanganib na welding, pati na rin ang nakakapagod na paulit-ulit na pagsubok.

Kabilang sa mga pakinabang ng automation sa Audi ay mas mataas na produktibo at isang mas mababang kinakailangan para sa mga hindi manggagawang manggagawa.

Ang mga robot na ginamit sa Audi ay hindi lamang nag-aalaga sa mapanganib na gawain na dati nang ginawa ng mga hindi pinag-aralan na mga empleyado, ngunit mangolekta din ng isang kayamanan ng data na maaaring masuri at magamit upang mapagbuti ang operasyon ng pabrika.

Gayunpaman, mayroon pa ring mga gawain na hindi maaaring gampanan ng mga robot at mas mahusay na hawakan ng mga tao.

Sa pamamagitan ng pagsasagawa ng mga pinaka-mapanganib na gawain at pagpapabuti ng kahusayan at pagiging produktibo ng mga gawaing iyon, maaaring maakit ng Audi ang higit na may kasanayan at bihasang manggagawa upang maisagawa ang mga gawain na nakatuon sa tao.

Ang awtomatikong linya ng produksyon

Binubuo ito ng isang serye ng mga workstations na konektado ng isang sistema ng paglipat upang ilipat ang mga bahagi sa pagitan ng mga istasyon.

Ito ay isang halimbawa ng nakapirming automation, dahil ang mga linya na ito ay karaniwang naka-set up para sa mahabang pagpapatakbo ng pagpapatakbo.

Ang bawat istasyon ay idinisenyo upang maisagawa ang isang tukoy na operasyon sa pagproseso, upang ang bahagi o produkto ay panindang hakbang-hakbang, dahil ito ay sumusulong sa linya.

Sa normal na operasyon ng linya, ang isang bahagi ay naproseso sa bawat istasyon, napakaraming bahagi ang naproseso nang sabay-sabay, na gumagawa ng isang natapos na bahagi sa bawat pag-ikot ng linya.

Ang iba't ibang mga operasyon na nagaganap ay dapat na maayos na sunud-sunod at coordinated para sa linya na gumana nang maayos.

Ang mga modernong awtomatikong linya ay kinokontrol ng mga programmable na lohika na mga controller. Maaari itong isagawa ang mga uri ng mga pag-andar ng tiyempo at pag-uutos na kinakailangan para sa iyong operasyon.

Mga Sanggunian

1. Terry M. Brei (2018). Ano ang Industrial Automation? Sure Controls Inc. Kinuha mula sa: surecontrols.com.
2. Wikipedia, ang libreng encyclopedia (2018). Pag-aautomat. Kinuha mula sa: en.wikipedia.org.
3. Teknikal na Elektrikal (2018). Ano ang Industrial Automation - Mga Uri ng Industrial Automation. Kinuha mula sa: electricaltechnology.org.
4. Unitronics (2018). Ano ang Industrial Automation? Kinuha mula sa: unitronicsplc.com.
5. Encyclopaedia Britannica (2018). Aplikasyon Ng Automation At Robotics. Kinuha mula sa: britannica.com.
6. Adam Robinson (2014). Industrial Automation: Isang Maikling Kasaysayan ng Aplikasyon sa Paggawa at Ang Kasalukuyang Estado at Hinaharap na Outlook. Cerasis. Kinuha mula sa: cerasis.com.
7. Eagle Technologies (2013). Ang Pabrika Automation, isang Aleman na Halimbawa. Kinuha mula sa: eagletechnologies.com.