Комплексная автоматизация производства

Промышленная автоматизация включает в себя три уровня:

частичная автоматизация производства;

комплексная автоматизация производства;

полная автоматизация производства.

Частичная автоматизация производства предполагает автоматизацию отдельных производственных операций. Это может быть, например, автоматизация подачи заготовки в обрабатывающий станок или пресс, или автоматизация сварки. В любом случае, при частичной автоматизации происходит замена ручного или механического труда автоматизированным в рамках отдельно взятой операции. Опыт показывает, что замена ручного труда машинным и автоматизация даже отдельной операции приводит к повышению производительности минимально в 3 раза.

При комплексной автоматизации производства происходит автоматизация всех производственных операций в рамках отдельного участка, цеха или группы производственных участков (цехов). Безусловно, необходимо стремиться к комплексной автоматизации производства, однако возможно и поэтапное внедрение систем комплексной автоматизации с отдельных операций, объединяемых потом в единый автоматизированный комплекс.

На сегодняшний день уровень автоматизации технологических процессов в отечественных компаниях крайне низок. По уровню производительности труда Россия находится практически ниже всех промышленно развитых стран мира. Так объем ВВП в России, производимый за один человеко-час работы в пересчете по ППС, составляет всего около 25 долларов США, в то время как в Ирландии 100,5 долларов, Германии 69,7 долларов, США 69,6 долларов, в среднем по всем странам ЕС 53,3 доллара. Причина этого кроется в низкой автоматизации процессов производства, преобладании ручного труда или примитивной механизации технологических процессов.

Не стоит путать автоматизацию производства на предприятии с его комплексной механизацией. При комплексной механизации операции, выполняемые при помощи мускульной силы человека, начинают выполняться при помощи механизмов с ручным управлением. Другими словами, в этом случае человек принимает решение, когда запустить тот или иной механизм и контролирует его работу. В данном случае, это не автоматизация производства, а лишь его предварительный этап.

Под автоматизацией технологических процессов производства необходимо понимать полную или частичную автоматизацию управления механизмами. В этом случае станки и механизмы начинают выполнять производственные операции без участия человека.

Автоматизация производства на современном этапе имеет ряд особенностей в зависимости от области применения.

Исторически первой областью автоматизации явилась автоматизация массового производства. В данном случае из технологических автоматов создаются поточные линии, размещаемые в соответствии с последовательностью технологических операций при производстве изделия. Дальнейшее повышение производительности труда и соответственно уровня автоматизации достигается при помощи автоматизации межоперационного перемещения и промежуточного складирования. На сегодняшний день на автоматизацию массового поточного производства приходится не более 20% рынка автоматизации и эта доля постепенно сокращается.

Многономенклатурное производство требует иного подхода к автоматизации. Многономенклатурное производство предполагает изготовление продукции партиями небольшого объема в ограниченные сроки. При этом технологическое оборудование должно быть в значительной степени универсальным и обеспечивать простую и гибкую переналадку для изготовления разной продукции. При этом в случае автоматизированного производства такая переналадка должна производиться автоматически или с минимальным количеством ручных операций. Этому принципу в полной мере отвечает применение станков с числовым программным управлением, в частности многооперационные станки с ЧПУ с автоматической сменой обрабатывающего инструмента (обрабатывающие центры).

Станки ЧПУ дают возможность автоматизировать процесс производства продукции и эффективно переходить с одной номенклатурной позиции на другую при объеме партии в 50-100 единиц. Основным недостатком автоматизации технологических процессов на основании станков ЧПУ является отсутствие автоматизации вспомогательных операций и необходимость обслуживания оборудования в ручном режиме.

Логическим продолжением автоматизации производства на основании станков ЧПУ является внедрение промышленных роботов. Промышленные роботы позволяют снять противоречие между уровнем автоматизации основных технологических операций и уровнем автоматизации вспомогательных операций (в первую очередь, операций загрузки-разгрузки автоматизированного оборудования и станков ЧПУ). С помощью роботизированных комплексов появилась возможность комплексной автоматизации отдельных технологических операций или ограниченного количества операций в многономенклатурном производстве.

Следующем уровнем автоматизации производства является автоматизация управления. Что подразумевается под автоматизацией управления? Это сбор и обработка большого количества информации, необходимой для принятия управленческих решений и контроля за их исполнением. Такая автоматизация процессов производства становится возможной с применением автоматизированных систем управления производством (АСУП). Для автоматизированного решения задач оперативно-технического, диспетчерского и организационного управления отдельными технологическими процессами производства внедряются системы автоматизированного управления технологическими процессами (АСУ ТП).

На одном уровне с автоматизацией управления стоит подсистема автоматизации инженерного труда. Данная система позволяет автоматизировать работы по разработке новой продукции, проведению научных исследований и испытаний и т.п. Автоматизация производства на данном этапе производится при помощи:

систем автоматизации проектирования (САПР);

автоматизированных систем научных исследований (АСНИ);

автоматизированных систем технологической подготовки производства (АСТПП).

На самом высоком уровне автоматизации производства происходит интеграция всех перечисленных систем в единое гибкое автоматизированное производство. Интеграция включает совместное использование и взаимодействие всех вышеперечисленных систем автоматизации для достижения целей увеличения прибыльности предприятия. На данном этапе осуществляется то, что выше было названо как полная автоматизация производства. По сравнению с традиционным производством полная автоматизация позволяет сократить долю человеческого труда на всех этапах производства в 20 раз.