Automatizace výroby

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 15. října 2022; kontroly vyžadují 2 úpravy .

Automatizace výroby  je proces ve vývoji strojní výroby, při kterém se funkce řízení a kontroly, dříve vykonávané osobou, přenášejí na přístroje a automaty [1] . Zavedení automatizace do výroby může výrazně zvýšit produktivitu práce, zajistit stabilní kvalitu výrobků a snížit podíl pracovníků zaměstnaných v různých oblastech výroby.

Před zavedením automatizačních nástrojů probíhala náhrada fyzické práce mechanizací hlavních a pomocných operací výrobního procesu. Intelektuální práce po dlouhou dobu zůstávala nemechanizovaná (manuální). V současné době se operace fyzické a intelektuální práce, přístupné formalizaci, stávají předmětem mechanizace a automatizace. Koncept úrovně (stupně) automatizace může fungovat jako charakteristika měření .

Historie vývoje automatizace továren

Samočinná zařízení - prototypy moderních automatů - se objevily již ve starověku. Ovšem v podmínkách drobné řemeslné a polořemeslné výroby až do 18. stol. praktického uplatnění se jim nedostalo a zůstávajíc zábavnými „hračkami“ svědčily jen o vysokém umění dávných mistrů. Zdokonalování nástrojů a metod práce, přizpůsobení strojů a mechanismů k nahrazení člověka ve výrobních procesech způsobilo koncem 18. století. - začátek 19. století prudký skok v úrovni a rozsahu výroby, známý jako průmyslová revoluce XVIII-XIX století.

Průmyslová revoluce vytvořila potřebné podmínky pro mechanizaci výroby, na prvním místě předení, tkalcovství, zpracování kovů a dřeva. K. Marx viděl v tomto procesu zásadně nový směr technického pokroku a navrhl přechod od používání jednotlivých strojů k „automatickému systému strojů“, ve kterém si člověk zachovává vědomé kontrolní funkce: člověk se přiblíží výrobnímu procesu jako jeho regulátor a regulátor. Nejvýznamnějšími vynálezy tohoto období byly vynálezy ruského mechanika I. I. Polzunova automatického regulátoru výkonu pro parní kotel (1765) a anglického vynálezce J. Watta odstředivého regulátoru otáček parního stroje (1784), který poté se stal hlavním zdrojem mechanické energie pro pohon obráběcích strojů, strojů a mechanismů .

Od 60. let 19. století se v souvislosti s rychlým rozvojem železnice stala zřejmou potřeba automatizace železniční dopravy a především vytvoření automatických zařízení pro kontrolu rychlosti pro zajištění bezpečnosti vlakového provozu. V Rusku byl jedním z prvních vynálezů v tomto směru automatický ukazatel rychlosti od strojního inženýra S. Prause (1868) a zařízení pro automatické zaznamenávání rychlosti vlaku, času jeho příjezdu, délky zastávky, času odjezdu a polohy vlaku. vlak, vytvořený inženýrem V. Zalmanem a mechanikem O. Graftio (1878). O míře rozšíření automatických zařízení v praxi železniční dopravy svědčí skutečnost, že již v roce 1892 existovalo oddělení "mechanického řízení vlaků" na železnici Moskva-Brest .

Doktrína automatických zařízení až do XIX století. uzavřeny v rámci klasické aplikované mechaniky, která je považovala za samostatné mechanismy. Základy vědy o automatickém řízení byly v podstatě poprvé uvedeny v článku anglického fyzika J. K. Maxwella „O regulaci I. A.“ (1868) a práce ruského vědce A. Stodola , Ya. I. Grdina a N. E. Zhukovsky , kteří rozvíjeli tyto práce, předložili systematickou prezentaci teorie automatického řízení.

S nástupem mechanických zdrojů elektrické energie - elektrických strojních generátorů stejnosměrného a střídavého proudu (dynama, alternátory) - a elektromotorů se umožnila centralizovaná výroba energie, její přenos na značné vzdálenosti a diferencované využití v místech spotřeby . Zároveň vyvstala nutnost automaticky stabilizovat napětí generátorů, bez kterých bylo jejich průmyslové využití omezené.

Teprve po vynálezu regulátorů napětí z počátku 20. století se elektřina začala používat pro pohon výrobních zařízení. Spolu s parními stroji, jejichž energie byla pomocí převodových hřídelí a řemenových pohonů rozváděna do obráběcích strojů, se postupně rozšířil i elektrický pohon, který nejprve vytlačil parní stroje pro rotační převody a poté dostal individuální využití, to znamená, že stroje začaly být vybaveny jednotlivé elektromotory.

Přechod z centrálního převodového pohonu na individuální ve 20. letech 20. století značně rozšířil možnosti zlepšení technologie obrábění a zvýšení ekonomického efektu. Jednoduchost a spolehlivost individuálního elektrického pohonu umožnila mechanizovat nejen energii obráběcích strojů, ale i jejich ovládání. Na tomto základě vznikaly a vyvíjely se různé automatické obráběcí stroje, vícepolohové stavebnicové stroje a automatické linky. Široké použití automatizovaného elektrického pohonu ve 30. letech přispělo nejen k mechanizaci mnoha průmyslových odvětví, ale v podstatě znamenalo počátek moderní automatizace výroby. Zároveň vznikl samotný pojem „Automatizace výroby“.

V SSSR vývoj automatizovaných prostředků řízení a regulace výrobních procesů započal současně s vytvořením těžkého průmyslu a strojírenství a probíhal v souladu s rozhodnutími komunistické strany a sovětské vlády o industrializaci a mechanizaci Výroba. V roce 1930 byl z iniciativy G. M. Krzhizhanovského zorganizován výbor pro automatizaci v Glavenergotsentr Nejvyšší hospodářské rady SSSR, aby řídil práce na automatizaci v energetickém sektoru. V představenstvu All-Union Electrotechnical Association (VEO) v roce 1932 byla vytvořena kancelář automatizace a mechanizace závodů elektrotechnického průmyslu. Začalo se používat automatizovaná zařízení v těžkém, lehkém a potravinářském průmyslu a zlepšila se automatizace dopravy. Ve speciálním strojírenství byly spolu s jednotlivými automaty uvedeny do provozu dopravníky s nuceným rytmem pohybu. Pro výrobu a instalaci řídicích a regulačních zařízení byla organizována Všesvazová asociace přesného průmyslu (VOTI).

Laboratoře automatiky byly vytvořeny ve výzkumných ústavech energetiky, hutnictví, chemie, strojírenství, veřejných služeb. Konaly se oborové a celosvazové schůze a konference o perspektivách jeho aplikace. Začaly studie proveditelnosti o významu průmyslové automatizace pro rozvoj průmyslu v různých společenských podmínkách. V roce 1935 začala v Akademii věd SSSR pracovat Komise pro telemechaniku a automatizaci, aby zobecnila a koordinovala výzkumné práce v této oblasti. Začalo vydávání časopisu "Automation and Telemechanics".

V roce 1936 D. S. Harder (USA) definoval automatizaci jako „automatickou manipulaci s detaily mezi jednotlivými fázemi výrobního procesu“. Zřejmě se pod tímto pojmem zpočátku myslelo propojení obráběcích strojů s automatickým zařízením pro přesun a přípravu materiálů. Harder později rozšířil význam tohoto termínu na každou operaci výrobního procesu.

Vysoká ekonomická efektivita, technologická proveditelnost a často provozní nutnost přispěly k širokému využití automatizace v průmyslu, dopravě, komunikačních technologiích, obchodu a různých sektorech služeb. Jeho hlavními předpoklady jsou: efektivnější využívání ekonomických zdrojů – energie, surovin, zařízení, práce a kapitálových investic. Zároveň se zlepšuje kvalita, zajišťuje se homogenita výrobků a zvyšuje se spolehlivost provozu instalací a konstrukcí.

Socialistický stát, považující automatizaci výroby za jeden z nejmocnějších faktorů rozvoje národního hospodářství, ji realizuje podle jednotného komplexního plánu spojeného s odpovídajícími dotacemi a materiálně-technickým zabezpečením.

V průběhu naplňování prvních tří pětiletých plánů rozvoje národního hospodářství (1928–1941) vznikly první továrny na výrobu přístrojů a zařízení pro automatizaci a telemechaniky pro automatizaci výroby. Během Velké vlastenecké války měla automatizace výroby velký význam v logistice fronty a uspokojování potřeb obranného průmyslu SSSR. První poválečný plán obnovy a rozvoje národního hospodářství (1946-1950) počítal s další automatizací v energetickém, chemickém, ropném a petrochemickém průmyslu a plošným zavedením automatizovaného elektrického pohonu do výroby. Program dalšího rozvoje automatizace výroby v období 1953-1958, přijatý na 19. sjezdu KSSS , zajišťoval zejména mechanizaci práce a automatizaci výroby v podnicích železné metalurgie, v těžebním průmyslu, v r. strojírenství, stejně jako kompletní automatizace vodních elektráren.

V praxi byla 50. léta obdobím, kdy se automatizace výroby začala zavádět do všech odvětví národního hospodářství SSSR, která měla významný podíl. Ve strojírenství - výroba traktorů, automobilů a zemědělských strojů - byly spuštěny automatické linky; Začal fungovat automatizovaný závod na výrobu pístů pro automobilové motory. Převod bloků VE na automatické řízení byl dokončen, řada z nich byla plně automatizována. U řady největších tepelných elektráren byly kotelny automatizovány.

V hutním průmyslu se asi 95 % železa a 90 % oceli vytavilo v automatických pecích; Do provozu byly uvedeny první automatizované válcovny. V ropných rafinériích byly spuštěny automatické instalace. Bylo provedeno telemechanické ovládání plynovodů. Mnoho systémů zásobování vodou je automatizovaných. Začaly fungovat automatické betonárny. Lehký a potravinářský průmysl se začal široce vybavovat automatickými a poloautomatickými stroji pro plnění, dávkování a balení produktů a automatickými linkami na výrobu produktů.

Flotila automatizovaných zařízení v roce 1953 vzrostla 10krát (ve srovnání s rokem 1940). V kovodělném průmyslu se objevily obráběcí stroje s programovým řízením. Pro výrobu hromadných výrobků byly použity rotační automatické linky. Ve výbušném chemickém průmyslu se telemechanické řízení procesů rozšířilo.

Prvky průmyslové automatizace

Mezi moderní výrobní systémy, které poskytují flexibilitu v automatizované výrobě, patří [2]  :

  1. Fyzikální homogenita měřených veličin
  2. Stejný typ komunikačních kanálů mezi těmito prvky
  3. Kompatibilita spojů prvků.

Principy organizace automatizace

Organizace výrobního procesu v každém podniku a v kterékoli jeho dílně je založena na racionálním prostorovém a časovém spojení všech hlavních, pomocných a servisních procesů. Vlastnosti a metody těchto kombinací se v různých výrobních podmínkách liší, ale existují obecné principy [3] :

Postavení průmyslové automatizace v moderním Rusku

Navzdory globálnímu, v Rusku hlavní práci nadále vykonávají lidé, v době, kdy ji v jiných zemích již dělají roboti. [čtyři]

Rusko dnes potřebuje 350 tisíc průmyslových robotů, aby se mohlo přiblížit vyspělým zemím z hlediska automatizace výrobních procesů.
== Pozice automatizace továren ve světě

==

K datu[ kdy? ] v Číně připadá 36 průmyslových robotů na 10 000 pracovníků. To je 8krát méně než v Německu, 9krát méně než v Japonsku a 13krát méně než v Jižní Koreji. Ale u nás je počet robotů na 10 000 lidí 20x menší než v Číně. Podle tohoto ukazatele je dnes Rusko pod Thajskem, Indonésií, Mexikem a Filipínami. Do roku svého stého výročí, k němuž dojde v roce 2049, plánuje Čína dohnat a předběhnout Německo, USA a Japonsko ve výrobě. A bez robotů to nejde. Automatizace výroby umožňuje zvýšit produktivitu více než trojnásobně. Automatizace je možná jediným nejlepším řešením pro zlepšení kvality a řešení problému nízké produktivity. [čtyři]

Kritika

Mnoho lidí[ kdo? ] dnes mají negativní postoj k automatizaci výroby a zvyšování produktivity práce, neboť v rámci peněžního systému to vede k „ technologické nezaměstnanosti “, ztrátě kupní síly a živobytí pro mnoho lidí, přičemž pracovní doba zbývajících pracovníků se nezkracuje. , ale zvyšuje se odpovědnost .

Poznámky

  1. ↑ Velká sovětská encyklopedie
  2. ↑ Haustein H.-D. Flexibilní automatizace - M.: Progress, 1990.
  3. ↑ Khlytchiev M. S. Základy automatizace a automatizace výrobních procesů. - M .: Rádio a komunikace, 1985.
  4. ↑ 1 2 Ljudmila Vitalievna Khlebenskikh, Marina Andrejevna Zubková, Taťána Jurjevna Sauková. Automatizace výroby v moderním světě  // Mladý vědec. - 2017. - Vydání. 150 . — S. 308–311 . — ISSN 2072-0297 . Archivováno z originálu 23. července 2019.

Odkazy

Literatura

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie