Produktionsautomation

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 15 oktober 2022; kontroller kräver 2 redigeringar .

Automatisering av produktion  är en process i utvecklingen av maskinproduktion, där funktionerna för ledning och kontroll, som tidigare utförts av en person, överförs till instrument och automatiska enheter [1] . Införandet av automatisering i produktionen kan avsevärt öka arbetsproduktiviteten, säkerställa en stabil produktkvalitet och minska andelen anställda inom olika produktionsområden.

Före introduktionen av automationsverktyg skedde ersättningen av fysiskt arbete genom mekanisering av produktionsprocessens huvud- och hjälpoperationer. Intellektuellt arbete förblev under lång tid icke-mekaniserat (manuellt). För närvarande blir operationer av fysiskt och intellektuellt arbete, mottagliga för formalisering, föremål för mekanisering och automatisering. Konceptet med nivån (graden) av automatisering kan fungera som en mätkarakteristik .

Historien om utvecklingen av fabriksautomation

Självverkande enheter - prototyperna för moderna automater - dök upp i antiken. Dock under småslöjds- och halvslöjdsproduktionens förhållanden fram till 1700-talet. de fick ingen praktisk tillämpning och, förbli underhållande "leksaker", vittnade endast om de gamla mästarnas höga konst. Förbättringen av verktyg och arbetsmetoder, anpassningen av maskiner och mekanismer för att ersätta människor i produktionsprocesser orsakade i slutet av 1700-talet. - tidigt 1800-tal ett kraftigt hopp i produktionens nivå och skala, känd som den industriella revolutionen under XVIII-XIX århundradena.

Den industriella revolutionen skapade de nödvändiga förutsättningarna för mekanisering av produktionen, i första hand spinning, vävning, metall och träbearbetning. K. Marx såg i denna process en fundamentalt ny riktning av tekniska framsteg och föreslog en övergång från användningen av enskilda maskiner till ett "automatiskt system av maskiner", där en person behåller medvetna kontrollfunktioner: en person kommer nära produktionsprocessen som dess kontrollant och regulator. De viktigaste uppfinningarna under denna period var den ryske mekanikern I. I. Polzunovs uppfinningar av en automatisk effektregulator för en ångpanna (1765) och av den engelske uppfinnaren J. Watt av en centrifugalhastighetsregulator till en ångmaskin (1784), som efter det blev den huvudsakliga källan till mekanisk energi för att driva verktygsmaskiner, maskiner och mekanismer.

Sedan 60-talet av XIX-talet, i samband med den snabba utvecklingen av järnvägar, har behovet av automatisering av järnvägstransporter och framför allt skapandet av automatiska hastighetskontrollanordningar för att säkerställa tågtrafikens säkerhet blivit uppenbart. I Ryssland var en av de första uppfinningarna i denna riktning en automatisk hastighetsindikator av maskiningenjör S. Praus (1868) och en anordning för att automatiskt registrera ett tågs hastighet, dess ankomsttid, stopptid, avgångstid och plats för tåget. tåg, skapat av ingenjören V. Zalman och mekanikern O. Graftio (1878). Graden av spridning av automatiska enheter vid utövandet av järnvägstransporter bevisas av det faktum att det redan 1892 fanns en avdelning för "mekanisk kontroll av tåg" på Moskva-Brest-järnvägen .

Läran om automatiska enheter fram till XIX-talet. stängda inom ramen för klassisk tillämpad mekanik, som ansåg dem som separata mekanismer. Grunderna för vetenskapen om automatisk kontroll presenterades i huvudsak först i artikeln av den engelske fysikern J.K. Maxwell "On Regulation I.A." (1868) och den ryska vetenskapsmannen A. Stodola , Ya. I. Grdina och N. E. Zhukovsky , som utvecklade dessa verk, gav en systematisk presentation av teorin om automatisk kontroll.

Med tillkomsten av mekaniska källor för elektrisk energi - elektriska maskingeneratorer av lik- och växelström (dynamos, växelströmsgeneratorer) - och elmotorer , blev centraliserad energigenerering, dess överföring över avsevärda avstånd och differentierad användning på konsumtionsställen möjlig . Samtidigt blev det nödvändigt att automatiskt stabilisera spänningen hos generatorer, utan vilken deras industriella användning var begränsad.

Först efter uppfinningen av spänningsregulatorer från början av 1900-talet började elektricitet användas för att driva produktionsutrustning. Tillsammans med ångmaskiner, vars energi distribuerades av transmissionsaxlar och remdrift till verktygsmaskiner, spred sig den elektriska drivningen gradvis, först förflyttade ångmaskiner för roterande transmissioner och fick sedan individuell användning, det vill säga maskiner började utrustas med enskilda elmotorer.

Övergången från en central transmissionsenhet till en individuell på 20-talet av XX-talet utökade kraftigt möjligheterna att förbättra bearbetningstekniken och öka den ekonomiska effekten. Enkelheten och tillförlitligheten hos en individuell elektrisk drivning gjorde det möjligt att mekanisera inte bara energin hos verktygsmaskiner utan också deras kontroll. På grundval av detta uppstod och utvecklades olika automatiska verktygsmaskiner, flerpositionsmodulära maskiner och automatiska linjer. Den utbredda användningen av en automatiserad elektrisk drivning på 1930-talet bidrog inte bara till mekaniseringen av många industrier, utan markerade i huvudsak början på modern produktionsautomation. Samtidigt uppstod själva termen "Automation of production".

I Sovjetunionen började utvecklingen av automatiserade medel för kontroll och reglering av produktionsprocesser samtidigt med skapandet av tung industri och maskinbyggnad och genomfördes i enlighet med kommunistpartiets och den sovjetiska regeringens beslut om industrialisering och mekanisering av produktion. År 1930, på initiativ av G. M. Krzhizhanovsky , organiserades en kommitté för automation vid Glavenergotsentr vid Sovjetunionens högsta ekonomiska råd för att hantera arbetet med automatisering inom energisektorn. I styrelsen för All-Union Electrotechnical Association (VEO) 1932 skapades en byrå för automation och mekanisering av elektriska industrianläggningar. Användningen av automatiserad utrustning inom den tunga, lätta och livsmedelsindustrin började, och transportautomatiseringen förbättrades. I specialmekanik, tillsammans med individuella automatiska maskiner, togs transportörer med en forcerad rörelserytm i drift. All-Union Association of Precision Industry (VOTI) organiserades för produktion och installation av styr- och regleranordningar.

Automatiska laboratorier skapades i forskningsinstituten för energi, metallurgi, kemi, maskinteknik, allmännyttiga företag. Det hölls möten och konferenser för grenar och alla fackliga organisationer om möjligheterna för dess tillämpning. Förstudier påbörjades om betydelsen av industriell automatisering för industrins utveckling under olika sociala förhållanden. 1935 började kommissionen för telemekanik och automation att arbeta i USSR Academy of Sciences för att generalisera och samordna forskningsarbetet inom detta område. Utgivningen av tidskriften "Automation and Telemechanics" har påbörjats.

År 1936 definierade D. S. Harder (USA) automation som "den automatiska manipuleringen av detaljer mellan de individuella stegen i produktionsprocessen." Tydligen betydde denna term först sammankopplingen av verktygsmaskiner med automatisk utrustning för överföring och beredning av material. Harder utvidgade senare betydelsen av termen till varje operation i tillverkningsprocessen.

Hög ekonomisk effektivitet, teknisk genomförbarhet och ofta operativ nödvändighet bidrog till den utbredda användningen av automation inom industri, transport, kommunikationsteknik, handel och olika tjänstesektorer. Dess främsta förutsättningar är: effektivare användning av ekonomiska resurser - energi, råvaror, utrustning, arbetskraft och kapitalinvesteringar. Samtidigt förbättras kvaliteten, produkternas homogenitet säkerställs och tillförlitligheten i driften av installationer och strukturer ökas.

Den socialistiska staten, som betraktar automatiseringen av produktionen som en av de mest kraftfulla faktorerna i utvecklingen av den nationella ekonomin, genomför den enligt en enda övergripande plan kopplad till lämpliga anslag och materiellt och tekniskt stöd.

Under genomförandet av de tre första femårsplanerna för utvecklingen av samhällsekonomin (1928–1941) skapades de första fabrikerna för att tillverka instrument och utrustning för automation och telemekanik för automatisering av produktionen. Under det stora fosterländska kriget var automatisering av produktionen av stor betydelse för frontens logistik och för att möta behoven hos Sovjetunionens försvarsindustri. Den första efterkrigsplanen för återställande och utveckling av den nationella ekonomin (1946-1950) förutsåg ytterligare automatisering inom energi-, kemi-, olje- och petrokemisk industri, och det omfattande införandet av en automatiserad elektrisk drivning i produktionen. Programmet för vidareutveckling av produktionsautomatisering under perioden 1953-1958, som antogs vid SUKP:s 19:e kongress , förutsatte särskilt mekanisering av arbetet och automatisering av produktionen vid järnmetallurgiföretag, inom gruvindustrin, i maskinteknik, samt komplett automatisering av vattenkraftverk.

I praktiken var 1950-talet en period då produktionsautomation började introduceras i alla grenar av den nationella ekonomin i Sovjetunionen som hade en betydande andel. Inom maskinteknik - tillverkning av traktorer, bilar och jordbruksmaskiner - lanserades automatiska linjer; En automatiserad anläggning för tillverkning av kolvar för bilmotorer började fungera. Överföringen av HPP-enheter till automatisk styrning har slutförts, många av dem var helautomatiserade. Pannverkstäderna automatiserades vid ett antal av de största värmekraftverken.

Inom den metallurgiska industrin smältes cirka 95 % av järnet och 90 % av stålet i automatiserade ugnar; De första automatiserade valsverken togs i drift. Automatiska installationer lanserades vid oljeraffinaderier. Telemekanisk kontroll av gasledningar genomfördes. Många vattenförsörjningssystem är automatiserade. Automatiska betongverk började fungera. Den lätta industrin och livsmedelsindustrin började bli allmänt utrustad med automatiska och halvautomatiska maskiner för fyllning, dosering och förpackning av produkter och automatiska linjer för produktion av produkter.

Flottan av automatiserad utrustning växte 1953 10 gånger (jämfört med 1940). Verktygsmaskiner med programstyrning dök upp inom metallbearbetningsindustrin. Roterande automatiska linjer användes för tillverkning av massprodukter. Inom explosiva kemiska industrier har telemekanisk processkontroll blivit utbredd.

Element av industriell automation

Moderna tillverkningssystem som ger flexibilitet i automatiserad tillverkning inkluderar [2]  :

  1. Fysisk homogenitet av uppmätta storheter
  2. Samma typ av kommunikationskanaler mellan dessa element
  3. Kompatibilitet mellan anslutningar av element.

Principer för organisation av automation

Organiseringen av produktionsprocessen vid varje företag och i någon av dess verkstäder är baserad på en rationell kombination i rum och tid av alla huvud-, hjälp- och serviceprocesser. Funktioner och metoder för dessa kombinationer är olika i olika produktionsförhållanden, men det finns allmänna principer [3] :

Positionen för industriell automatisering i det moderna Ryssland

Trots det globala, i Ryssland fortsätter det huvudsakliga arbetet att utföras av människor, vid en tidpunkt då det i andra länder redan görs av robotar. [fyra]

Idag behöver Ryssland 350 tusen industrirobotar för att kunna närma sig utvecklade länder när det gäller automatisering av produktionsprocesser.
== Position för fabriksautomation i världen

==

Hittills[ när? ] i Kina finns det 36 industrirobotar per 10 000 arbetare. Det är 8 gånger mindre än i Tyskland, 9 gånger mindre än i Japan och 13 gånger mindre än i Sydkorea. Men i vårt land är antalet robotar per 10 000 personer 20 gånger mindre än i Kina. Enligt denna indikator ligger Ryssland idag under Thailand, Indonesien, Mexiko och Filippinerna. Vid år 2049 planerar Kina att komma ikapp och gå om Tyskland, USA och Japan när det gäller produktion. Och utan robotar är det omöjligt. Automatisering av produktionen gör att du kan öka produktiviteten med mer än tre gånger. Automatisering är kanske den enskilt bästa lösningen för att förbättra kvaliteten och lösa problemet med låg produktivitet. [fyra]

Kritik

Många människor[ vem? ] idag har en negativ inställning till automatisering av produktionen och ökad arbetsproduktivitet, eftersom detta inom det monetära systemet leder till " teknologisk arbetslöshet ", förlust av köpkraft och försörjning för många människor, samtidigt som arbetstiden för de kvarvarande arbetarna inte minskar. men ansvaret ökar.

Anteckningar

  1. ↑ Stora sovjetiska encyklopedien
  2. ↑ Hausstein H.-D. Flexibel automation - M.: Progress, 1990.
  3. ↑ Khlytchiev M. S. Grunderna för automatisering och automatisering av produktionsprocesser. - M .: Radio och kommunikation, 1985.
  4. ↑ 1 2 Lyudmila Vitalievna Khlebenskikh, Marina Andreevna Zubkova, Tatyana Yurievna Saukova. Automatisering av produktion i den moderna världen  // Ung vetenskapsman. - 2017. - Utgåva. 150 . — S. 308–311 . — ISSN 2072-0297 . Arkiverad från originalet den 23 juli 2019.

Länkar

Litteratur

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk