Mechanizacja i automatyzacja procesów produkcyjnych

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Automatyzacja procesów produkcyjnych i technologicznych to procedura, w której wykonywane przez człowieka funkcje kontrolne i zarządcze są przenoszone na przyrządy i urządzenia. Dzięki temu znacznie wzrasta wydajność pracy i jakość produktu. Ponadto zapewnione jest zmniejszenie udziału pracowników zatrudnionych w różnych sektorach przemysłu. Zastanówmy się dalej, czym jest automatyzacja i automatyzacja procesów produkcyjnych.

Tło historyczne

Samodzielnie działające urządzenia - prototypy nowoczesnych systemów automatycznych - zaczęły pojawiać się w starożytności. Jednak aż do XVIII wieku szeroko rozpowszechniona była działalność rzemieślnicza i półrękodzielnicza. W związku z tym takie „samodzielne” urządzenia nie znalazły praktycznego zastosowania. Pod koniec XVIII - początek XIX wieku. nastąpił gwałtowny skok wielkości i poziomu produkcji. Powstała rewolucja przemysłowaprzesłanki doskonalenia metod i narzędzi pracy, przystosowania sprzętu do zastąpienia osoby.

Mechanizacja i automatyzacja procesów produkcyjnych

Zmiany spowodowane rewolucją przemysłową dotknęły przede wszystkim obróbkę drewna i metali, przędzalnię, tkalnie i fabryki. Mechanizacja i automatyzacja procesów produkcyjnych były aktywnie badane przez K. Marksa. Widział w nich zasadniczo nowe kierunki postępu. Wskazał na przejście od użytkowania pojedynczych maszyn do automatyzacji ich kompleksu. Marks powiedział, że świadome funkcje kontroli i zarządzania należy przypisać osobie. Pracownik stoi obok procesu produkcyjnego i reguluje go. Głównymi osiągnięciami tamtych czasów były wynalazki rosyjskiego naukowca Polzunowa i angielskiego innowatora Watta. Pierwsza stworzyła automatyczny regulator do zasilania kotła parowego, a druga stworzyła regulator prędkości odśrodkowej do silnika parowego. Przez dość długi czas aktywność intelektualna pozostawała manualna. Przed wprowadzeniem automatyzacji zastąpienie pracy fizycznej odbywało się poprzez mechanizację procesów pomocniczych i głównych.

Sytuacja dzisiaj

Na obecnym etapie rozwoju człowieka systemy automatyzacji procesów produkcyjnych opierają się na wykorzystaniu komputerów i różnego oprogramowania. Przyczyniają się do zmniejszenia stopnia uczestnictwa ludzi w zajęciach lub całkowicie go wykluczają. Do zadań automatyzacjiprocesy produkcyjne obejmują poprawę jakości operacji, skrócenie czasu ich wykonywania, redukcję kosztów, zwiększenie dokładności i stabilności działań.

Wytyczne

Dziś automatyzacja procesów produkcyjnych została wprowadzona do wielu branż. Niezależnie od zakresu i wielkości działalności firm, prawie wszystkie z nich korzystają z urządzeń programowych. Istnieją różne poziomy automatyzacji procesów produkcyjnych. Jednak te same zasady dotyczą każdego z nich. Stwarzają warunki do sprawnego wykonywania operacji i formułują ogólne zasady zarządzania nimi. Zasady, zgodnie z którymi przeprowadzana jest automatyzacja procesów produkcyjnych to:

1. Spójność. Wszystkie działania w ramach operacji muszą być ze sobą połączone, przebiegać w określonej kolejności. W przypadku niezgodności prawdopodobne jest naruszenie procesu.
2. Integracja. Zautomatyzowane działanie musi pasować do ogólnego otoczenia przedsiębiorstwa. Na tym czy innym etapie integracja odbywa się na różne sposoby, ale istota tej zasady pozostaje niezmieniona. Automatyzacja procesów produkcyjnych w przedsiębiorstwach powinna zapewnić interakcję działania z otoczeniem zewnętrznym.
3. Niezależność egzekucji. Zautomatyzowaną operację należy przeprowadzić niezależnie. Udział człowieka w nim nie jest zapewniony lub powinien być minimalny (tylko kontrola). Pracownikowi nie wolno ingerować w operację, jeśli jest ona wykonywana zgodnie z ustalonymi wymaganiami.

Powyższe zasady są określone zgodnie z poziomem automatyzacji danego procesu. Dla operacji ustanowiono dodatkowe zasady ciągłości, proporcjonalności, specjalizacji itd.

Poziomy automatyzacji

Są one zwykle klasyfikowane zgodnie z charakterem zarządzania firmą. To z kolei może być:

1. Strategiczne.
2. Taktyczny.
3. Operacyjny.

W związku z tym istnieje:

1. Niższy poziom automatyzacji (kierownictwo). Tutaj zarządzanie odnosi się do regularnie wykonywanych operacji. Automatyzacja procesów produkcyjnych nastawiona jest na realizację funkcji operacyjnych, utrzymanie zadanych parametrów, utrzymanie zadanych trybów pracy.
2. Poziom taktyczny. Zapewnia to dystrybucję funkcji między operacjami. Przykłady obejmują planowanie produkcji lub usług, zarządzanie dokumentami lub zasobami itd.
3. Poziom strategiczny. Zarządza całą firmą. Automatyzacja procesów produkcyjnych do celów strategicznych zapewnia rozwiązanie problemów predykcyjnych i analitycznych. Niezbędne jest utrzymanie działalności na najwyższym szczeblu administracyjnym. Ten poziom automatyzacji zapewnia zarządzanie strategiczne i finansowe.

Klasyfikacja

Automatyzacja jest realizowana za pomocą różnych systemów (OLAP, CRM, ERP itp.). Wszyscysą podzielone na trzy główne typy:

1. Nie można zmienić. W tych systemach kolejność działań ustalana jest zgodnie z konfiguracją sprzętu lub warunkami procesu. Nie można go zmienić podczas operacji.
2. Programowalny. Mogą zmieniać kolejność w zależności od konfiguracji procesu i danego programu. Wybór tego lub innego łańcucha działań odbywa się za pomocą specjalnego zestawu narzędzi. Są odczytywane i interpretowane przez system.
3. Samokonfigurowalny (elastyczny). Takie systemy mogą wybrać pożądane działania w trakcie pracy. Zmiany w konfiguracji operacji następują zgodnie z informacją o przebiegu operacji.

Wszystkie te typy mogą być używane na wszystkich poziomach oddzielnie lub w połączeniu.

Rodzaje transakcji

W każdym sektorze gospodarki istnieją organizacje, które wytwarzają produkty lub świadczą usługi. Można je podzielić na trzy kategorie według „oddalenia” w łańcuchu przetwarzania zasobów:

1. Wydobycie lub produkcja - na przykład firmy rolnicze, naftowe i gazowe.
2. Organizacje przetwarzające naturalne surowce. W produkcji wyrobów wykorzystują materiały wydobywane lub tworzone przez firmy z pierwszej kategorii. Należą do nich na przykład elektronika, motoryzacja, elektrownie i tak dalej.
3. Firmy usługowe. Wśród nich są banki, medyczne, edukacyjneinstytucje, placówki gastronomiczne itp.

Dla każdej grupy można wyróżnić operacje związane ze świadczeniem usług lub wydawaniem produktów. Należą do nich procesy:

1. Kontrola. Procesy te zapewniają interakcję w przedsiębiorstwie i przyczyniają się do kształtowania relacji firmy z zainteresowanymi uczestnikami obrotu. Do tych ostatnich należą w szczególności organy nadzorcze, dostawcy, konsumenci. Grupa procesów biznesowych obejmuje na przykład marketing i sprzedaż, interakcję z klientami, finanse, personel, planowanie materiałów itd.
2. Analiza i kontrola. Ta kategoria jest związana z gromadzeniem i uogólnianiem informacji o wykonywaniu operacji. W szczególności takie procesy obejmują zarządzanie operacyjne, kontrolę jakości, ocenę zapasów itp.
3. Projektowanie i rozwój. Czynności te związane są z gromadzeniem i przygotowaniem wstępnych informacji, realizacją projektu, kontrolą i analizą wyników.
4. Produkcja. Grupa ta obejmuje operacje związane z bezpośrednim wydaniem produktów. Należą do nich między innymi planowanie popytu i wydajności, logistyka, serwis.

Większość z tych procesów jest dziś zautomatyzowana.

Strategia

Należy zauważyć, że automatyzacja procesów produkcyjnych jest złożona i pracochłonna. Aby osiągnąć swoje cele, musisz kierować się określoną strategią. Przyczynia się do poprawy jakości wykonywanych operacji i uzyskiwania zpożądane wyniki. Właściwa automatyzacja procesów produkcyjnych w inżynierii mechanicznej ma dziś szczególne znaczenie. Plan strategiczny można podsumować w następujący sposób:

1. Zrozumienie operacji. Aby automatyzacja procesów produkcyjnych w inżynierii mechanicznej lub innej gałęzi gospodarki przyniosła zamierzony efekt, konieczna jest pełna analiza wszystkich etapów. W szczególności konieczne jest określenie wejścia i wyjścia operacji, sekwencji działań, składu zasobów, relacji linków itp.
2. Uproszczenie procesu. Po pełnej analizie konieczna jest optymalizacja działania. Zbędne działania, które nie przynoszą rezultatów lub nie mają znaczącej wartości, powinny być ograniczane. Niektóre operacje można łączyć lub wykonywać równolegle. Możesz ulepszyć akcję, proponując inny sposób na zrobienie tego.
3. Automatyzacja procesu. Można to wykonać tylko wtedy, gdy operacja jest maksymalnie rozładowana. Im prostsza procedura, tym mniej czasochłonna będzie automatyzacja, a co za tym idzie, tym bardziej wydajny będzie proces.

Korzyści

Mechanizacja i automatyzacja różnych procesów może znacząco poprawić jakość towarów i zarządzanie produkcją. Inne korzyści obejmują:

1. Zwiększenie szybkości powtarzalnych operacji. Zmniejszając stopień zaangażowania człowieka, te same działania można przeprowadzić szybciej. Systemy zautomatyzowanezapewniają większą dokładność i utrzymanie wydajności niezależnie od długości zmiany.
2. Popraw jakość pracy. Wraz ze spadkiem stopnia uczestnictwa ludzi wpływ czynnika ludzkiego jest zmniejszony lub wyeliminowany. To znacznie ogranicza wahania w wykonywaniu operacji, co z kolei zapobiega wielu błędom oraz poprawia jakość i stabilność pracy.
3. Większa dokładność sterowania. Zastosowanie technologii informatycznych pozwala na zapisanie i uwzględnienie w przyszłości większej ilości informacji o operacji niż przy sterowaniu ręcznym.
4. Przyspiesz podejmowanie decyzji w typowych sytuacjach. Poprawia to wydajność operacji i zapobiega niespójnościom w kolejnych krokach.
5. Równoległe wykonywanie działań. Zautomatyzowane systemy umożliwiają wykonywanie kilku operacji jednocześnie bez uszczerbku dla dokładności i jakości pracy. Przyspiesza to aktywność i poprawia jakość wyników.

Wady

Pomimo oczywistych korzyści automatyzacja nie zawsze jest najlepszym rozwiązaniem. Dlatego przed jego wdrożeniem konieczna jest kompleksowa analiza i optymalizacja. Po tym może się okazać, że automatyzacja nie jest wymagana lub będzie nieopłacalna ekonomicznie. Ręczne sterowanie i wykonywanie procesów może stać się bardziej preferowane w następujących przypadkach:

1. Operacje są zbyt złożone, aby można je było zautomatyzować pod względem technologicznym lub ekonomicznym.
2. Cykl życia produktu jest bardzo krótki. Jeśli produkt ma być rozwijany izostanie wprowadzony w krótkim czasie, czas jego przebywania na rynku będzie krótki. W takim przypadku automatyzacja może stać się niepraktyczna. Operacje ręczne będą szybsze i mniej kosztowne.



3. Produkowane są produkty jedyne w swoim rodzaju lub niepowtarzalne. Do produkcji tego typu produktów ustalane są pewne parametry i wymagania. W takim przypadku czynnik ludzki może mieć korzystny wpływ na proces. Niektóre unikatowe przedmioty mogą być produkowane wyłącznie przy użyciu ręcznej pracy.
4. Nagłe wahania popytu na rynku. Zmiany aktywności konsumentów mają wpływ na wielkość produkcji. Reorganizację produkcji w takich sytuacjach można przeprowadzić szybciej, jeśli produkty są wytwarzane przy użyciu pracy ręcznej.

Wniosek

Mechanizacja i automatyzacja mają niewątpliwie ogromne znaczenie dla sektora produkcyjnego. We współczesnym świecie coraz mniej operacji wykonuje się ręcznie. Jednak nawet dzisiaj w wielu branżach nie można się bez takiej pracy obejść. Automatyzacja jest szczególnie skuteczna w dużych przedsiębiorstwach wytwarzających produkty dla masowego konsumenta. Na przykład w fabrykach samochodów w operacjach uczestniczy minimalna liczba osób. Jednocześnie z reguły sprawują kontrolę nad przebiegiem procesu, nie uczestnicząc w nim bezpośrednio. Modernizacja przemysłu jest obecnie bardzo aktywna. Automatyzacja procesów produkcyjnych i produkcji uważana jest dziś za najważniejsząskuteczny sposób na poprawę jakości produktu i zwiększenie wydajności.