2) Автоматизація виробництва та її значення

Автоматиза́ція виробни́цтва — вищий рівень розвитку машинної техніки, коли регулювання й управління виробничими процесами здійснюються без участі людини, а лише під її контролем. Сучасний стан розвитку автоматизації виробництва привів до появи якісно нової системи технологічних машин з керуючими засобами, що базуються на застосуванні електронних обчислювальних машин, програмованих логічних контролерів, інтелектуальних засобів вимірювання і контролю, інформаційно об'єднаних промисловими мережами. Автоматизація виробництва — один з головних напрямів науково-технічного прогресу.

Основні положення

Основою будь-якого виробництва є технологічний процес — певна взаємодія знарядь і предметів праці, обслуговуючої і транспортної систем, що утворюють складну багаторівневу виробничу систему, в результаті чого випускається продукція, що відповідає критерію якості у заданих обсягах.

Переміщення предметів праці від однієї стадії обробки до іншої можна визначити як матеріальний потік у виробничому просторі. Для забезпечення роботи виробничої системи слід організувати ще інформаційний та енергетичний потоки. Виробничий процес можна представити як систему, що перетворює потоки енергії, матеріалів і інформації.

З позиції автоматизації за характером матеріального потоку технологічні процеси можна розділити на два типи безперервні і дискретні.

Автоматизація безперервних виробництв

В безперервних технологічних процесах матеріальний потік і інформація, що його відображає безперервні. Матеріальний потік, що проходить через технологічне обладнання і зазнає там в кожен момент часу зміни своїх властивостей є неперервним.

До безперервних відносять виробництва, у яких вимагається регулювати витрату, тиск, температуру, напругу, переміщення рухомих елементів та інші величини в усьому діапазоні їх змін. Це різноманітні хімічні реактори, процеси приготування харчових продуктів, металургія, системи постачання теплом, водою та електроенергією.

У безперервних виробництвах зайнято мало людей, тому за рахунок автоматизації можна знизити витрати матеріалів та енергії або стабілізувати технологічний процес, виключивши його залежність від суб'єктивних чинників. Для управління таким виробництвом вимагається узгодження динамічних характеристик об'єкту управління і системи автоматичного регулювання в усьому інтервалі зміни регульованих величин.

Автоматизація дискретних виробництв

Для дискретних технологічних процесів характерна вихідна продукція у вигляді виробів, що обчислюються в штуках. Початкові компоненти перетворюються циклічно і готова продукція випускається партіями.

До дискретних відносять виробництва з кінцевим числом станів змінних, наприклад з включенням (відкриттям) і відключенням (закриттям) клапанів, засувок, пускачів по сигналах двопозиційних датчиків.

Автоматизація дискретного виробництва розвинена менше внаслідок більшої різноманітності виробів і операцій, підвищених вимог до точності операцій. Тут зайнята значна кількість робітників ручної праці. Для дискретного виробництва характерне величезне число варіантів автоматизації, операцій, що відрізняються послідовністю, затратами і ефективністю. Їх зіставлення вимагає формального опису алгоритмів керування устаткуванням і розробки моделей організації виробництва.

У реальних задачах частіше за все спостерігається поєднання обох видів виробництв, що називають безперервно-дискретним виробництвом. Крім того, методи автоматизації дискретного виробництва все частіше застосовують до автоматизації безперервного виробництва.

Різновиди автоматизації виробництва

За ступенем повноти розрізняють автоматизацію виробництва:

часткову — передбачає автоматизацію основних виробничих процесів,

комплексну — передбачає автоматизацію не тільки процесу виробництва, але й процесів керування й обслуговування,

повну — передбачає автоматизацію всіх основних і допоміжних процесів.

За принципом керування виробничі системи можна поділити на прості, складні та інтелектуальні. Розрізнити їх можна за видом алгоритму роботи і принципом прийняття в них рішень. В блок-схемах алгоритмів роботи простих систем використовуються тільки виконавчі блоки, а в блок-схемах алгоритмів роботи складних систем — також блоки прийняття рішень. Для інтелектуальних систем характерне існування дерева прийняття рішень.

За видом технічних рішень та областю застосування сучасні виробничі системи в автоматизованому виробництві, включають:

Верстати з числовим програмним керуванням, вперше з'явились на ринку ще в 1955 р.; їх швидке поширення розпочалось, однак, лише із застосуванням мікропроцесорів.

Промислові роботи, вперше з'явились в 1962 р.; масове застосування також пов'язано з розвитком мікроелектроніки.

Гнучкі виробничі системи, що характеризуються поєднанням технологічних одиниць і роботів, що керуються ЕОМ, оснащені засобами для переміщення оброблюваних деталей та зміни інструменту.

Автоматизовані складські системи (Automated Storage and Retrieval Systems — AS/RS). Передбачають використання керованих комп'ютером підйомно-транспортних пристроїв, що розміщають вироби на складі та беруть їх звідти за командою.

Системи контролю якості на базі ЕОМ (Computer-aided Quality Control — CAQ) — технічне застосування комп'ютерів і керованих комп'ютерами машин для перевірки якості продуктів.

Системи автоматизованого проектування (Computer-aided Design — CAD) використовується проектувальниками при розробці нових виробів і техніко-економічної документації.

Автоматизовані системи технологічної підготовки виробництва (Computer-aided Manufacturing — CAM) використовується про розробці технологічної документації та керувальних програм для систем числового програмного керування.

Значення автоматизації

До основних задач механізації і автоматизації виробництва в даний час відносять:

Перехід до масового вживання високоефективних систем машин і технологічних процесів, що забезпечують комплексну механізацію і автоматизацію виробничого процесу, технічне переозброєння основних його галузей.

Підняти технічну переозброєність праці, неухильно скорочувати у всіх галузях чисельність працівників, зайнятих ручною працею.

Забезпечити зростання випуску закінчених систем машин для комплексної механізації і автоматизації навантажувально-розвантажувальних, складських і ремонтних робіт.

Поліпшити використовування рухомого складу, добитися ритмічності вантаження і вивантаження вантажів.

Кінцевою метою комплексної автоматизації є створення інформаційної бази, яка б сприяла прийняттю управлінських рішень, вибору стратегії на основі аналізу господарської діяльності за різними показниками та досягненню конкурентно спроможності підприємства.

Комп'ютерна система обліку на підприємствах може створюватися за такими методиками:

створення необхідної кількості автоматизованих робочих місць, призначених для вирушення певних облікових завдань;

організація системної комп'ютеризації обліку, тобто об'єднання всіх автоматизованих робочих місць в єдину комп'ютерну мережу. В цьому випадку весь обсяг інформації в мережі стає доступним всім користувачам;

створення все новіших і новіших комп'ютерних програм ведення обліку;

використання нової апаратури, тобто встановлення новіших версій комп'ютерів на підприємстві, в яких швидкість роботи і обсяг пам'яті більші, що полегшується ведення обліку.

Зараз реалізуються заходи, направлені на розвиток магістрального і промислового залізничного транспорту: упровадження новітніх універсальних і спеціалізованих транспортних засобів; збільшення вантажопідйомності і потужності рухомого складу. Крім того, поліпшується взаємодія різних видів транспорту, удосконалюється технологія організації перевезень, швидшає упровадження високоефективних машин і високо досконалих систем автоматичного управління. Знаходить широке вживання кібернетика, електронні рахунково-вирішальні пристрої і ЕОМ у виробництві, планових розрахунках, сфері обліку і управління.

Слід звернути увагу на органічну єдність науки та техніки в процесі їхнього розвитку. Сучасна техніка та технологія немислимі без втілення в них наукових досягнень. Якщо в минулі часи наука виступала як самостійна сфера діяльності, незалежно від інших чинників суспільного життя, то з певного годині вона починає входити в тісний зв'язок з іншими сферами діяльності людини. Особливо зростає її зв'язок з виробництвом, технікою. Здійснюючи на них суттєвий вплив вона сама не може існувати без них.

На підставі сказаного можна дати таке визначення сутності науково-технічного прогресу. НТП докорінне перетворення продуктивних сил на базі перетворення науки в безпосередню продуктивну силу, зміна місця та ролі людини у виробництві.

На думку вчених, НТП бере початок у середині 50-х років XX ст. з впровадженням комплексної механізації, оволодіння ядерною енергією, винайдення електронно-обчислювальної машини.