ENDÜSTRIYEL OTOMASYON: TARIHÇESI, ÖZELLIKLERI VE TÜRLERI - TEKNOLOJI - 2024

Endüstriyel otomasyon insan operatörler için gerek kalmadan bir sektörde farklı süreçler ve makinelerin otomatik yürütülmesini sağlamak için bilgisayarlar, robotlar ve bilgi teknolojileri gibi kontrol sistemleri tarafından kullanılan bir teknolojidir.

İnsan karar verme ve manuel komut-yanıt etkinliklerini mekanize ekipman ve mantıksal programlama komutlarının kullanımıyla değiştirmeyi amaçlamaktadır.

Kaynak: Pixabay.com

Önceleri, otomasyonun amacı üretkenliği artırmaktı, çünkü otomatik sistemler günde 24 saat çalışabilir ve ücretler ve yan haklar gibi insan operatörlerle ilişkili maliyetleri düşürürdü.

Bu otomasyon, mekanik, hidrolik, pnömatik, elektrik, elektronik ve bilgisayar cihazları gibi genel olarak kendi aralarında birleştirilmiş çeşitli yollarla sağlanmıştır.

Endüstriyel süreçler için genel amaçlı denetleyiciler şunları içerir: programlanabilir mantık denetleyicileri, bağımsız G / Ç modülleri ve bilgisayarlar.

Mevcut durum

Son zamanlarda endüstriyel otomasyon, üretim sürecindeki artan üretkenlik, kalite, esneklik ve düşük maliyetlerle güvenlik gibi muazzam faydaları nedeniyle farklı endüstri türleri tarafından artan kabul görmüştür.

Aynı zamanda işçilik, elektrik maliyetleri ve malzeme maliyetlerinde tasarrufun yanı sıra ölçümlerde daha fazla doğruluk açısından faydalar sağlar.

Otomatik denetim işlevleri sağlamak için bilgisayarla görmenin artan kullanımı önemli bir eğilimdir. Diğer bir eğilim, robot kullanımında devam eden artıştır.

Endüstriyel süreçlerde enerji verimliliği artık en yüksek önceliklerden biri haline geldi.

Örneğin, yarı iletken şirketleri, güç tüketimini azaltmak ve dolayısıyla verimliliği artırmak için genel amaçlı pompa ve motor kontrollerinde bulunan 8 bitlik mikro denetleyici uygulamaları sunar.

Dünya Bankası'nın 2018 Dünya Kalkınma Raporu, endüstriyel otomasyon işçileri yerinden ederken, yeniliğin yeni endüstriler ve işler yarattığına dair kanıtlar gösteriyor.

Tarih

Başlangıcından bu yana endüstriyel otomasyon, daha önce manuel olarak gerçekleştirilen faaliyetler arasında büyük adımlar attı.

Sanayi devrimi

İlk motorların ve buhar motorunun piyasaya sürülmesi, sıcaklık düzenleyicileri ve basınç düzenleyicileri gibi otomatik kontrol sistemleri için yeni bir gereksinim yarattı.

1771'de hidrolik güçle çalışan ilk tam otomatik iplik fabrikası icat edildi. 1785 yılında otomatik bir un değirmeni geliştirildi ve ilk tam otomatik endüstriyel proses oldu.

Ford Motor

1913'te Ford Motor Company, imalat endüstrisindeki öncü otomasyon türlerinden biri olarak kabul edilen bir otomobil üretim montaj hattını tanıttı.

Bundan önce, vasıflı ve vasıfsız işçilerden oluşan bir ekip tarafından bir araba inşa edildi. Üretimin otomasyonu Ford'un üretim oranlarını iyileştirdi ve karını artırdı.

Otomobillerin montaj hattı ve seri üretimi dünyada türünün ilk örneğiydi. Araba montaj süresini araç başına 12 saatten yaklaşık bir buçuk saate düşürdü.

20. yüzyıldaki gelişmeler

1920'lerde kontrol odaları yaygınlaştı. 1930'ların başına kadar, süreç kontrolü sadece açık / kapalıydı.

1930'larda, bir kontrol figüründen sapmalara yanıt olarak hesaplanmış değişiklikler yapma yeteneği ile kontrolörler kullanılmaya başlandı.

Kontrol odaları, fabrika çalışanlarına belirli değişiklikleri manuel olarak yapmaları için sinyal vermek için renk kodlu ışıklar kullandı.

1930'larda Japonya, bileşen geliştirmede liderdi. İlk mikro anahtar, koruma röleleri ve yüksek hassasiyetli elektrikli zamanlayıcı geliştirildi.

1945'te Japonya bir endüstriyel yeniden yapılandırma programı başlattı. Program, dünyanın geri kalanının kullandığı eski yöntemlerin aksine yeni teknolojilere dayanıyordu.

Japonya, endüstriyel otomasyonda dünya lideri oldu. Honda, Toyota ve Nissan gibi otomobil şirketleri çok sayıda yüksek kaliteli, güvenilir araba üretmeyi başardı.

karakteristikleri

Mekanizasyon, bir görevin motorlu makineler kullanılarak elle çalıştırılmasıdır, ancak insan kararına bağlıdır.

Otomasyon, insan katılımını mantıksal programlama komutları ve güçlü makinelerin kullanımıyla değiştirdiği için mekanizasyona ek bir adımı temsil ediyor.

Daha düşük işletme maliyetleri

Endüstriyel otomasyonla, bir insan işçi ile ilgili tatil, sağlık hizmetleri ve ikramiye maliyetleri ortadan kalkar. Aynı şekilde, emeklilik teminatı, ikramiye vb. Gibi çalışanların sahip olduğu diğer yan hakları da gerektirmez.

Yüksek bir başlangıç ​​maliyeti ile ilişkili olmasına rağmen, çalışanların aylık maaşından tasarruf sağlar ve bu da şirket için önemli tasarruflar sağlar.

Endüstriyel otomasyon için kullanılan ekipmanla ilişkili bakım maliyeti daha düşüktür, çünkü bunlar bozulma eğiliminde değildir. Başarısız olurlarsa, yalnızca BT ve bakım mühendisleri tamir etmelidir.

Yüksek verimlilik

Pek çok şirket, tesisi üç vardiya boyunca maksimum 24 saat işletmek için yüzlerce imalatçı tutarken, tatiller ve bakım için kapatılması gerekiyor.

Endüstriyel otomasyon, bir şirketin hedefine ulaşarak üretim tesisinin günde 24 saat, haftada 7 gün ve yılda 365 gün çalışmasına olanak tanır. Bu, organizasyonun üretkenliğinde önemli bir gelişme sağlar.

Yüksek kalite

Otomasyon, insan kaynaklı hatayı giderir. Ek olarak, robotlar herhangi bir şekilde tükenmez, bu da tek tip kalitede ürünlerle sonuçlanır, hatta farklı zamanlarda üretilir.

Yüksek esneklik

Montaj hattına yeni bir görev eklenirse, insan operatör için bir eğitim gerekecektir.

Öte yandan, robotlar her türlü işi yapacak şekilde programlanabilir. Bu, üretim sürecini daha esnek hale getirir.

Yüksek bilgi doğruluğu

Toplanan otomatik veriler, önemli üretim bilgilerini bu verilerin büyük bir hassasiyetiyle analiz etmenize olanak tanır ve derleme maliyetinizi azaltır.

Bu, süreçleri iyileştirmeye ve israfı azaltmaya çalışırken doğru kararların alınmasını sağlar.

Yüksek güvenlik

Endüstriyel otomasyon, tehlikeli durumlarda manevra yapmak için robotlar uygulayarak üretim hattını işçiler için güvenli hale getirebilir.

Yüksek başlangıç ​​maliyeti

Bir insan üretim hattından otomatik bir üretim hattına geçişle ilgili ilk yatırım çok yüksektir.

Ek olarak, çalışanları bu sofistike yeni ekipmanı çalıştırmaları için eğitmek önemli maliyetler içerir.

Türleri

Sabit otomasyon

Yüksek üretim oranlarına ulaşmak için tekrarlayan ve sabit işlemleri yürütmek için kullanılır.

Sabit sıralı süreçleri veya montaj işlemlerini otomatikleştirmek için özel amaçlı bir ekip kullanın. İşlemlerin sırası, ekipmanın konfigürasyonu ile belirlenir.

Programlanan komutlar, bir üründen diğerine kolayca değiştirilemeyen dişliler, kablolar ve diğer donanımlar şeklinde makinelerde bulunur.

Bu tür otomasyon, yüksek bir ilk yatırım ve yüksek üretim oranları ile karakterize edilir. Bu nedenle büyük hacimlerde yapılan ürünler için uygundur.

Programlanabilir otomasyon

Ürünlerin partiler halinde üretilmesi için bir otomasyon şeklidir. Ürünler, bir seferde birkaç düzineden birkaç bin üniteye kadar değişen partiler halinde üretilmektedir.

Her yeni parti için, üretim ekipmanı yeni ürün tipine uyacak şekilde yeniden programlanmalıdır. Bu yeniden programlama, üretken olmayan bir süre ve ardından her parti için bir üretim çalıştırması ile zaman gerektirir.

Üretim oranları genellikle sabit otomasyona göre daha düşüktür, çünkü ekipman, ürün uzmanlaşması yerine ürün değişimini kolaylaştıracak şekilde tasarlanmıştır.

Bu otomasyon sistemine örnek olarak sayısal kontrollü makineler, endüstriyel robotlar, çelik fabrikaları vb. Verilebilir.

Esnek otomasyon

Bu sistemle, her ürün için değişiklik yapmak için büyük esneklik sağlayan otomatik bir kontrol ekipmanı sağlanır. Programlanabilir otomasyonun bir uzantısıdır.

Programlanabilir otomasyonun dezavantajı, her yeni ürün grubu için üretim ekipmanını yeniden programlamak için gereken süredir. Bu kayıp üretim süresidir ve maliyetlidir.

Esnek otomasyonda, yeniden programlama, üretim ekipmanını kullanmak zorunda kalmadan bir bilgisayar terminalinde hızlı ve otomatik olarak yapılır.

Bu değişiklikler, insan operatörler tarafından kod şeklinde verilen talimatlarla yapılır.

Sonuç olarak, ürünleri partiler halinde gruplamak gerekli değildir. Birbiri ardına farklı ürünlerden oluşan bir karışım üretilebilir.

Uygulamalar

Endüstri 4.0

Endüstriyel otomasyonun yükselişi, daha çok Endüstri 4.0 olarak bilinen "dördüncü sanayi devrimi" ile doğrudan ilgilidir. Başlangıçta Almanya'dan gelen Endüstri 4.0, çok sayıda cihazı, konsepti ve makineyi kapsar.

Endüstri 4.0, üretim süreçlerine iyileştirmeler eklemek için sanal bir temsil yoluyla ve bağlanmak için yazılım / donanım ile İnternet üzerindeki çeşitli fiziksel nesnelerin mükemmel entegrasyonu olan endüstriyel nesnelerin interneti ile çalışır.

Daha akıllı, daha güvenli ve daha gelişmiş üretim yapabilmek bu yeni teknolojilerle mümkün. Eskisinden daha güvenilir, tutarlı ve verimli bir üretim platformu açar.

Endüstri 4.0, üretimin birçok alanını kapsar ve zaman geçtikçe bunu yapmaya devam edecektir.

Endüstriyel robotik

Endüstriyel robotik, işleme, kaynak, boyama, montaj ve malzeme işleme gibi farklı üretim süreçlerinde yardımcı olan bir endüstriyel otomasyon dalıdır.

Endüstriyel robotlar, herhangi bir insan performansını çok aşan yüksek hassasiyet ve hız sağlamak için çeşitli mekanik, elektriksel ve yazılım sistemlerini kullanır.

Bu sistemler elden geçirildi ve tek bir robotun günde 24 saat çok az bakımla veya hiç bakım gerektirmeden çalışabileceği noktaya kadar geliştirildi. 1997'de 700.000 endüstriyel robot kullanıldı, sayı 2017'de 1,8 milyona çıktı.

Programlanabilir mantık denetleyicileri

Endüstriyel otomasyon, programlanabilir mantık denetleyicileri (PLC'ler) üretim sürecine dahil eder. Bunlar, basit programlama yoluyla giriş ve çıkış kontrollerini değiştirmenize izin veren bir işleme sistemi kullanır.

Bir PLC, çeşitli girişleri alabilir ve çeşitli mantık çıktılarını döndürebilir. Giriş cihazları sensörlerdir ve çıkış cihazları motorlar, valfler vb.

PLC'ler bilgisayarlara benzer. Bununla birlikte, bilgisayarlar hesaplamalar için optimize edilirken, PLC'ler kontrol görevleri ve endüstriyel ortamlarda kullanım için optimize edilmiştir.

Titreşimleri, yüksek sıcaklıkları, nemi ve gürültüyü idare etmek için yalnızca mantık tabanlı temel programlama bilgisine ihtiyaç duyulacak şekilde inşa edilmişlerdir.

PLC'lerin sunduğu en büyük avantaj esneklikleridir. Bir dizi farklı kontrol sistemini çalıştırabilirler. Kontrol sistemini değiştirmek için bir sistemi yeniden kablolamayı gereksiz kılarlar. Bu esneklik, onları karmaşık ve çeşitli sistemler için karlı hale getirir.

Örnekler

Otomotiv sektöründe pistonların motora montajı eskiden manuel olarak yapılıyordu ve hata oranı% 1-1.6 idi. Şu anda, aynı görev% 0.0001 hata oranına sahip otomatik bir makine ile yapılmaktadır.

Yapay zeka (AI), otomatik etiketleme yapmak için robotik kollar, otomatik etiket uygulayıcıları olarak ve AI etiketlenecek ürünleri tespit etmek için kullanılır.

Audi'de otomasyon

Almanya'daki Audi fabrikasında robot sayısı neredeyse 800 çalışana eşittir. Ağır kaldırma işlerinin çoğunu ve potansiyel olarak tehlikeli kaynakların yanı sıra sıkıcı bir şekilde tekrarlayan testler yaparlar.

Audi'de otomasyonun faydaları arasında çok daha yüksek verimlilik ve vasıfsız işçiler için daha düşük gereksinim vardır.

Audi'de kullanılan robotlar yalnızca daha önce eğitimsiz çalışanlar tarafından gerçekleştirilen tehlikeli işlerle ilgilenmekle kalmaz, aynı zamanda fabrika işleyişini iyileştirmek için analiz edilebilen ve kullanılabilen zengin veri toplar.

Ancak yine de robotların gerçekleştiremediği ve insanların üstesinden gelmek için daha donanımlı olduğu görevler var.

Audi, en tehlikeli görevleri üstlenerek ve bu görevlerin verimliliğini ve üretkenliğini artırarak, insan odaklı görevleri yerine getirmeleri için daha yüksek vasıflı ve vasıflı çalışanları çekebilir.

Otomatik üretim hattı

Parçaları istasyonlar arasında hareket ettirmek için bir transfer sistemi ile bağlanan bir dizi iş istasyonundan oluşur.

Bu hatlar genellikle uzun üretim çalışmaları için kurulduğundan, sabit otomasyona bir örnektir.

Her istasyon, hat boyunca ilerledikçe parça veya ürünün adım adım üretilmesi için belirli bir işleme operasyonu gerçekleştirmek üzere tasarlanmıştır.

Normal hat işletiminde, her istasyonda bir parça işlenir, bu nedenle birçok parça aynı anda işlenir ve hattın her döngüsünde bitmiş bir parça oluşturulur.

Hattın verimli bir şekilde çalışması için, gerçekleşen çeşitli operasyonlar uygun şekilde sıralanmalı ve koordine edilmelidir.

Modern otomatik hatlar programlanabilir mantık denetleyicileri tarafından kontrol edilir. Bunlar, işleminiz için gereken zamanlama türlerini ve sıralama işlevlerini gerçekleştirebilir.

Referanslar

1. Terry M. Brei (2018). Endüstriyel Otomasyon nedir? Sure Controls Inc. Şuradan alınmıştır: surecontrols.com.
2. Wikipedia, özgür ansiklopedi (2018). Otomasyon. En.wikipedia.org adresinden alınmıştır.
3. Elektrik Teknolojisi (2018). Endüstriyel Otomasyon Nedir - Endüstriyel Otomasyon Türleri. Alındığı kaynak: electricaltechnology.org.
4. Unitronics (2018). Endüstriyel Otomasyon nedir? Alındığı: unitronicsplc.com.
5. Encyclopaedia Britannica (2018). Otomasyon ve Robotik Uygulamaları. Alınan: britannica.com.
6. Adam Robinson (2014). Endüstriyel Otomasyon: İmalat Uygulamalarının Kısa Tarihi ve Mevcut Durum ve Geleceğe Bakış Cerasis. Cerasis.com adresinden alınmıştır.
7. Eagle Technologies (2013). Fabrika Otomasyonu, bir Alman Örneği. Alındığı: eagletechnologies.com.