Automatyka i robotyka » Idealna podstawa dla Przemysłu 4.0
Autor: Conrad Electronic, 26.06. 2023
Producenci zawsze muszą stawiać czoła tym samym wyzwaniom, niezależnie od rodzaju produkowanych towarów: wytwarzane produkty powinny dobrze się prezentować, a specyficzne właściwości użytkowe, muszą być zawsze zapewnione w sposób niezawodny i bezbłędny.
Produkcja musi być dostosowana do potrzeb i zapewnić odpowiednio duże ilości w przypadku wysokiego popytu. Ponadto kluczowa jest cena sprzedaży produktu. Często możliwość pozostania konkurencyjnym jest bardzo ograniczona.
Podsumowując, te częściowo sprzeczne wymagania, dotyczące jakości, wydajności i ceny, można porównać prawie do kwadratury koła.
Dobrze, że istnieje skuteczne rozwiązanie w postaci automatyki i robotyki, które przy właściwym zastosowaniu stanowi prawdziwą pomoc. Chętnie wyjaśnimy, co kryje się za tymi pojęciami oraz jakie możliwości i szanse ma dzięki temu Twoja firma.
Automatyka sprawia, że w przedsiębiorstwie określone procesy przebiegają samodzielnie przy wsparciu odpowiednich urządzeń . Wszystkie niezbędne działania związane z sterowaniem, regulacją i kontrolą przebiegu pracy są zautomatyzowane lub wykonane samodzielnie.
W idealnej sytuacji nie ma potrzeby, aby ludzie ingerowali w bieżący proces lub cokolwiek zmieniali. Natomiast ciągłe monitorowanie zautomatyzowanych sekwencji procesów, powinno być zdecydowanie wykonywane przez ludzi.
Możliwości dobrze funkcjonującej automatyzacji są nieuchronnie zależne od aktualnego rozwoju technicznego, co wyraźnie pokazuje poniższy akapit.
Pragnienie automatyzacji nie pojawiło się dopiero w erze przemysłowej. Już w starożytnej Grecji, około 2000 lat temu, w mieście Aleksandria istniały drzwi świątyni, które otwierały się automatycznie oraz zaawansowane automaty do wody święconej, które reagowały na wrzucenie monety. Mimo że technologia tamtych czasów była bardzo ograniczona, ludzie potrafili mimo to skutecznie wykorzystać aktualne osiągnięcia matematyki i fizyki dla swoich innowacji. Niemniej jednak wyniki tych wczesnych rozwiązań automatyki służyły głównie do podziwiania możliwości technicznych. Nikt w tamtym czasie nie wpadł na pomysł, aby wykorzystać wiedzę i doświadczenia z budowy automatów, aby ułatwić ciężką pracę fizyczną ludzi. Miało to ulec zmianie dopiero wiele lat później.
Pierwsze nieśmiałe początki automatyzacji powstały, kiedy ludzie zaczęli rozwijać i używać skomplikowanych maszyn. Klasycznym przykładem może być tutaj młyn wiatrowy.
Aby nie musieć ciągle ręcznie ustawiać dużego wirnika wiatrowego zgodnie z aktualnym kierunkiem wiatru, Edmund Lee już w 1745 roku wynalazł urządzenie, które za pomocą dodatkowego małego wirnika wiatrowego (windrozy) umożliwiało automatyczne ustawianie czy obracanie młyna wiatrowego.
Stale postępująca automatyzacja i jej coraz większa integracja z bieżącymi procesami produkcyjnymi były ściśle związane z rozwojem przemysłu.
Pierwsza rewolucja przemysłowa
Ważnym kamieniem milowym w rozwoju mechanizowanej produkcji jest wynalezienie pierwszego parowego krosna tkackiego. Był to również początek pierwszej rewolucji przemysłowej. Dzięki wszechstronnemu zastosowaniu maszyn produkcyjnych, możliwe stało się znaczne zwiększenie wydajności wytwarzania, bez konieczności akceptowania strat jakościowych. Były to jednocześnie narodziny produkcji masowej.
Druga rewolucja przemysłowa
Podział procesu produkcyjnego na wiele małych etapów i wprowadzenie linii montażowej - stanowią drugą rewolucję przemysłową. Pojedyncza osoba nie wytwarza już kompletnego produktu, a jedynie jego niewielką część lub podejmuje się ograniczonych prac montażowych. Bez tego rozwoju produkcja pojazdów, odnosząca sukcesy ekonomiczne, byłaby dziś nie możliwa.
Trzecia rewolucja przemysłowa
Programowalne sterowniki logiczne (PLC) zwiastowały trzecią rewolucję przemysłową. Teraz możliwe stało się bezbłędne wykonywanie nawet skomplikowanych procesów roboczych przez maszyny. Oprócz niezbędnego programu do konkretnego sterowania metoreduktorami przemysłowmy lub zaworami elektromagentycznymi, sterowniki PLC mają również rozbudowane wejścia do podłączenia czujników do rejestrowania rzeczywistych stanów.
Czwarta rewolucja przemysłowa
W czwartej rewolucji przemysłowej, czyli Przemyśle 4.0, uwaga nie skupia się już na pojedynczej maszynie produkcyjnej. Zamiast tego chodzi o szerszy obraz z naciskiem na pojęcia sieci, cyfryzacji i sztucznej inteligencji (AI). Jeśli bowiem cały zakład lub linia produkcyjna może być kontrolowana w sposób precyzyjny, a nie pojedyncza maszyna, możliwe jest wytwarzanie jednostkowych, niepowtarzalnych produktów przy zachowaniu korzyści ekonomicznych wynikających z produkcji masowej.
Terminy automatyka i robotyka są używane zamiennie. Przyczyną tego jest fakt, że obecnie bardzo często roboty wykorzystywane zostają w technologii automatyzacji.
Reportaże na temat automatyzacji zazwyczaj przedstawiają złożone roboty produkcyjne w przemyśle motoryzacyjnym. Te następnie łączą ciężkie i niewygodne części blacharskie w karoserie pojazdów i spawają powierzchnie połączeń.
Niemniej jednak istnieje subtelna różnica między automatyzacją a robotyzacją. Eksperci rozumieją automatyzację jako wykonywanie przez maszyny zadań, które wcześniej wymagały udziału człowieka. Natomiast robotyka zasadniczo opisuje proces rozwoju robotów. Jednak w trakcie cyfryzacji robot nie musi być fizycznie obecny. Może również istnieć tylko w oprogramowaniu i przetwarzać procesy komputerowe.
Osoba wykonująca zadanie w ramach procesu produkcyjnego musi posiadać określone umiejętności. Przede wszystkim należy wiedzieć, co dokładnie trzeba wykonać. Bieżące warunki są rejestrowane przez narządy sensoryczne, a wymagane czynności wykonywane za pomocą rąk.
Nieustannie działa układ kontrolny, w którym zmysł dotyku dostarcza informacji zwrotnych na temat tego, jak silne jest aktualne ściśniecie przez rękę. Na podstawie tych informacji mózg może kontrolować mięśnie dłoni, aby delikatne przedmioty nie zostały zmiażdżone podczas obróbki. Aby zautomatyzować tę czynność, należy zastosować tę samą zasadę. Przede wszystkim potrzebny jest program sterujący, w którym muszą być zapisane wymagane sekwencje robocze.
Program sterujący musi być w stanie sterować różnymi silnikami, napędami linowymi, zaworami elektromagnetycznymi lub przekaźnikami za pomocą interfejsów wyjściowych. Te jednostki związane z napędem są określane w żargonie technicznym jako siłowniki.
Rozbudowana technologia czujników przemysłowych jest połączona z interfejsami wejściowymi systemu sterowania. Zapewnia to systemowi kontroli wszystkie niezbędne informacje zwrotne do skonfigurowania wspomnianej wyżej wewnętrznej pętli sterowania.
Rozbudowana technologia czujników jest połączona z interfejsami wejściowymi systemu sterowania. Zapewnia to systemowi kontroli wszystkie niezbędne informacje zwrotne do skonfigurowania wspomnianej wyżej wewnętrznej pętli sterowania.
W tym przypadku idealne są tak zwane programowalne sterowniki logiczne (PLC), które można łatwo zaprogramować. Ponadto kontrolery posiadają wymagane interfejsy.
Chociaż podstawowa funkcja zautomatyzowanych procesów jest zawsze taka sama, różne rozwiązania w zakresie automatyzacji mogą się znacznie różnić w zależności od zadania.
Sprawdzone produkty dla automatyzacji
Najważniejszymi zaletami przemawiającymi za automatyzacją procesów produkcyjnych są:
- Redukcja kosztów
- Zwiększenie produktywności
- Zwiększenie wydajności
- Zwiększenie wydajności
Kolejnymi zaletami są optymalizacja czasu i związana z tym elastyczna produkcja, którą można łatwo dostosować do aktualnych wymagań. Rozwiązania z zakresu automatyzacji mogą również odciążyć pracowników, np. gdy ciężkie elementy konstrukcyjne nie wymagają już ręcznego przenoszenia podczas obróbki.
Wielu pracowników ma raczej zachowawcze lub wręcz negatywne podejście do automatyzacji i robotyzacji. Nie jest to zaskakujące, gdyż obawiają się oni utraty pracy na rzecz robotów. Obawa ta nie jest całkowicie bezpodstawna.
Zwłaszcza w przypadku czynności i stanowisk, które nie wymagają wysokiego poziomu kwalifikacji lub specyfikacji. Jednak korzystanie z robotów przemysłowych i systemów zrobotyzowanych jest koniecznością dla wszystkich producentów na całym świecie.
Automatyzacja i robotyka oferują również ogromne możliwości rozwoju kariery. Nowoczesne i innowacyjne technologie zdecydowanie nie zastąpią wieloletniego doświadczenia zawodowego. Ponadto inteligentna automatyzacja generuje wiele nowych ścieżek kariery i atrakcyjnych obszarów działalności, takich jak tworzenie rozwiązań i wsparcie. Dlatego wskazane jest, aby wszystkie osoby aktywnie i elastycznie uczestniczyły w zmianach strukturalnych, co pozwoli im przetrwać na rynku w dłuższej perspektywie.
Skróty z kategorii automatyzacja
- Sterowniki PLC Siemens - niezawodne elementy automatyki w środowisku przemysłowym
- Przekaźniki sterujące Easton easyE4
- Komponenty do automatyzacji Phoenix Contact
- Urządzenia zabezpieczające SENTRON z funkcjami pomiarowymi i komunikacyjnymi
- Jak zwiększyć wydajność i ułatwić sobie pracę? Pomogą produkty od Murrelektronik
- Switche Ethernet Weidmüller do transmisji danych przemysłowych