Меню

Технологические аспекты беспилотных автомобилей и автомобилей высокой степени автоматизации

Автоматизация производства: что это такое в промышленности — средства, системы, уровни, принципы и способы механизации производственных процессов

Современное общество, в частности, производственные компании постоянно стремятся улучшить и повысить показатели качества предлагаемых товаров и услуг. Если раньше активно привлекался человеческий труд, то сегодня на большинство компаний отдают предпочтение робототехнике. Такой подход во многом более привлекателен для руководства и на это есть множество причин. Поэтому рассмотрим определение и понятие автоматизации процессов производства: что это такое, для чего нужно, какие средства и системы используются, а также популярные примеры программ и технологий, которые применяют на промышленных предприятиях.

автоматизация контроля производства

Внедрение в работу организации специального технического оборудования, а также обеспечение обслуживания влечет за собой финансовые и трудовые затраты. Однако именно благодаря установке такого оснащения удается добиться следующих результатов:

  • освобождение работников от тяжелой физической нагрузки;
  • снижение объемов бракованной продукции, которая появляется из-за человеческого фактора (ошибок);
  • повышение качества товара и расширение ассортимента, что, в свою очередь, привлекает поток новых клиентов;
  • увеличение производительности труда, а именно производство большего объема товаров за меньшие сроки;
  • уменьшение численности персонала и, соответственно, снижение затрат на выплату зарплаты.

В итоге предприятие сможет достичь своей главной цели — увеличение прибыли. Однако даже при таком подходе важно выделить недостатки:

  • технологическая безработица;
  • необходимость в найме высококвалифицированных кадров или обучение действующих работников;
  • повышение степени риска взлома системы;
  • нужда в постоянном обеспечении электроснабжения.

Несмотря на строгие требования, необходимо отметить, что плюсы оказываются гораздо весомее минусов.

Функции, структура

В результате исследования технологических и рабочих этапов выявлена необходимость дополнительной сети обмена информацией, которая выстраивается по иерархичности. Таким образом, можно выделить несколько уровней автоматизации производства:

  • нулевой, то есть участие работников полностью исключено при осуществлении привычных маневров;
  • 1 — автоматизирование цикла не требует присутствия сотрудника при прохождении холостого хода на отдельно взятых аппаратах;
  • 2 — предполагает транспортировку, контроль над машинами;
  • 3 — затрагивает все производственные этапы от наиболее примитивных и до завершения испытаний/отгрузки изделий.

Процесс комплексной автоматизации предполагает прохождение всех уровней, от самого начального. Такая особенность объясняется сложным техническим оснащением и необходимостью внесения капитала. При этом обновление будет эффективно только при условии разработки объемной программы выпуска товаров.

Источник

Технологические аспекты беспилотных автомобилей и автомобилей высокой степени автоматизации

Идея беспилотных автомобилей или автономных транспортных средств не является новой для транспортной отрасли. В мировой автомобильной отрасли происходят структурные изменения: внедрение новых технологий, разработки автономных и подключённых автомобилей, переход многих компаний к стратегии производства электромобилей, а также создание новых форм мобильности – каршеринга и райд-шеринга.

В настоящее время системы автоматизации управления транспортным средством применяются в железнодорожном транспорте, авиации, городском метро, логистике, сельскохозяйственной отрасли, в отраслях тяжелой промышленности. Сейчас многие транспортные средства на дорогах считаются полуавтономными, имея такие встроенные функции, как система помощи при парковке и автоматизированные системы торможения. Технология автономных транспортных средств основана на возможностях GPS, а также на передовых сенсорных системах, которые могут обнаруживать границы полос движения, знаки и сигналы, а также неожиданные препятствия. Хотя работа существующих на данный момент технологических решений в области автономного вождения не является идеальной, ожидается, что по мере ее совершенствования автономные транспортные средства будут внедряться все более активно: по прогнозу некоторых экспертов, до половины автомобилей, сходящих с конвейеров по всему миру, будут автономными.

Анализируя современное состояние рынка и планы развития автономного транспорта, стоит отметить тот факт, что большинство крупных автопроизводителей намерены выпустить свои модели в сегменте беспилотных автомобилей. На сегодняшний день существуют автомобили с разным уровнем автономности. Практически все они находятся в стадиях исследований и испытаний на дорогах общего пользования. Это стало возможным благодаря постоянному успешному внедрению компаниями инноваций в создаваемые ими транспортные средства. Уже более одного десятилетия существуют разнообразные системы помощи водителю (ADAS), встраиваемые в серийный выпуск автомобилей.

Более 250 компаний, занимающихся автономными транспортными средствами, включая автопроизводителей, поставщиков технологий, поставщиков услуг, и технологические стартапы предпринимают серьезные шаги для создания самоуправляемых автомобилей или автомобилей без водителя.

Эффективное функционирование транспортных средств с различной степенью автоматизации движения возможно за счёт работы специального компьютерного ПО, а также различных систем и датчиков. Работа систем автономных автомобилей основана на датчиках, сложных алгоритмах, системах машинного обучения и мощных процессорах, контролируемых специализированным программным обеспечением. Радиолокационные датчики отслеживают положение ближайших транспортных средств. Видеокамеры обнаруживают светофор, считывают дорожные знаки, отслеживают другие транспортные средства и ищут пешеходов. Датчики Lidar (обнаружение света и измерение дальности) используют импульсный лазерный свет для измерения расстояний, обнаружения краев дороги и определения разметки полос. Ультразвуковые датчики в колесах обнаруживают бордюры и другие транспортные средства при парковке.

Сложное программное обеспечение затем обрабатывает все эти сенсорные данные, прокладывает путь и посылает сигналы исполнительным механизмам автомобиля, которые управляют ускорением, торможением и рулевым управлением.

Жестко запрограммированные правила, алгоритмы обхода препятствий, прогнозное моделирование и распознавание объектов помогают программному обеспечению соблюдать правила дорожного движения и преодолевать препятствия.

От уровня автономности транспортного средства напрямую зависит общее количество датчиков, установленных систем, вычислительная мощность, обеспечивающая обработку данных компьютером. По современным оценкам, учитывая проводимые испытания в США, можно сделать вывод, что полностью автономный автомобиль (4-ый и 5-ый уровень автономности) генерирует объем данных в размере от 11 до 152 Тб в день.

Непрерывная эволюция автомобильных технологий направлена на обеспечение еще больших преимуществ в области безопасности и на создание систем автономного вождения (ADS), которые могут обеспечить полностью безопасное и комфортное вождение и свести к минимуму риск столкновений на дороге.

В соответствии с общепринятой классификацией различают 5 уровней автономности автомобиля. Эти уровни были разработаны Обществом автомобильных инженеров (SAE) и различаются в зависимости от степени участия человека в процессе вождения. Фактически, в их классификации шесть уровней, однако нулевой уровень подразумевает отсутствие автоматизации, то есть полный контроль человека над транспортным средством .

1. SAE 0. Нулевой уровень / Отсутствие автономности. Автомобили, относящиеся к данному уровню, имеют установленные системы активной безопасности (антиблокировочная, экстренного торможения и т.д.), но управление транспортным средством полностью осуществляется под контролем человека.

2. SAE 1. Первый уровень / Помощь водителю. На данном уровне водитель несет ответственность за все задачи, связанные с управлением автомобилем, включая ускорение, рулевое управление, торможение и мониторинг окружающей среды. В автомобиле есть система автоматизации вождения, которая помогает управлять маневрами или скоростью транспортного средства (но не тем и другим одновременно).

3. SAE 2. Второй уровень / Неполная автономность. На этом уровне система автоматизации в автомобиле может помогать как с рулевым управлением, так и с управлением скоростью, в то время как водитель по- прежнему несет ответственность за большинство критически важных для безопасности функций и самостоятельно контролирует окружающую обстановку. В настоящее время беспилотные автомобили 2-го уровня являются наиболее распространенным типом транспортных средств на дорогах.

4. SAE 3. Третий уровень / Условная автономность. Начиная с уровня 3 и выше, автомобиль самостоятельно контролирует окружающую среду, используя сенсорные технологии, и выполняет другие динамические задачи вождения, такие как торможение. Водитель-человек должен быть готов вмешаться, если произойдет сбой системы или возникнут другие непредвиденные ситуации во время вождения.

5. SAE 4. Четвёртый уровень / Высокая автономность. Уровень 4 соответствует высокому уровню автономности, когда автомобиль способен совершить всю поездку без какого-либо вмешательства со стороны водителя, даже в крайних случаях. Однако есть некоторые ограничения: водитель может переключить автомобиль в этот режим только при определенных условиях, таких как низкая плотность трафика, отсутствие заторов и др.

6. SAE 5. Пятый уровень / Полная автономность. Автопроизводители стремятся достичь пятого уровня автономного вождения, когда водитель просто указывает пункт назначения, а автомобиль берет на себя полный контроль и ответственность за все режимы движения. Таким образом, в автомобилях пятого уровня фактически отсутствует возможность для управления со стороны человека.

Каждая крупная технологическая или автомобильная компания, решив осуществлять деятельность в данном направлении, либо фокусируется на собственных разработках в сфере автономных транспортных средств, либо развивает сотрудничество с участниками рынка и позиционирует себя в этом сегменте.

По мнению аналитиков, несмотря на ряд открытых вопросов технического и правового характера, ожидается массовый выпуск автомобилей уровней SAE 3 и SAE 4 в течение ближайших 5 лет. Серийное производство автомобилей 5 уровня автономности (SAE 5) ожидается значительно позже.

Практически все крупные мировые автомобильные холдинги активно налаживают выпуск автомобилей 3-его уровня автономности. К примеру, самый последний Audi A8 оснащен системой Traffic Jam Pilot (TJP). TJP использует набор датчиков (лидар / радар / камеры) для мониторинга окружающей среды, позволяя водителю снимать ногу с педалей и разгоняться до скорости 37,3 миль в час (60 км/ч). Остальные датчики контролируют бдительность водителя, предлагая ему взять на себя управление, когда этого требуют условия.

Пилотные проекты по запуску автомобилей 4 уровня автономности активно реализуются дочерними компаниями Google, GM – Waymo и Cruise и др. Французская компания NAVYA уже выпускает и продает в США шаттлы и такси 4-го уровня, которые полностью работают на электроэнергии и могут развивать максимальную скорость до 55 миль в час. В 2020-м году компания Alphabet Waymo представила сервис беспилотного такси 4-го уровня автономности в Аризоне, где они тестировали беспилотные автомобили Safety без водителя на сиденье более года и проехали более 10 миллионов миль. Канадский поставщик автомобилей Magna разработал технологию (MAX4) для обеспечения возможностей уровня 4 как в городской среде, так и на шоссе. Они работают с Lyft над поставкой высокотехнологичных комплектов, которые превращают автомобили в беспилотные. Volvo и Baidu. Они также объявили о стратегическом партнерстве для совместной разработки электромобилей 4-го уровня, которые будут обслуживать рынок роботакси в Китае.

Читайте также:  Теперь собственно о том почему после установки ГБО горит Чек

Такие компании как Waymo, Tesla, Apple и другие тестировали автомобили с уровнем SAE 5 на дорогах общего пользования во многих штатах США, где такая деятельность разрешена юридически. Однако, как отмечают эксперты в сфере AVs, потребуется более 10 лет для формирования необходимой регуляторной и технологической среды. С точки зрения технологий речь идёт о масштабном внедрении коммуникационных технологий V2X, требующей в том числе развёртывание нового поколения связи 5G.

V2X расшифровывается как «автомобиль-подключенный-ко-всему» и использует радиотехнологии для обеспечения активной безопасности. Машина сможет взаимодействовать со всем, что находится вокруг нее. Подключенные к Wi-Fi или сотовой связи автомобили, выезжающие, например, из-за угла, могут получить достаточный объем информации о местоположении друг друга и заранее изменить маршрут, чтобы избежать столкновения. В этом преимущество данной технологии перед камерами и радарами, которые могут отслеживать ситуацию только в непосредственной близости от машины.

Данная технология позволит водителям и самоуправляемым автомобилям не только избежать столкновений, но также отправлять и получать все типы данных, чтобы помочь уравновесить городской трафик и сэкономить топливо.

Благодаря технологии V2X, подключенные автомобили в скором времени смогут сообщить водителю, что расположено впереди – вне его поля зрения. С 2017 года технология самоуправляемых автомобилей развивается настолько быстро, что трудно предсказать технические характеристики машин, которые будут сходить с конвейера к концу следующего десятилетия.

Еще одним преимуществом V2X перед другими сенсорами является ее диапазон. Сотовые и Wi-Fi-передатчики имеют гораздо больший диапазон, что позволяет им отправлять и получать данные намного быстрее и раньше. Диапазон других датчиков примерно составляет от 15 метров (

50 футов) до 75 метров (

Ожидается, что беспроводная связь станет играть гораздо более важную роль, чем в 2017 году. В первую очередь, пассажиры в салоне получат новые сервисы, базирующиеся на доступе в Интернет и определении местоположения, независимо от типа автомобиля – традиционного или автономного.

Источник

Автоматизация производства

Автоматизация производства — главный инструмент повышения конкурентоспособности, эффективности, маневренности предприятия и облегчения труда работников.

В современном стремительно развивающемся мире предприятия не проиграют конкурентную борьбу своим оппонентам, и принесут прибыль, лишь своевременно внедряя новые технические и цифровые технологии, способствующие:

  1. Наращиванию объема создаваемой продукции.
  2. Сокращению времени на исполнение трудоемких технологических операций.
  3. Снижению расходов сырьевых ресурсов.
  4. Повышению безотходности.
  5. Роботизации.

Новые вызовы требуют качественных управленческих решений, одним из которых выступает автоматизация производства (АП), поступательное исключение человеческого фактора из техпроцесса.

Внедрение автоматизации на производство

Современная наука предлагает несколько вариаций автоматизации производства:

  1. частичная автоматизация, когда только сложные для человеческого исполнения функции и техпроцессы передаются автоматике;
  2. комплексная, когда автоматизируется цех или узел, реализующий определенный техпроцесс;
  3. полная автоматизация, когда администрирование всех производственных этапов передается специальному оборудованию. Подобная версия автоматизации используется на предприятиях с устойчивым производственным режимом, или на производствах с особо вредными и физически тяжелыми условиями для человека.

Показатель эффективности выступает главным критерием при выборе вариации автоматизации производства.

Области использования

Повышение комфорта для людей и упрощение эксплуатации техники считаются главными миссиями автоматизации производства.

Сегодня замещение человеческого участия машинным фактором интенсивно происходит по следующим направлениям:

  1. Внедрение программного обеспечения, прокачивающего возможности техники к сбору информации, и осуществляющего машинное обучение.
  2. Автоматизация принятия управленческих решений, планирования и проектирования.
  3. Автоматизация в области совершенствования оборудования, используемого в производственных циклах, для наращивания производственных мощностей.

Суть автоматизации производства характеризуется следующими обстоятельствами:

  1. это сложный, трудоемкий и дорогостоящий процесс, но жизненно необходимый для всех современных производств, ведь сегодня без него немыслимо облегчение труда рабочих и служащих, упрощение принятия эффективных управленческих решений, и снижение себестоимости выпускаемой продукции;
  2. без автоматизации производства невозможна модернизация техпроцессов в газо-нефтяной отрасли, требующая создания установок огромной мощности;
  3. сложная техника, выпускаемая сегодня, требует новых управленческих решений, позволяющих продлевать ее эксплуатационный ресурс, и обеспечивать оптимальный режим работы в течение длительных временных промежутков.

Производительность выбранных методов АП считается главным требованием к данной процедуре. Оно обоснованно, ведь замена мануфактурных операций на современные технологии представляет собой сочетание сложных технических мероприятий, что должно быть оправдано с финансовой и человеческой позиции.

Пиком внедрения автоматизации производства считается достижение непрерывности производственного цикла без участия человеческого фактора. Люди в таких процессах могут играть роль контролера, но ключевые управленческие, надзорные, диагностические функции и сопутствующий документооборот реализуются автоматикой.

Технические приборы, выбранные для АП включают устройства для записи, обработки и транспортировки информации, при содействии которых происходит регулировка, манипулирование и контроль по линиям выпускаемых товаров. Кроме того они обладают рядом достоинств:

  1. Информативность.
  2. Способность к анализу технологических ситуаций.
  3. Высочайшая достоверность измерений.
  4. Способность к точнейшему регулированию технологических параметров.
  5. Самостоятельная дозировки компонентов.
  6. Способность к образованию автоматических рабочих мест.
  7. Возможность самостоятельного совершенствования управленческих систем.

Современные методики автоматизации производства направлены на минимизацию зависимости системы от человека, и:

  1. интенсификацию исполнения многократно повторяющихся операций;
  2. рост качества труда;
  3. наращивание объемов оперируемых данных в производственном процессе;
  4. повышение качества контроля;
  5. увеличение скорости подбора решений для различных стандартных и непредвиденных событий.

Автоматизация производственных процессов — это средство совершенствования управленческих систем для каждого иерархического уровня предприятия.

SCADA

Данный программный пакет служит для обеспечения работы информационных датчиков и индикаторов, предназначенных для контроля работы промышленных приборов, с исполнением следующих функций:

  1. Корректировка показателей по сигналу программ действий или по инициативе оператора.
  2. Обеспечение сохранности информации на сервере.
  3. Мониторинг рабочей динамикой.
  4. Группирование данных в статистические отчеты, передаваемые вышестоящему руководству.

Отправка команд и прием информации с индикаторов, установленных на определенном оборудовании, не зависимо от расстояния между приемником и объектом взаимодействия считается главным предназначением инструмента автоматизации производства SCADA.

Несовершенство сложных SCADA выражается в большом числе кабелей, нужных для скоростной работы. Но данная проблема решается путем внедрения контроллеров с интегрированным в них модулем-микропроцессором.

Техпроцессы автоматизации и управления предприятием

В 21 веке успешная эволюция любых предприятий неотрывно связана с процедурами автоматизации и совершенствования управления техпроцессами направленными:

  1. на рост качества и востребованности создаваемых продуктов;
  2. снижение себестоимости;
  3. сокращение энергопотребления;
  4. оптимизацию штата;
  5. завоевание новых рынков сбыта;
  6. рост объемов производства.

Инструменты автоматизированного управления помогают в наращивании экономических показателей и в оптимизации производственных процессов.

Проектирование систем автоматизации технологических процессов на производстве

Процедура автоматизация производства предполагает задействование компьютерной техники и программных пакетов.

Любой процесс разработки системы автоматизации и управления технологическими процессами начинается с разработки технического задания, и завершается установкой, настройкой и программированием аппаратных средств.

Типовой проект системы автоматизации включает такие конструкты:

  1. описание технических решений;
  2. план размещения аппаратных средств на общей схеме предприятия;
  3. рабочие схемные чертежи сигнализации, энергоснабжения, настройки, контроля;
  4. расчет экономического эффекта от внедрения системы автоматизации производства;
  5. запросы на недостающие приборы.

Помимо составления технического задания параллельно с подобными операциями исполнители проводят аудит предприятия с целью установления наиболее продуктивных программ и технического оснащения, которые будут внедрены по ходу работ.

Компания ООО «АЛЬЯНС-АВТОМАТИКА» работает в сфере разработки и проектирования АСУ ТП для различных объектов, а также для больших нефтегазовых комплексов. Опыт деятельности составляет 11 лет.

На сегодняшний день мы занимаемся автоматизацией производства как в России, так и за рубежом. Идеи и методы компании получают высокие оценки.

Источник



Автоматизация производства: системы, их назначение и разновидности

Для достижения успеха в своей деятельности предприятиям требуется вносить существенные коррективы в прежнюю систему управления производством. На помощь приходит научно-технический прогресс. Современные разработки позволяют автоматизировать производство. Люди при этом освобождаются от выполнения многих функций и те возлагаются на специальные приборы, устройства, информационные системы.

Автоматизация производства бывает полной, частичной и комплексной. В первом варианте весь рабочий процесс осуществляется с применением машин. При менее затратной частичной автоматизации технические устройства отвечают только за выполнение отдельных операций. Комплексный подход предполагает функционирование цеха или участка как единого целого, состоящего из взаимосвязанных частей. Но в любом случае самые ответственные решения принимает человек. Он подготавливает исходные данные, подбирает подходящие алгоритмы, анализирует полученные результаты.

Эффективное управление ресурсами предприятия с помощью 1С:ERP Управление предприятием 2

  • Сокращение трудозатрат;
  • Снижение себестоимости;
  • Рост оборачиваемости складских запасов;
  • Рост производительности труда в производстве.

Цели автоматизации производства

Установка на предприятии специального технического оснащения и его обслуживание требует немалых затрат. Но это помогает добиться следующего:

  • освободить человека от тяжелого ручного труда и повысить безопасность производства;
  • минимизировать брак продукции, возникающий по причине ошибок работников, улучшить качество изделий и расширить их ассортимент – все это обеспечивает приток клиентов;
  • увеличить в несколько раз производительность труда – устройства помогают получать большой объем продукции за минимальный отрезок времени;
  • уменьшить число работников и снизить тем самым расходы на заработную плату.
Читайте также:  Клубника в теплице 4 лучших способа выращивания с инструкциями

Автоматизация производства способствует достижению главной цели – увеличить прибыль предприятия. Но есть и определенные недостатки такого подхода. В частности, одной из проблем является возникновение так называемой технологической безработицы. Кроме того, усложнение производственной системы вызывает необходимость в подборе квалифицированных кадров. Однако не всегда легко найти специалистов, обладающих нужным опытом и знаниями современных стандартов.

Перечень проблем, связанных с введением автоматизации, можно дополнить тем, что существует риск взлома системы, устройства уязвимы в техническом плане, а их работа зависит от электроснабжения. Но перечисленные недостатки можно минимизировать с помощью грамотной организации производственного контроля, повышения квалификации работников, своевременного обслуживания техники, обеспечения качественной защиты данных. Эти меры необходимо реализовывать, так как в целом плюсы оказываются гораздо весомее минусов.

Типы автоматизации производства

Замена человеческого труда машинным осуществляется в разных направлениях. При этом используется соответствующее оборудование – оно может быть относительно простым или представлять собой целые программно-технические комплексы. Различают несколько типов автоматизации.

Машины с числовым управлением (NC)

Речь идет о станках, запрограммированных на выполнение определенных работ. Весь технологический процесс здесь осуществляется под управлением электроники. Вмешательство человека сведено к минимуму. Оно заключается в наладке и проверке оборудования, установке и снятии заготовок. С этим под силу справиться одному рабочему, причем под его контролем могут находиться сразу несколько станков.

Машины с числовым управлением, функционирующие практически автономно, способны производить изделия высокого качества. Они обрабатывают детали очень точно в течение нужного времени и «не устают» в отличие от мастеров, работающих вручную. Подобные станки справляются с теми задачами, которые невозможно выполнить с применением обычных устройств. Они помогают четко спланировать деятельность благодаря тому, что время для выполнения операции устанавливается заранее.

Еще одним преимуществом такой техники является производственная гибкость. Она заключается в том, что при работе с деталями другого типа достаточно сменить программу, а применяемая до этого может храниться на накопителе и вновь использоваться в случае необходимости.

Роботы

Такие машины все активнее включаются в автоматизацию производства с целью облегчить человеческий труд. Они легко справляются со сложными рабочими процессами. Роботы различаются видом, размерами, функционалом. Круг задач, которые они способны выполнять, очень широк. Это погрузка тяжелых или опасных предметов, упаковка товаров, отделочные, сварочные и многие другие работы.

Есть роботы, каждым движением которых управляет оператор. Другие, относящиеся к автоматам, следуют заданной программе. Они не способны корректировать выполняемые действия, и здесь тоже требуется участие рабочего. Максимально самостоятельными являются автономные роботы. Такие механизмы совершают запрограммированные операции. Функционируя по заданным алгоритмам, они при необходимости корректируют действия. Подобные устройства берут на себя всю работу на определенном участке конвейера, при этом привлечение живой рабочей силы не требуется.

Информационные технологии (IT)

Эта обширная область характеризуется применением компьютерного оснащения. В отличие от других средств, применяемых в автоматизации производства, они охватывают в первую очередь сферу интеллектуального труда. Такие технологии нацелены на различные способы обращения с информацией – ее создание, получение и обработку, хранение, распространение.

В современном производстве компьютеры приобретают жизненно важное значение в деле управления данными. Люди получают возможность освободиться от выполнения рутинных и сложных мыслительных операций. Причем скорость работы человеческого мозга не может сравниться с производительностью машины. Кроме того, правильно настроенная техника работает безошибочно и может справляться с колоссальным объемом работы.

Применение систем автоматизированного проектирования

Здесь подразумевается программное обеспечение, которое подразделяется на отдельные направления – CAD/CAM/CAE. Каждое из них помогает решать узкоспециализированные задачи, и на конкретном этапе производства можно применить наиболее подходящую систему. С компьютерной поддержкой такого рода удается изготавливать сложные детали и сокращать цикл их производства.

Посредством прикладных программ создаются алгоритмы работы применяемых станков. Появляется возможность проектировать изделия, прогнозировать их качества и характеристики и определять оптимальную технологию изготовления. Указанные системы помогают воплощать идеи любой сложности. Скорость и точность работы компьютерных программ способствует получению продукции высокого качества и снижению ее себестоимости.

Гибкие производственные системы (FMS)

Такие комплексы помогают совершать полные циклы изготовления продукции в условиях изменяющейся производственной среды. Система своевременно реагирует на предсказуемые и непредвиденные обстоятельства и адаптируется к ним. Например, при необходимости меняется порядок рабочих операций, корректируется дизайн изделия, упрощается сборка деталей.

Автоматизацию производства, проводимую с применением этого метода, нельзя назвать экономичной. Стоимость самой техники, а также ее установки высока. Кроме того, здесь требуется квалифицированный персонал, способный управлять таким оснащением и производить сложное предварительное планирование. Однако эти моменты компенсируются высокой надежностью системы, значительным повышением производительности труда, уменьшением стоимости производства.

Гибкие системы помогают избежать простоев и максимально эффективно использовать рабочее время. Если обычное оборудование при возникшей поломке прекращает свою работу, то FMS способна адаптироваться к неполадкам и продолжать изготовление изделий во время ремонта.

Системы компьютерного интегрирования (CIM)

Высшей степени автоматизации производства можно достичь только при условии интеграции всех действующих на предприятии сегментов. В этом случае участие человека в производственной деятельности оказывается минимальным.

Нельзя путать комплексную автоматизацию с компьютерным интегрированием. В первом случае дело касается только технических процессов и работы оборудования. CIM же наряду с этим предполагает применение компьютерных систем и для автоматизации управления, принятия различных решений.

Так создается интегрированная информационная среда, где различные программные модули обмениваются данными между собой и с центром всей системы. При такой организации существует общая база данных. Пользователь через интерфейс получает доступ ко всем производственным модулям и может наблюдать за любыми нужными сегментами производственного комплекса.

В целом компьютерное интегрирование направлено на выполнение следующих функций:

  • проектирование, планирование и подготовительные действия перед производством продукции;
  • управление работой участков и цехов, где изготавливаются изделия;
  • управление складами, транспортными системами;
  • обеспечение качества продукции;
  • контроль за работой системы сбыта;
  • управление по части финансирования.

При компьютерном интегрировании охватывается полный спектр задач, вязанных с созданием продукта. Производственный процесс значительно ускоряется, а благодаря минимальному участию человека снижается количество различных ошибок и сбоев.

1C:ERP Управление предприятием 2

В настоящее время предлагаются различные программные продукты для автоматизации производства. Еще сравнительно недавно наиболее подходящим решением для организации в рамках предприятия единого информационного пространства считалось 1С:УПП. Но особенности современного бизнеса стали выходить за рамки этого программного обеспечения.

Возникла необходимость в создании новой системы, удовлетворяющей текущие потребности предпринимателей. На смену 1С:УПП пришла 1С:ERP. Эта организационная стратегия позволяет объединить в одно целое все бизнес-процессы и грамотно управлять ими.

Программный продукт «1С:ERP Управление предприятием 2» разработан при участии специального совета экспертов – руководителей и специалистов крупных промышленных компаний. Он предназначен для внедрения на предприятиях любого масштаба, в том числе крупных, с технически сложным производством, в котором действуют инновационные технологии.

Инструменты в составе указанного программного продукта позволяют анализировать показатели эффективности производственной деятельности, отслеживать их изменения. Предусмотрена возможность планирования, как стратегического и тактического, так и оперативного. В программе заложен набор необходимых для этого инструментов. Готовые планы проверяются на выполнимость, сбалансированность и корректность.

С помощью предложенного продукта удобно управлять производством. При этом детализация может доходить до выполнения отдельных технологических операций. В целом предусмотрены две ступени управления. На верхней координируется деятельность подразделений и цехов. На нижней осуществляется контроль за работой оборудования и выполнением заданий, данных главным диспетчером.

В программу также входят пункты, связанные с техническим обслуживанием приборов и ремонтом, учетом затрат по различным направлениям, планированием и контролем поступающих и расходуемых средств, кадровым делопроизводством и многое другое.

Автоматизация производства набирает темпы в различных сферах бизнеса. Владельцы предприятий все больше склоняются к применению такого подхода, и современный рынок предоставляет широкий выбор решений для его реализации. Ключом к успеху становится тщательный анализ конкретных условий и внедрение подходящих технологий. Автоматизация, реализованная с учетом реальных потребностей, может принести предприятию максимальную пользу.

1C:ERP. Мы внедрили уже более 1000 проектов!

Закажите расчет проекта от профессионалов.

  • Составим карту бизнес-процессов;
  • Проведем интервью с ключевыми сотрудниками;
  • Сделаем диагностику текущих процессов в компании и IT систем;
  • Подготовим решение, проведем демонстрацию, рассчитаем стоимость.

Источник

Автоматизация электроприводов и производственного оборудования

Мировой опыт создания нового и модернизации технологического оборудования показывает устойчивую тенденцию развития автоматизированного оборудования, регулируемых приводов, компьютерных систем автоматизации, широкое распространение программируемых контроллеров. Это объясняется стремлением к максимальной производительности и одновременному удешевлению производства, что всегда актуально.

Все ведущие электротехнические корпорации выпускают регулируемые приводы комплектно с гибко программируемыми компьютерными средствами автоматизации предназначеннымидля широкого использования.

Главная функция электрического привода — создавать движение станков, оборудования, а также управлять этим движением — вращательным или поступательным.

Читайте также:  Какое оборудование требуется для выращивания шампиньонов

Автоматизацию подразделляют на три уровня: частичную, комплексную, полную.

Частичная автоматизация ограничивается автоматизацией отдельных операций технологического процесса, например, с использованием станков с автоматическим управлением,
в том числе и станков с ЧПУ.

Комплексная автоматизация — это автоматизация производственых процессов изготовления деталей и сборки с использованием автоматических систем машин:
автоматических линий, гибких производственных систем,

Если для возобновления рабочего цикла требуется вмешательство оператора, то такое устройство называют полуавтоматом.

Полная автоматизация, когда присутствие человека долгое время не требуется. Чем больше это время, тем выше степень автоматизации.

Самая высокая степень — роботизация — применение промышленных роботов, функционирование без участия человека.

avtomatiziravonnye-oborudovanieА втоматизировано может быть не только производство, но и планирование, регулирование, проектирование и другие этапы.

Автоматизированное оборудование, в сравнении с ручным трудом человека, в промышленных масштабах имеет колоссальные преимущества: позволяет экономить материалы, энергию, кроме того повышается безопасность производства и, конечно, увеличивается качество продукции. Но вместе с тем оно нуждается в высококвалифицированном персонале.

Базовая задача регулируемого электропривода — обычно сводится к регулированию скорости вращения двигателя и корректировке параметров тока, поступающего от сети. К общим задачам этого процесса относится — точное соблюдение технологического режима, энергосбережение безопасность работы.

Производитеся регулирование таких переменных, как скорость, ускорение и положение исполнительного органа рабочей машины, положение ротора, регулирование момента на валу двигателя, регулирование мощности, регулирование магнитного потока и т. п. Для роботов — манипуляторов характерно движение рабочего органа одновременно в нескольких координатах, что тоже программируется.

Автоматизированная (автоматическая) система управления технологическими процессами (АСУ ТП ) — это совокупность технических средств и методов сбора, обработки, анализа и выдачи информации и воздействия на ТП, которые во взаимодействии с человеком и (или) между собой обеспечивают запланированное протекание технологического процесса.

В настоящее время, когда в производстве используется все больше средств автоматизации и появляются не только полностью автоматизированные цеха, но и предприятия, вопросы «сотрудничества» человека и машины приобретают первостепенное значение.

avtomatizirovannoye-oborudovanieСовременные промышленные объекты представляют собой совокупность взаимосвязанных многорежимных управляемых подсистем, объединенных общей системой управления с центральной ЭВМ. Производственные процессы осуществляются на автоматических линиях гибкими производственными модулями на базе минимизированных вариантов ЭВМ — микропроцессоров и микро-ЭВМ. Гибкими их называют потому, что они способны быстро перестраиваться с производства одних изделий на производство других, что позволяет постоянно модифицировать производство, расширять ассортимент и повышать качество продукции. Вспомогательные операции и часть основных операций выполняются промышленными роботами. Все это оборудование совместно с автоматическими системами транспортирования, проектирования и подготовки производства образует гибкое автоматизированное производство.

К элементам автоматизации производства относят:

  • Станки с ЧПУ;
  • Промышленные роботы;
  • Роботизированные технологические комплексы;
  • Комплексные шкафы управления;
  • Гибкие производственные системы;
  • Автоматизированные складские системы;
  • Системы контроля качества на базе ЭВМ;
  • Система автоматического проектирования (англ. Computer-aided Design, CAD) используется проектировщиками при разработке новых изделий и технико-экономической документации.

Система автоматизированного проектирования реализует информационную технологию выполнения функций проектирования, представляет собой организационно-техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса проектирования, состоящую из персонала и комплекса технических, программных и других средств автоматизации его деятельности. Также для обозначения подобных систем широко используется аббревиатура САПР. Первая советская/российская система автоматизированного проектирования была разработана в конце 80-х годов XX века рабочей группой Челябинского политехнического института, под руководством профессора Кошина.

  • Планирование и увязка отдельных элементов плана с использованием ЭВМ — Computer-Aided Process Planning (CAPP), автоматизированная технологическая подготовка производства — это программные продукты, помогающие автоматизировать процесс подготовки производства, а именно планирование (проектирование) технологических процессов.

Автоматизация какого-либо технологического процесса (АСУ ТП) слагается из следующих элементов: автоматизация контроля, регулирования и защиты.

Автоматизация контроля — обеспечивает систематическое наблюдение за ходом процесса при помощи указывающих самопишуших регистрирующих приборов.

Автоматизация управления процессом заключается в автоматическом пуске, останове, изменении скорости и реверсировании механизмов с требуемой последовательностью. Автоматизация управления часто сопровождается блокировкой, которая на допускает неправильных операций.

Автоматизация регулирования осуществляет рациональное протекание процесса в функции технологических параметров с заданной точностью, недостижимой при регулировании вручную. Таково, например, автоматическое регулирование температуры пресс-форм в трикотажном или меховом производстве.

Классификация электроприводов

классификация автоматизированных приводов

Основные группы оборудования, в которых используются автоматизированные электрические приводы:

1) для физической и химической переработки веществ и содержащие энергоемкие однодвигательные электроприводы
с продолжительным режимом работы (насосы, мельницы, дефибреры, смесители, центрифуги);
2) металло-, дерево- и камнеобрабатывающие станки;
3) прокатное, кузнечное, прессовое и штамповочное металлургическое оборудование;
4) резательное (гильотинные, барабанные летучие ножницы, дисковые и ленточные пилы, резательные станки);
5) горнодобывающие (роторные и ковшовые экскаваторы, угледобывающие машины, буровое оборудование и др.);
6) предназначенное для транспортирования и обработки гибких материалов;
7) промышленные роботы и манипуляторы;
8) транспортное и подъемно-транспортное оборудование (краны, транспортеры, конвейры, лифты);
9) контрольно-испутытальное (измерительные машины, испытательные стенды и т.п. );
10) мониторинговое (телевизионые системы наблюдения за техпроцессом, телескопы, радиотелескопы, оптические
системы космического наблюдения и прочие)

В каждой группе выделяются типовые функциональные модули-агрегаты, для которых формируется библиотека
программных моделей и программных блоков, реализующих алгоритмы управления. Наиболее востребована автоматизация в машиностроении в военно-промышленном комплексе.

Классификация по степени автоматизации

виды электроприводоа

В разомкнутом электроприводе — все внешние возмущения выходят на выходную координату. Другими словами, разомкнутый привод не может избежать влияния внешних возмущений: все изменения которых отражаются на его работе. По этой причине он не обеспечивает высокого качества регулирования координат, хотя и отличается в то же время простой схемой. Их обычно используют для торможения, пуска и реверса двигателя.

Замкнутый электропривод, как и любая система автоматического регулирования, может быть реализован по принципу отклонения с использованием обратных связей или по принципу компенсации внешнего возмущения. Отличительным признаком замкнутых систем является полное или частичное устранение влияния внешнего возмущения на регулируемую координату привода. Поэтому этот вид привода обеспечивает более качественное управление движением исполнительного органа рабочей машины, также его схемы являются более сложными.

Все виды применяемых в замкнутом электропривода обратных связей делятся на положительные / отрицательные, линейные / нелинейный, жесткие /гибкие.

У положительной сигнал складывается с задающим сигналом, а у отрицательной обратной связи сигнал направлен встречно.
Жесткая характеризуется тем, что она действует и в установившемся и в переходном режиме.
Гибкая — только в переходных режимах и служит для обеспечения требуемого их качества.
В линейной — пропорционально зависит регулируемая координата и сигнал обратной связи, в то время как в нелинейной связи такая зависимость не прослеживается.

В зависимости от вида регулируемой координаты в электроприводе используются все названные выше связь по скорости, положению, току, напряжению, магнитному потоку и др.

Автоматизиция производства включает автоматизацию информационных и предметных потоков.

Автоматизация предметных потоков — осуществляется с применением автоматических транспортных систем, автоматических складов и накопителей, устройств.

Уровни автоматизации

Различают нижнийполевой — уровень мониторинга производственных процессов.
К нему относятся исполнительные механизмы и датчики, автоматические анализаторы и сама полевая сеть,
соединяющая контроллер с полевыми приборами (если в них встроен микропроцессор) или контроллер с выносными
блоками ввода- вывода.

Срединный уровень — автоматического контроля, сюда относятся микропроцессорные средства автоматизации: контроллер и сетевые комплексы контроллеров, промышленная сеть, сетевой комплекс контоллеров, распределенная система управления или программно-технологический комплекс — сетевой комплекс контроллеров с рабочими станциями.

Верхний уровень — информационный уровень управления — уровень автоматизированного наблюдения за ходом
технологического процесса и управляющих воздействий.

На верхнем — информационном уровне управления производственным объектом — уровне автоматизированного наблюдения за ходом технологического процесса и управляющих воздействий

работает оператор и находятся следующие средства:

рабочая станция оператора — практически это тот или иной персональный компьютер в обычном или
промышленном исполнении с одним или несколькими мониторами, с клавиатурой и/ или мышью,
реализующими связь оператора с контроллерами.

информационная сеть — сеть соединяющая рабочие станции между собой и сервером, имеющаяч выход на
корпоративную сеть предприятия.

сервер — содержит текущую или историческую базы данных компьютера. При клиент-серверной структуре ПТК
через него реализуется связь контроллеров с рабочими станциями операторов.

программное обеспечение систем:

1) основные компоненты программного обеспечения системы — операционные системы рабочих станций и
операционные системы контроллеров

2) SCADA — программа — находящаяся в рабочей станции программа человеко-машинного интерфейса,
связывающая рабочую станцию оператора с контроллерами.

Она обеспечивает оператора всей текущей информацией о состоянии системы и преобразовывает команды
оператора в управляющие сигналы, направленные к конкретным средствам.

3) технологические языки контроля и управления — для программирования контроллеров.

4) библиотке типовых модулей — совокупность отдельных программных модулей, обычно занесенных в постоянную память контроллеров, из которых и создаются типовые функции контроля.

5) автоматизированная система управления тех. процессом — АСУ ТП. Это современная система контроля и управления производственным объектом, состоящая из перечисленных технических и программных средств нижнего среднего и верхнего уровней управления и взаимодейсвующих с ними операторов.и т.п.

Просмотров: 9512 | Дата публикации: Понедельник, 20 июня 2016 07:44 |

Источник