Mechanizace a automatizace výrobních procesů

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Automatizace výrobních a technologických procesů je postup, při kterém se člověkem prováděné kontrolní a řídící funkce přenášejí na přístroje a zařízení. Díky tomu se výrazně zvyšuje produktivita práce a kvalita výrobků. Kromě toho je zajištěno snížení podílu pracovníků zapojených do různých průmyslových odvětví. Podívejme se dále, co je automatizace a automatizace výrobních procesů.

Historické pozadí

Nezávisle fungující zařízení – prototypy moderních automatických systémů – se začaly objevovat již ve starověku. Až do 18. století však byly rozšířeny rukodělné a polořemeslné činnosti. V tomto ohledu taková "samočinná" zařízení nenašla praktické uplatnění. Koncem 18. - začátkem 19. stol. došlo k prudkému skoku v objemech a úrovních výroby. Vznikla průmyslová revolucepředpoklady pro zlepšení metod a nástrojů práce, přizpůsobení vybavení k nahrazení člověka.

Mechanizace a automatizace výrobních procesů

Změny, které přinesla průmyslová revoluce, se dotkly především zpracování dřeva a kovů, přádelen, tkalcoven a továren. Mechanizací a automatizací výrobních procesů se aktivně zabýval K. Marx. Viděl v nich zásadně nové směry pokroku. Poukázal na přechod od využívání jednotlivých strojů k automatizaci jejich komplexu. Marx řekl, že vědomé funkce kontroly a řízení by měly být přiděleny osobě. Dělník stojí vedle výrobního procesu a reguluje jej. Hlavními úspěchy té doby byly vynálezy ruského vědce Polzunova a anglického inovátora Watta. První vytvořil automatický regulátor pro napájení parního kotle a druhý vytvořil odstředivý regulátor otáček pro parní stroj. Intelektuální činnost zůstávala po poměrně dlouhou dobu manuální. Před zavedením automatizace byla náhrada fyzické práce prováděna mechanizací pomocných a hlavních procesů.

Situace dnes

V současné fázi lidského vývoje jsou automatizační systémy pro výrobní procesy založeny na použití počítačů a různého softwaru. Přispívají ke snižování míry participace lidí na aktivitách nebo ji zcela vylučují. K úlohám automatizacevýrobní procesy zahrnují zlepšení kvality operací, zkrácení času na ně, snížení nákladů, zvýšení přesnosti a stability akcí.

Pokyny

Automatizace výrobních procesů byla dnes zavedena do mnoha průmyslových odvětví. Bez ohledu na rozsah a objem činností firem téměř všechny využívají softwarová zařízení. Existují různé úrovně automatizace výrobních procesů. Pro kteroukoli z nich však platí stejné zásady. Poskytují podmínky pro efektivní provádění operací a formulují obecná pravidla pro jejich řízení. Zásady, podle kterých probíhá automatizace výrobních procesů, zahrnují:

1. Konzistence. Všechny akce v rámci operace se musí vzájemně kombinovat, jít v určitém pořadí. V případě neshody je pravděpodobné porušení procesu.
2. Integrace. Automatizovaný provoz musí zapadat do celkového prostředí podniku. V té či oné fázi se integrace provádí různými způsoby, ale podstata tohoto principu se nemění. Automatizace výrobních procesů v podnicích by měla zajistit interakci provozu s vnějším prostředím.
3. Nezávislost provedení. Automatizovaný provoz musí být prováděn nezávisle. Lidská účast na něm není zajištěna, nebo by měla být minimální (pouze kontrola). Pracovník nesmí zasahovat do provozu, pokud je prováděn podle stanovených požadavků.

Výše uvedené principy jsou specifikovány v souladu s úrovní automatizace konkrétního procesu. Pro operace jsou stanoveny další zásady kontinuity, proporcionality, specializace atd.

Úrovně automatizace

Jsou obvykle klasifikovány podle povahy řízení společnosti. To zase může být:

1. Strategické.
2. Taktické.
3. Provozní.

Podle toho existuje:

1. Nižší úroveň automatizace (výkonný). Zde se řízením rozumí pravidelně prováděné operace. Automatizace výrobních procesů je zaměřena na provádění provozních funkcí, udržování nastavených parametrů, udržování nastavených provozních režimů.
2. Taktická úroveň. To zajišťuje rozdělení funkcí mezi operacemi. Příklady zahrnují plánování výroby nebo služeb, správu dokumentů nebo zdrojů a tak dále.
3. Strategická úroveň. Řídí celou společnost. Automatizace výrobních procesů pro strategické účely poskytuje řešení prediktivních a analytických problémů. Je nutné zachovat činnost nejvyšší správní úrovně. Tato úroveň automatizace poskytuje strategické a finanční řízení.

Klasifikace

Automatizace je poskytována pomocí různých systémů (OLAP, CRM, ERP atd.). Všichnijsou rozděleny do tří hlavních typů:

1. Nezměnitelné. V těchto systémech je sled akcí nastaven v souladu s konfigurací zařízení nebo procesních podmínek. Během operace jej nelze změnit.
2. Programovatelné. Mohou měnit pořadí v závislosti na konfiguraci procesu a daném programu. Volba tohoto nebo toho řetězce akcí se provádí pomocí speciální sady nástrojů. Jsou čteny a interpretovány systémem.
3. Samokonfigurovatelné (flexibilní). Takové systémy mohou vybrat požadované akce v průběhu práce. Ke změnám konfigurace operace dochází v souladu s informacemi o průběhu operace.

Všechny tyto typy lze použít na všech úrovních samostatně nebo v kombinaci.

Typy transakcí

V každém ekonomickém sektoru existují organizace, které vyrábějí produkty nebo poskytují služby. Lze je rozdělit do tří kategorií podle „vzdálenosti“v řetězci zpracování zdrojů:

1. Těžba nebo výroba – například zemědělské, ropné a plynárenské společnosti.
2. Organizace zpracovávající přírodní suroviny. Při výrobě produktů využívají materiály vytěžené nebo vytvořené firmami z první kategorie. Patří mezi ně například elektronika, automobilový průmysl, elektrárny a tak dále.
3. Servisní společnosti. Mezi nimi jsou banky, lékařské, vzdělávacíinstituce, stravovací zařízení atd.

U každé skupiny lze rozlišit operace související s poskytováním služeb nebo uvolňováním produktů. Patří sem procesy:

1. Ovládání. Tyto procesy zajišťují interakci v rámci podniku a přispívají k utváření vztahů podniku se zainteresovanými účastníky obratu. Mezi posledně jmenované patří zejména dozorové orgány, dodavatelé, spotřebitelé. Skupina obchodních procesů zahrnuje například marketing a prodej, interakci se zákazníky, finanční, personální, materiálové plánování a tak dále.
2. Analýza a kontrola. Tato kategorie je spojena se shromažďováním a zobecňováním informací o provádění operací. Mezi takové procesy patří zejména provozní řízení, kontrola kvality, hodnocení zásob atd.
3. Design a vývoj. Tyto operace souvisejí se sběrem a přípravou počátečních informací, implementací projektu, kontrolou a analýzou výsledků.
4. Produkce. Tato skupina zahrnuje operace související s přímým uvolňováním produktů. Mezi ně patří mimo jiné plánování poptávky a kapacity, logistika, servis.

Většina těchto procesů je dnes automatizovaná.

Strategie

Je třeba poznamenat, že automatizace výrobních procesů je složitá a náročná na práci. Abyste dosáhli svých cílů, musíte se řídit určitou strategií. Přispívá ke zlepšení kvality prováděných operací a získávání zpožadované výsledky. Kompetentní automatizace výrobních procesů ve strojírenství je dnes obzvláště důležitá. Strategický plán lze shrnout následovně:

1. Porozumění operaci. Aby automatizace výrobních procesů ve strojírenství nebo jiném hospodářském odvětví přinesla požadovaný efekt, je nutné důkladně analyzovat všechny stupně. Zejména je nutné určit vstup a výstup operace, posloupnost akcí, složení zdrojů, vztah odkazů atd.
2. Zjednodušení procesu. Po kompletní analýze je nutné provoz optimalizovat. Je třeba omezit zbytečné činnosti, které nepřinášejí výsledky nebo nemají významnou hodnotu. Některé operace mohou být kombinovány nebo spuštěny paralelně. Akci můžete zlepšit tím, že navrhnete jiný způsob, jak to udělat.
3. Automatizace procesu. Lze jej provést pouze při maximálním zatížení provozu. Čím jednodušší je postup, tím méně časově náročná bude automatizace, a tím i efektivnější proces.

Výhody

Mechanizace a automatizace různých procesů může výrazně zlepšit kvalitu zboží a řízení výroby. Mezi další výhody patří:

1. Zvýšení rychlosti opakujících se operací. Snížením míry lidské účasti lze stejné akce provádět rychleji. Automatizované systémyposkytují větší přesnost a udržují výkon bez ohledu na délku směny.
2. Zlepšit kvalitu práce. S poklesem míry participace lidí se snižuje nebo eliminuje vliv lidského faktoru. To výrazně omezuje odchylky v provádění operací, což zase zabraňuje mnoha chybám a zlepšuje kvalitu a stabilitu práce.
3. Zvýšená přesnost ovládání. Využití informačních technologií umožňuje uložit a do budoucna zohlednit větší množství informací o provozu než u ručního ovládání.
4. Urychlete rozhodování v typických situacích. Tím se zlepší výkon operace a zabrání se nesrovnalostem v dalších krocích.
5. Paralelní provádění akcí. Automatizované systémy umožňují provádět několik operací současně, aniž by byla ohrožena přesnost a kvalita práce. To urychluje činnost a zlepšuje kvalitu výsledků.

Vady

Navzdory zjevným výhodám nemusí být automatizace vždy tím nejlepším řešením. Proto je před jeho implementací nutná komplexní analýza a optimalizace. Poté se může ukázat, že automatizace není nutná nebo bude z ekonomického hlediska nerentabilní. Ruční ovládání a provádění procesů může být výhodnější v následujících případech:

1. Operace jsou příliš složité na to, aby mohly být technologicky nebo ekonomicky automatizovány.
2. Životní cyklus produktu je velmi krátký. Pokud má být produkt vyvinut abýt zaveden v krátké době, bude doba jeho setrvání na trhu krátká. V tomto případě se automatizace může stát nepraktickou. Ruční operace budou rychlejší a méně nákladné.



3. Vyrábějí se jedinečné nebo jedinečné produkty. Pro výrobu výrobků tohoto typu jsou stanoveny určité parametry a požadavky. V tomto případě může mít lidský faktor na proces příznivý vliv. Některé jedinečné položky lze vyrobit pouze ruční prací.
4. Náhlé výkyvy v tržní poptávce. Změny v aktivitě spotřebitelů mají dopad na objem výroby. Reorganizace výroby v takových situacích může být provedena rychleji, pokud jsou produkty vyráběny pomocí ruční práce.

Závěr

Mechanizace a automatizace mají pro výrobní sektor nepochybně velký význam. V moderním světě se stále méně operací provádí ručně. Ani dnes se však v řadě odvětví bez takové práce neobejdete. Automatizace je zvláště účinná ve velkých podnicích, které vyrábějí produkty pro masové spotřebitele. Takže například v automobilkách se provozu účastní minimální počet lidí. Zároveň zpravidla vykonávají kontrolu nad průběhem procesu, aniž by se ho přímo účastnili. Modernizace průmyslu je v současné době velmi aktivní. Automatizace výrobních procesů a výroby je dnes považována za nejvíceefektivní způsob, jak zlepšit kvalitu produktu a zvýšit výkon.