Что лежит в основе автоматизации производства

1.1. Основы автоматизации технологических процессов

Автоматизация — одно из направлений научно-технического прогресса, использующее саморегулирующие технические средства и математические методы с целью освобождения человека от участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов, изделий или информации, либо существенного уменьшения степени этого участия или трудоёмкости выполняемых операций.

организация, планирование и управление;

и другие сферы человеческой деятельности.

Автоматизация позволяет повысить производительность труда, улучшить качество продукции, оптимизировать процессы управления, отстранить человека от производств, опасных для здоровья. Автоматизация, за исключением простейших случаев, требует комплексного, системного подхода к решению задачи. В состав систем автоматизации входят датчики (сенсоры), устройства ввода, управляющие устройства (контроллеры), исполнительные устройства, устройства вывода, компьютеры. Применяемые методы вычислений иногда копируют нервные и мыслительные функции человека. Весь этот комплекс средств обычно называют системами.

Основные виды систем автоматизации:

автоматизированная система планирования (АСП),

автоматизированная система научных исследований (АСНИ),

система автоматизированного проектирования (САПР),

автоматизированный экспериментальный комплекс (АЭК),

гибкое автоматизированное производство (ГАП) и автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП),

автоматизированная система управления эксплуатацией (АСУ) и система автоматического управления (САУ).

Основная тенденция развития систем автоматизации идет в направлении создания автоматических систем, которые способны выполнять заданные функции или процедуры без участия человека. Роль человека заключается в подготовке исходных данных, выборе алгоритма (метода решения) и анализе полученных результатов. Также в подобных системах предусматривается постепенно наращиваемая защита от нестандартных событий (аварий) или способы их обхода (с точки зрения науки катастроф это не одно и то же).

Однако, присутствие в решаемых задачах эвристических или сложно программируемых процедур объясняет широкое распространение автоматизированных систем (также, в зависимости от терминологии некоторых исследований, – полуавтоматических систем). Здесь человек участвует в процессе решения, например, управляя им, вводя промежуточные данные. В таких случаях принципиально экономят на защите от редких и сложных нестандартных событий, отводя её роль человеку. На степень автоматизации влияют вероятность и разнообразность нестандартных событий (аварий), продолжительность времени, отведенного на решение задачи, и её вид — типовая или нет. Так, при срочном поиске решения нестандартной задачи следует полагаться только на самого себя.

Автоматизация производства — это процесс в развитии машинного производства, при котором функции управления и контроля, ранее выполнявшиеся человеком, передаются приборам и автоматическим устройствам. Введение автоматизации на производстве позволяет значительно повысить производительность труда и качество выпускаемой продукции, сократить долю рабочих, занятых в различных сферах производства.

До внедрения средств автоматизации замещение физического труда происходило посредством механизации основных и вспомогательных операций производственного процесса. Интеллектуальный труд долгое время оставался не механизированным (ручным). В настоящее время операции физического и интеллектуального труда, поддающиеся формализации, становятся объектом механизации и автоматизации.

Основой автоматизации производства являются технологические процессы (ТП), которые должны обеспечивать высокую производительность, надежность, качество и эффективность изготовления изделий. С этой точки зрения большое значение приобретают прогрессивные высокопроизводительные методы обработки и сборки, используемые при проектировании автоматизированных ТП.

При разработке ТП автоматизированного производства (АП) рассматривают комплексно все его элементы: загрузку-выгрузку изделий, их базирование и закрепление, обработку, контроль, межоперационное транспортирование и складирование и др. Поэтому для оценки возможности и эффективности автоматизации важно правильно классифицировать ТП.

Характерной особенностью ТП обработки и сборки является строгая ориентация деталей и инструмента относительно друг друга в рабочем процессе — первый класс процессов. Другие виды обработки (термообработка, сушка, окраска и пр.), которые не требуют строгой ориентации детали, относят ко второму классу процессов.

Кроме того, ТП по непрерывности подразделяют на дискретные и непрерывные. Дискретные процессы характеризуются прерывистостью и строгой последовательностью рабочих и холостых движений, непрерывные — не прерываясь, изменяются плавно, без скачков (например, бесцентровое шлифование, протягивание). Это разделение носит условный характер, так как большинство процессов сочетает дискретность с непрерывностью.

Для обеспечения высокой производительности и надежности проводят дифференциацию ТП, т.е. делят его на упрощенные технологические переходы (позиции).

По мере возможности для уменьшения длины транспортных путей и числа операций, а также в силу технической целесообразности осуществляют концентрацию переходов и позиций на едином оборудовании в одну операцию. Эффективность этих мероприятий устанавливается технико-экономическими расчетами, обязательно сопровождающими проектирование ТП автоматизированного производства.

Разработка технологических процессов АП характеризуется следующими особенностями:

• автоматизированные ТП включают не только разнородные операции механической обработки, но и обработку давлением, термообработку, сборку, контроль, упаковку, а также транспортно-складские и другие операции;

• требования к гибкости и автоматизации производственных процессов диктуют необходимость комплексной и детальной проработки технологии, тщательного анализа объектов производства, проработки маршрутной и операционной технологии, обеспечения надежности и гибкости процесса изготовления изделий с заданным качеством. Степень подробности технологических решений должна быть доведена до уровня подготовки управляющих программ для оборудования;

• при широкой номенклатуре изделий технологические решения многовариантны;

• возрастает степень интеграции работ, выполняемых различными технологическими подразделениями.

Насущные требования по совершенствованию и сокращению сроков технологической подготовки производства вызвали необходимость в принципиально новом подходе к проектированию ТП с использованием методов систем автоматизированного проектирования (САПР).

Повышению эффективности автоматизированной разработки ТП во многом способствует рациональное сочетание типовых и индивидуальных технологических решений на всех стадиях проектирования, а также высокий уровень стандартизации и унификации изделий, оборудования и самих технологических процессов, позволяющих создавать и использовать соответствующие базы данных на основе информационных технологий.

Внедрение гибкой технологии (технологии переналаживаемого производства) с широким использованием компьютерной техники и переналаживаемых средств автоматизации позволяет быстро и эффективно перестраивать ТП на изготовление новых изделий.

Последнее весьма актуально в условиях мелкосерийного и серийного производства, преобладающего в машиностроении.

Автоматизация производственных процессов

Ручной труд работников предприятия стоит дорого, и эффективность его ниже по сравнению с автоматизированными техпроцессами. Если решением большей части задач на производстве занимаются люди, владельцу компании приходится уделять много внимания безопасности труда и постоянно следить, чтобы качество продукции не страдало из-за человеческого фактора. Ради снижения вероятности аварий, упрощения масштабирования бизнеса и повышения надежности контроля над выпуском продукции используют методы автоматизации процессов производства. О них мы расскажем в статье.

В каких направлениях производства оптимизация проявляет себя наиболее эффективно?

Внедрение системы автоматизации упрощает работу всем компаниям, которые хотят разумно использовать складские площади, уменьшить процент ручного труда и повысить безопасность персонала, сократить количество ошибок в документации и иметь точное представление о производительности труда каждого сотрудника. Автоматизация производства особенно важна в компаниях, выпускающих скоропортящиеся продукты, а также на предприятиях нефтегазоносной отрасли и других опасных производствах, где ошибки из-за человеческого фактора приводят к тяжелым последствиям.

Современные технологии автоматизации полезны для каждого предприятия, которое планирует:

• увеличить прибыль через обслуживание большего количества клиентов с привлечением меньшего количества работников;
• тратить меньше времени на рутинные действия;
• сделать процессы более точными;
• быстро разбираться с задачами, которые нереально обработать вручную.

Основные задачи автоматизации процессов производства

Внедрение программного обеспечения для комплексной автоматизации задач на предприятии помогает владельцу решать такие задачи:

1. Сократить время на выполнение регулярно повторяющихся и трудоемких процессов.
2. Быстрее обрабатывать большие объемы данных — например, вести статистику.
3. Ускорить вывод готовых товаров на рынок.
4. Экономить на найме и обучении работников.
5. Упростить поиск информации и составление документов.
6. Уменьшать расходы сырья и количество отходов.

Для полной автоматизации производственных предприятий используют разные инструменты — от простейшего Microsoft Excel или его облачного аналога Google Spreadsheet до программных продуктов, разрабатываемых с нуля под конкретную компанию.

Функции, структура и уровни автоматизации

Основная задача автоматизации технологических процессов — упростить труд работников и сделать его эффективным. Когда компания добивается этой цели, она становится более конкурентоспособной и приносит больше прибыли. Реализовать автоматизацию технических процессов и производств (АТПП) можно по-разному:

1. Частично. В таком случае автоматика берет на себя только те функции, которые трудно выполнить человеку, или регулярно повторяющиеся задачи вроде поддержания технологических параметров в заданных пределах.
2. Комплексно. Этот подход предполагает автоматизацию производственной цепи в масштабах одного цеха или одного узла. Например, программе «поручают» управлять ресурсами или генерировать стандартные документы.
3. Полностью автоматизировать предприятие. В этой ситуации за всеми этапами выпуска продукции следит специальное оборудование. Полная автоматизация производственных процессов нужна в цехах с вредными и опасными для людей условиями. Также она удобна в компаниях с устойчивым производственным режимом, ориентированных на массовый выпуск изделий.

Если человек не участвует только в выполнении рабочих ходов, такой уровень автоматизации производства называют нулевым. Первый уровень — это неучастие работников при осуществлении холостых ходов на отдельно взятых станках. Второй уровень автоматизации охватывает доставку, дозирование сырья, отгрузку, контроль над большинством промышленных линий и процессом избавления от отходов. Третий, наивысший уровень автоматизации предполагает контроль над всеми операциями, включая отгрузку упакованных изделий.

Эффективность автоматизации

Основной экономический эффект от автоматизации технологических процессов — это повышение прибыли и хозяйственных показателей работы компании через сокращение расходов на администрирование. Программы для автоматического решения задач на предприятии не приносят доходы напрямую. Они только помогают владельцу компании снизить расходы или получить больше прибыли. Поэтому эффект от подключения системы автоматизации всегда косвенный.

Для оценки результатов внедрения систем автоматизации специалисты изучают бизнес-процессы в конкретной компании и используют сложные алгоритмы. Если нужна приблизительная оценка выгодности и необходимости автоматизации, они подставляют в формулы оценочные значения расходов.

Базовые элементы автоматизации техпроцессов на производстве

Для перевода предприятия на программы автоматизации и автоматизированное промышленное оборудование владельцы последовательно или параллельно решают ряд задач:

• внедряют роботизированные технологические комплексы (РТК);
• используют цифровые системы контроля качества изделий;
• применяют инструменты для командной распределенной работы;
• автоматизируют склады и процесс закупки;
• автоматизируют планирование производства и бизнес-процессы.

Минимизация человеческого труда и внедрение РТК

В первую очередь это необходимо для защиты работников от вредных и опасных факторов на производстве. Например, здоровью большинства людей вредит изготовление табачной продукции и добыча алюминия. Чтобы предотвратить тяжелые хронические болезни, владельцы таких предприятий заменяют персонал машинами-роботами.

Еще системы автоматизации активно внедряют в сферу обслуживания — в заведения общепита, пункты розничной торговли, потому что в таких компаниях бизнес-процессы важно структурировать. Например:

• штрих-коды ускоряют внесение товаров в базу данных;
• считыватели штрих-кодов помогают персоналу понять, остались ли товары на складе;
• программы для ведения документации экономят время на составление ежедневных и квартальных отчетов.

Если работа компании организована с применением современных систем автоматизации, персонал не только получает комфортные условия труда, но и шансы на быстрое повышение квалификации внутри предприятия. Это способствует росту производства и развитию отдельных специалистов.

Цифровые системы контроля качества производимой продукции

Обязательный атрибут предприятия, занятого массовым выпуском товаров — автоматизированное оборудование для оценки качества. Оно ускоряет поиск брака и позволяет вовремя удалять его из партии до попадания на склады точек розничных продаж.

Если оборудование на заводе-изготовителе умеет быстро отслеживать дефекты и удалять проблемные образцы продукции с конвейерной ленты, количество претензий от покупателей значительно сокращается. Это улучшает имидж предприятия, способствует повышению спроса и росту продаж. В ряде случаев именно своевременное обнаружение дефектов делает использование изделия безопасным.

Распределённые командные инструменты разработки новых продуктов

Программы для распределенного создания новых товаров дают инженерам возможность работать над продуктом с любого компьютера, на котором установлен соответствующий софт. Таким программам требуется подключение к высокоскоростному интернету. С их помощью персонал дистанционно отлаживает технологические параметры в режиме реального времени.

Автоматизация складской логистики и хранения

Чтобы компания эффективно конкурировала с более крупными предприятиями и масштабировалось без больших убытков, владельцу нужно упростить и ускорить процессы, связанные с приемом, сборкой продукции и ее отправкой со склада. Для этого он проводит расчеты и внедряет систему автоматизации производства. То есть, перед внедрением такой программы владелец компании выясняет, насколько она уменьшит расходы, и сможет ли повысить производительность труда работников. Чаще всего технологии автоматизации начинают использовать при расширении бизнеса и выявлении бесцельных расходов.

Необходимость в технологиях автоматизации складской логистики появляется в таких случаях:

• предприятие хранит больше 500 единиц товара;
• площадь складского комплекса превышает 1 км2;
• склад обслуживает больше десяти работников одновременно;
• ежемесячно предприятие обрабатывает от пятисот до нескольких тысяч крупных заказов.

Еще системы автоматизации производства и автоматизированное оборудование применяют на складах ответственного хранения. Все это помогает менеджеру следить за доступностью продукции, разумно распределять ее по пунктам сборки заказов, следить за заказами конкретного клиента. Торговые представители получают доступ к информации о количестве товаров, а руководство — возможность грамотно планировать дальнейшую работу компании.

Автоматизация управления закупками

Автоматизация предприятия — это не только правильная организация технологических процессов, но и упорядочивание закупки сырья и запчастей. Благодаря специальным программам компания закупает нужное количество продукции по всем позициям. Персонал реже сталкивается с недостачами, получает возможность оптимально загружать производственные мощности и расходовать материальные запасы.

Методы автоматизации

Внедрение автоматизации технологических процессов (АТПП) обычно происходит тремя способами:

1. Автоматизация отдельного оборудования или операции . Например, получить компьютеризированное управление может конкретный действующий станок или производственная линия либо отдельно взятая операция. Частичная АТПП эффективна в ситуациях, когда работник неспособен вручную выполнить сложную задачу.
2. АТПП технологического участка. В этом случае внедряют программное управление одной или несколькими производственными линиями, которые составляют общую систему.
3. АТТП всего предприятия . Это самый высокий уровень автоматизации, при котором всеми процессами управляют технические средства. Схема эффективна не на каждом большом предприятии, потому что за многими станками и операциями должен следить персонал.

Даже при частичной АТПП сокращается количество работников, которые обслуживают производство, а объем и качество выпускаемых товаров растут. На изготовление товаров компания расходует меньше сырья, их выпуск становится стабильным. Снижается количество отходов, персонал трудится в безопасных условиях.

Типы автоматизации

В 2022 году для автоматизации производства применяют информационные технологии, САМ-подход, оборудование с программным управлением, машины-роботы, FMS-системы и компьютерное интегрированное производство.

IT-технологии — это все компьютерные технологии, предназначенные для создания, хранения информации и ее выкладывания в общий доступ. Подавляющее большинство автоматизаций в производственной сфере связано с IT-технологиями.

САМ-подход — применение компьютеров для решения задач планирования и контроля выпуска продукции. Для этого на предприятиях устанавливают оборудование с числовым программным управлением и другую технику.

Оборудование с числовым управлением (ЧПУ) — это машины с программным модулем, умеющие последовательно выполнять заданные действия.

Машины-роботы заменяют операторов. Например, красят изделия, сваривают, отгружают крупногабаритные предметы, проверяют качество сборки, испытывают образцы.

Гибкие производственные системы — это оборудование с ЧПУ, машины-роботы и автоматизированные линии обработки материалов, объединенные в комплексы. Если в компании установлена гибкая система, полный цикл производства продукции может быть автоматизирован.

CIM-системы связывают разные производственные задачи в единую компьютерную сеть. Системы компьютерного интегрирования «берут на себя» планирование производства, отслеживание качества продукции, автоматический выпуск товаров, проектирование изделий, закупку, рекламу и другие задачи.

Автоматизация планирования производства

Внедрение современных решений по управлению технологическими процессами помогает компаниям развиваться:

• улучшает качество товаров и делает их более конкурентоспособными;
• уменьшает энергопотребление предприятия;
• снижает эксплуатационные расходы, затраты на производство и себестоимость товаров;
• уменьшает количество сотрудников и сокращает количество операций, для которых важно человеческое присутствие;
• увеличивает объемы и скорость выпуска продукции.

Ещё автоматизация планирования производства сокращает фонд оплаты труда и уменьшает вероятность проблем, связанных с человеческим фактором. Но это справедливо, когда автоматизированные процессы согласованы между собой и проводятся ритмично с наименьшим количеством перерывов. Чтобы добиться такого результата, желательно нанять специалиста по автоматизации производственных процессов.

Автоматизация процессов в бизнесе

Рабочие процессы доверяют искусственному интеллекту на разных уровнях деятельности предприятия:

1. Исполнительный — это часто повторяющиеся действия, конвейерный выпуск товаров, поддержание технологических параметров в определенных пределах.
2. Тактический — это распределение процессов и управление ресурсами.
3. Стратегический — это управление компанией, аналитика и составление прогнозов.

Автоматизация бизнес-процессов особенно важна при массовом производстве товаров и в бухгалтерии.

Готовые решения для автоматизации производственных процессов

С целью автоматизации производства используют разные методологии и инструменты:

• для предсказания спроса — MPR;
• для управления дистрибуцией продукции — DPR;
• для контроля загрузки станков и линий — Kanban и MES;
• для отслеживания расхода материальных запасов, минимизации брака и уменьшения объема отходов — Lean;
• для механизации и компьютеризации расходов диспетчеров, наблюдения за работой промышленного оборудования — SCADA.

Рассмотрим самые популярные решения.

SCADA — пакет программного и аппаратного обеспечения для автоматизации производства

Этот комплекс используют для контроля над датчиками и индикаторами, показывающими параметры работы промышленного оборудования. SCADA дает персоналу возможность:

• исправлять показатели после получения уведомления от датчиков и индикаторов или на основании решения оператора;
• безопасно хранить информацию на серверах;
• наблюдать за динамикой работы;
• собирать сведения для составления статистических отчетов.

Основной задачей автоматизации производства с помощью SCADA называют удаленную отправку команд и сбор данных с индикаторов, соединенных с отдельными станками или производственными линиями.

Проблема автоматизации производства с использованием SCADA — множество кабелей, без которых невозможна оперативная работа. Чтобы нивелировать этот недостаток, инженеры используют контроллеры с установленным в них микропроцессором. Специалисты соединяют датчики с микропроцессором и контролируют процессы удаленно.

Еще одна сложность — необходимость искать и нанимать для внедрения SCADA квалифицированного инженера-программиста, знакомого с системным анализом. Таких специалистов в России немного, и оплата их труда высока.

DDMRP-методология оптимизации производственных процессов — что это такое?

Чтобы автоматизировать производство, недостаточно оптимизировать только технологические процессы. Необходимо автоматизировать поступление сырья и запчастей — то есть, наладить своевременные поставки качественных комплектующих. Исследователи из Demand Driven Institute выяснили, что автоматизированное управление производством важно увязывать с потребительским спросом в конкретный момент времени. Если выпускать продукцию по прогнозам, велик риск столкнуться с пересортами в случае неточности прогнозов и недостаточности реального спроса. Возможна и противоположная проблема, когда реальный спрос превысит прогнозируемый, и у компании не хватит продукции для поставки всем желающим. Чтобы не пойти ни по одному из сценариев, для автоматизации производства используют методологию DDMRP, или Demand Driven Material Requirements Planning. Суть DDMRP — обеспечение предприятию возможности поставлять на рынок нужное количество товаров по всем позициям так, чтобы оптимально загружать производство и расходовать материальные запасы.

Принцип управления запасами состоит в уменьшении количества готовой продукции и регулировании поставок сырья и запчастей. Например, предприятие размещает в ключевых точках буферной цепи запасы материалов и комплектующих, без которых невозможно производство товаров. Создание запасов в буферах оптимального размера позволяет непрерывно выпускать продукцию и точно знать, когда пора заказывать новую партию сырья и запчастей.

Расчёт расходов на оптимизацию и сроков окупаемости

Критерием эффективности ввода системы автоматизации производства считают ожидаемый экономический эффект, который приблизительно рассчитывают по формуле Э = Э(р) — Е(н) х К(п). В ней Э(р) означает годовую экономию, Е(н) — нормативный коэффициент, К(п) — капитальные вложения в создание проекта и внедрение системы.

Капитальные вложения в проектирование и внедрение подсчитывают по длительности работ на конкретном этапе. При этом проектированием называют работы по подготовке всей системы или ее части, а внедрением — ввод системы автоматизации в эксплуатацию на производстве.

Сначала вычисляют продолжительность каждого этапа работы от написания техзадания до составления отчетов. Продолжительность берут в таблицах нормативных значений или считают по формуле Т(о) = (3 х Т(min) + 2 х Т(max)) / 5. Здесь Т(о) — предполагаемая продолжительность работ, а Т(min) и Т(max) — минимальная и максимальная продолжительность работы.

Для подсчета предполагаемых капитальных затрат пользуются формулой К(к) = С + Z(п) + М(п) + Н. Здесь С — цена программы для автоматизации производства, Z(п) — сумма, выплачиваемая специалистам, М(п) — расходы на применение ЭВМ, Н — накладные расходы на стадии проектирования и внедрения.

Расходы на эксплуатационные принадлежности определяют путем суммирования затрат на их закупку по оптовым ценам.

Под эксплуатационными расходами понимают содержание программистов, которые будут обслуживать систему, расходы на обеспечение работы самой программы и содержание здания.

Пример. Некая российская компания с одним бухгалтером предлагает гражданам услуги. Ее владельцы купили лицензию на использование продукта «1С:Бухгалтерия Предприятия 2.0» и наняли для внедрения сотрудников студии «1С». Допустим, сама программа обошлась им в 11 000 рублей, и еще 10 000 взял программист за внедрение. Итого, капитальные вложения во внедрение будут составлять К = 11 000 + 10 000 = 21 000 рублей

Ежемесячный оклад сотрудника равен 50 тыс. рублей. Тогда расходы на содержание персонала составят Z = 1 х 50 000 х (1 + 34% / 100) = 67 000 рублей.

Предположим, что годовая экономия от внедрения программы будет такой же, какой получится экономия на повышении производительности труда бухгалтера. Рассчитаем последнюю по формуле P = 67 000 х 9 = 603 000 рублей. Применим формулу оценки предполагаемой экономической эффективности и подставим в нее получившуюся цифру: Э = 603 000 – 21 000 х 0,15 = 599 850 рублей.

Итого. Даже если рассчитывать экономическую эффективность приблизительно, после внедрения системы автоматизации на одно рабочее место бухгалтера предприятию удастся сэкономить за один год 599 850 рублей. Для достижения этого показателя он изначально вложит всего 21 000 рублей.

Кто занимается автоматизацией производства

Внедрение системы автоматизации — длительный процесс. Ответственный за решение этой задачи прописывает процессы, которые важно автоматизировать, оптимизирует их и вместе с владельцем предприятия подбирает программы. В отдельных случаях с всем этим справляется персонал компании без найма сторонних специалистов, но чаще бизнес нанимает инженеров-программистов.

Самостоятельная автоматизация. Персонал компании решает, кто займется автоматизацией конкретных функций. Рабочая группа составляет перечень задач, выбирает программу и внедряет ее. Если не справляется с внедрением, то обращается к аутсорсерам.

Самостоятельная автоматизация производственных процессов бесплатна или дешева. При этом не приходится посвящать в тонкости бизнеса посторонних людей. Но если в компании нет сотрудников с опытом автоматизации бизнеса, эта работа может занять у них огромное количество времени. Кроме того, сотрудники без опыта незнакомы с более сложными и эффективными инструментами автоматизации.

Найм команды на аутсорсе. В таком случае нужно будет найти агентство или частного инженера-программиста и оплатить его услуги. Это довольно дорого, и на погружение в специфику бизнеса у специалиста наверняка уйдет много времени. Еще наемные специалисты могут навязывать свои продукты — не факт, что они подойдут конкретной компании лучше других. Тем не менее, крупным предприятиям быстрее и надежнее нанять инженера по автоматизации и консультировать его по особенностям бизнеса по мере поступления вопросов.

В перечень задач, стоящих перед штатным специалистом по автоматизации, входит:

• сбор информации о технической оснащенности компании, на основании которой он сможет планировать автоматизацию;
• формирование стратегии внедрения современной АТПП на основании передового опыта;
• подбор и установка средств автоматизации;
• обеспечение бесперебойной и эффективной работы автоматизированного оборудования;
• составление проектных документов и руководств по использованию автоматизированного оборудования для персонала.

Выводы

На основании примера расчетов экономической эффективности использования типовой программы «1С» для автоматизации труда одного бухгалтера становится очевидной выгода от такого шага. Это непрямая выгода, но она будет ощутимой для компании в средне- и долгосрочной перспективе. Введение программ для автоматизации производства в некоторых случаях может скорректировать сам бизнес-процесс, потому что работники смогут быстрее решать профессиональные задачи. Например, будут обрабатывать большие массивы данных за ту же единицу времени. Владелец компании может воспользоваться этим для уменьшения затрат на сотрудников или расширения предприятия без найма новых работников.

При прогнозировании экономической эффективности следует учитывать важное свойство автоматизации. Если на ее внедрение потратили много времени и средств, будет сэкономлено много средств в будущем. Качественные и правильно выбранные программные продукты, грамотно проработанные и описанные бизнес-процессы экономят владельцу миллионы рублей в процессе эксплуатации системы.

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.

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.

Готовые решения для всех направлений

Ускорьте работу сотрудников склада при помощи мобильной автоматизации. Навсегда устраните ошибки при приёмке, отгрузке, инвентаризации и перемещении товара.

Мобильность, точность и скорость пересчёта товара в торговом зале и на складе, позволят вам не потерять дни продаж во время проведения инвентаризации и при приёмке товара.

Обязательная маркировка товаров — это возможность для каждой организации на 100% исключить приёмку на свой склад контрафактного товара и отследить цепочку поставок от производителя

Скорость, точность приёмки и отгрузки товаров на складе — краеугольный камень в E-commerce бизнесе. Начни использовать современные, более эффективные мобильные инструменты.

Повысьте точность учета имущества организации, уровень контроля сохранности и перемещения каждой единицы. Мобильный учет снизит вероятность краж и естественных потерь.

Повысьте эффективность деятельности производственного предприятия за счет внедрения мобильной автоматизации для учёта товарно-материальных ценностей.

Первое в России готовое решение для учёта товара по RFID-меткам на каждом из этапов цепочки поставок.

Исключи ошибки сопоставления и считывания акцизных марок алкогольной продукции при помощи мобильных инструментов учёта.

Получение сертифицированного статуса партнёра «Клеверенс» позволит вашей компании выйти на новый уровень решения задач на предприятиях ваших клиентов..

Используй современные мобильные инструменты для проведения инвентаризации товара. Повысь скорость и точность бизнес-процесса.

Система, технологии и организация полностью автоматизированного производства: что это

При планировании обновления требуется учесть все существующие нюансы. Это нужно для сокращения подготовки и уменьшения затрат. Так основными закономерностями считаются:

• автоматизируемые этапы согласуются между собой;
• проведение всех шагов проходят с минимумом перерывов;
• обеспечение ритмичности;
• параллельный запуск нескольких операций.

Далее следует фаза определения, какие именно действия подлежат автоматизации. Как правило, это производственные, управленческие или планировочные, которые основываются на применении программ для сбора данных, а также прогнозировании. Программное обеспечение основано на заданных параметрах, что позволяет анализировать полученные сведения и достигнуть желаемого результата.

Управленческие манипуляции меньше всего подвержены корректировке, что объясняется принципом принятия решений, то есть на объективных данных и интуиции персонала.

Автоматизация производственных процессов и производств на предприятиях – это глобальное замещение человеческого труда разными видами машин и робототехникой, которое распространено в различных направлениях. При этом может использоваться спецоборудование — от примитивного и до сложного программно-технического комплекса.

Машины с числовым управлением (NC)

Это станки, запрограммированные на выполнение определенных задач. С ними операции выполняются под контролем электроники, а необходимость вмешательства работников минимизирована и требуется только для корректировки или обслуживания оборудования, установки или принятия заготовок. Такие операции выполняются одним сотрудником, который одновременно обслуживает сразу несколько установок.

Машины работают автономно, но производят изделия наивысшего качества. Все элементы точно обрабатываются в установленные сроки. Если сравнить их с трудом человека, то в них отсутствует фактор усталости, а также они помогают четко спрогнозировать производительность.

Важно выделить понятие гибкости, то есть возможность изменения программ, которые хранятся и переустанавливаются при необходимости.

Роботы

Роботизация становится все более популярной: машины выполняют сложные операции, а круг их возможных задач довольно широк — от погрузки тяжелых или опасных изделий до упаковочной, сварочной или отделочной деятельности.

Техника может отличаться по типу, функционалу и размерам. Существуют аппараты, требующие обязательного управления человеком, или следующие программе. Однако второй вариант также требует присутствия рабочих, которые обязаны своевременно корректировать выполнение операций. Самостоятельной является автономная робототехника, выполняющая каждый шаг по алгоритму. Это позволяет полностью автоматизировать отдельные участки конвейера и исключить необходимость использования человеческого ресурса.

Инфотехнологии (IT)

Здесь требуется компьютерное оснащение, которые охватывает сферу интеллектуального труда и нацелено на работу с информацией (создание, получение, хранение или иная обработка). В современном обществе компьютеры завоевывают все более новые позиции, давая возможность убрать из должностных обязанностей рутинную и мыслительную деятельность. При этом скорость функционирования в значительной степени повышает производительность и снижает вероятность ошибок.

Автоматизированное проектирование

В этом пункте подразумевается ПО, предназначенное для конкретных направлений — CAD/CAM/CAE. Каждые помогают урегулировать отдельные задачи на определенных этапах с учетом подбора наиболее подходящего варианта. Такой тип помогает выполнять сложные детали с сокращением рабочего цикла.

Также прикладное программирование позволяет создавать новые алгоритмы для станков с возможностью прогнозирования.

Благодаря такому подходу можно повысить качество продукции со снижением себестоимости.

Гибкие FMS

Такие системы автоматизации производственных процессов и управления производством разработаны для выполнения целого цикла в условиях постоянно меняющейся среды. Своевременная реакция на новые обстоятельства дает возможность адаптации. Например, при изменении очередности действий возможна корректировка дизайна или упрощения сборки деталей.

При этом метод нельзя назвать бюджетным, так как он требует дорогостоящего оборудования с последующей установкой, найма квалифицированного персонала. Высокая стоимость компенсируется надежностью и иными плюсами (повышение производительности и последующее уменьшение себестоимости).

Гибкость позволяет исключить риск простоя из-за сбоя с эффективным использованием рабочего времени, то есть изготовление изделий продолжается в период ремонта.

Системы компьютерного интегрирования (CIM)

Методика предполагает использование специализированной программы как для управленческих действий, так и для принятия решений. При этом происходит обмен данных между собой и центром, что в итоге ведет к созданию общей базы. Это, в свою очередь, дает возможность наблюдения за выделенными сегментами.

Метод предназначен для:

• проектирования, планирования и подготовительных действий перед началом производства;
• управление различными участками, складскими помещениями и транспортной линией;
• контролирование выпускаемой продукции;
• регулировка сбыта;
• финансовое распределение.

CIM позволяет охватить всю производственную линейку, при этом все шаги ускоряются, а трудозатраты работников и вероятность ошибок снижаются.

Основные элементы

Современные системы состоят из:

• роботизированной техники или целых комплексов, которую внедряют в центр промышленного процесса;
• оценки качества и проектирования;
• автосистема для складов и управления ими;
• гибкие структуры для надзора за перемещением отдельных элементов.

Где применяется

Система получила наибольшее распространение в организациях, где важно повысить продуктивность и уменьшить необходимость в человеческом ресурсе и одновременно обеспечить комфорт. Тем не менее ручная работа даже в 21 веке высоко оценивается.

На сегодняшний день усовершенствованы различные сферы:

• производство;
• узкоспециализированное обучение;
• создание проекта, плана;
• бизнес.

Разработка систем полной автоматизации процессов на промышленных предприятиях

Внедрение позволяет повысить эффективность управления и механизмов промобъекта. Сначала надо разработать техническое задание, а также произвести аудит с целью поиска наилучших решений по доступным ресурсам и возможностям. Далее потребуется подключение аппаратуры и настройка. Самый простой проект выглядит так:

• карта расстановки аппаратов;
• чертеж схем для автоконтроля, регулировки и питания;
• прогноз доходов и расходов;
• описание техпостановлений;
• заявка на предоставление техники в случае нехватки;
• расчет возможной прибыли.

Внедрение

Основная цель — повышение результативности и комфорта для сотрудников. Такие шаги позволяют повысить конкурентоспособность. Возможно несколько способов автоматизации производственных процессов:

• частичная — затрагивает некоторую часть аппаратуры, выполняющую манипуляции сложные для человека;
• комплексная — получает целиком цепочку в цеху, отвечающую за определенное изделие;
• полная — переведение контроля и управления на технику во всех сферах производства, а яркий пример — условия труда неприемлемы для работников.

Оборудование

Для полного или даже частичного перехода к автоматизированной системе необходимо использовать специализированные аппараты:

• пусковые элементы;
• регулирующие щиты;
• сигнализация и защитное устройство;
• контроллеры и выключатели;
• программное обеспечение.

При внедрении инженерам необходимо определить наилучшее местоположение для приборов, пультов управления и щитов.

Поиск подрядчика

Для достижения лучшего результата рекомендуется обращаться за помощью к специалистам. При этом важно предоставить список требований к будущему проекту. Рекомендуется запросить концепты с оценкой предстоящих затрат. Если обе стороны не имеют сомнений, то заключается договор.

Виды и средства для комплексной автоматизации процессов на промышленного производства

В результате постоянного роста спроса и предложения, автоматизирование становится наилучшим решением со стороны руководства, однако это требует внедрения нового довольно дорогого и сложного оборудования и ПО для отдельных шагов или всей линейки. Благодаря совершенствованию удается улучшить производительность, при этом добившись существенной экономии. Каждый шаг, включая транспортировку и надзор за качеством, предполагает установку спецоборудования, которое находится под полным контролированием программ и режимов, объединенных в единую и взаимосвязанную цепочку.

В зависимости от ожиданий выделяется несколько вариантов, что и как можно автоматизировать, поэтому рассмотрим более подробно роль, метод и степень автоматизации, а также выясним, что дает контроль производства.

Программно-аппаратные установки

Это система запрограммированного оборудования, предназначенного для параллельного исполнения задач. Основной целью его внедрения является повышение рентабельности производственных процессов, а также сокращение объема оборотных средств.

Администрирование выполняется через интернет-браузер, что в значительной степени сокращает стоимость обслуживания. Еще одним плюсом станет оснащение автоматическим контролем и автовосстановлением работоспособности при обнаружении ошибок.

Автоматизированные линии

Широко применяются для массового выпуска товаров, требующих поэтапной обработки. Вся линейка разделена на станции, которые соединяются между собой для доставки деталей на следующий шаг согласно установленной последовательности. Оператор только контролирует работу, а другие рабочие загружают заготовки или снимают их в конце.

По виду транспортировки выделяют следующие типы: сквозная, боковая, комбинированная и другие.

По способу связи: жесткая и гибкая.

Учитывая различные принципы и степень автоматизации производства, каждый завод может подобрать наиболее удобный вариант в зависимости от сферы деятельности.

Робототехника

На сегодняшний день роботы используются как для крупных предприятий, так и для небольших предприятий. Среди плюсов выделяют:

• гарантия качества;
• высокая работоспособность;
• сокращение издержек;
• программируемость и перенастройка;
• исключение человеческого фактора.

Высокотехнологичное оборудование получило распространение в погрузочно-разгрузочных работах, при обработке, сборке и контроле продукции.

1C:ERP

Программное обеспечение соединяет в единое целое все бизнес-процессы, чтобы точно управлять каждым шагом. Подойдет для внедрения на предприятиях различного уровня.

Благодаря этому инструменту выполняются такие задачи, как:

• анализ эффективности деятельности;
• отслеживание изменение;
• планирование (тактическое, стратегическое или оперативное);
• проверка на сбалансированность и корректность.

Продукт дает возможность без лишних сложностей управлять машинным производством, при этом детализировать отдельные операции. На верхней ступени управления производится координация цехов и подразделений, на нижней — контроль работоспособности оборудование и отслеживание выполнения заданий. Также есть пункты, предусматривающие техническое обслуживание, кадровое дело, финансовый анализ и т.д.

Что такое автоматизированное производство? Определение и преимущества

Компании-производители часто стремятся улучшить свои процессы за счет использования современных технологий. Компьютеризированное производство — это один из видов технологий, который помогает этим компаниям повышать производительность и эффективность при одновременном снижении затрат. Изучение этого процесса может помочь вам решить, сможет ли ваша команда внедрить его в ваши производственные процессы. В этой статье мы даем определение автоматизированному производству, описываем его назначение, сравниваем его с автоматизированным проектированием и перечисляем некоторые важные преимущества его использования.

Что такое автоматизированное производство?

Автоматизированное производство — это процесс, в котором используется компьютерное программное обеспечение для моделирования и автоматического управления процессом производства продукции. Он работает путем воспроизведения сценариев, которые сотрудники выполняют во время производственных процессов. Вы можете осуществлять автоматизированное производство, сначала разработав запланированный производственный процесс на компьютере с программным обеспечением или создав цифровую версию с помощью автоматизированного проектирования (САПР). Цифровое моделирование, созданное с помощью программного обеспечения или САПР, затем используется для управления оборудованием при производстве конечного продукта.

Цель автоматизированного производства

Целью автоматизированного производства является планирование, моделирование и контроль производства продукта. Предлагая цифровое моделирование производства, он позволяет снизить затраты, увеличить продолжительность цикла и повысить качество контроля. Компьютеризированное производство используется во многих отраслях, таких как автомобилестроение, электроника, дизайн ювелирных изделий и медицинское оборудование.

Программы для Windows, мобильные приложения, игры — ВСЁ БЕСПЛАТНО, в нашем закрытом телеграмм канале — Подписывайтесь:)

Автоматизированное производство против автоматизированного проектирования

Автоматизированное производство тесно связано с автоматизированным проектированием (САПР). Автоматизированное производство включает в себя цифровое моделирование и использование программной системы САПР. Компании используют компьютеризированное производство для создания 3D-моделей новых или существующих продуктов, а использование программного обеспечения САПР помогает им завершить проектирование и придать форму продукту перед подходящим производством. Вы можете использовать автоматизированное производство для моделирования производственного процесса и тестирования проектов с помощью системы САПР.

10 преимуществ автоматизированного производства

Если вы заинтересованы в автоматизированном производстве, вот 10 преимуществ использования этого процесса:

1. Снижение затрат

Автоматизированное производство предлагает цифровое моделирование производства, что позволяет снизить затраты. С помощью этого процесса вы можете уменьшить количество ошибок на рабочем месте и улучшить обеспечение качества. Например, компьютерные программы и программное обеспечение могут помочь обнаружить дефекты конструкции, которые иначе остались бы незамеченными.

2. Повышение производительности

Компьютеризированное производство позволяет производственному процессу перейти от ручного управления к автоматизированному управлению. Вы достигаете этого путем моделирования, планирования и управления производственным процессом с помощью программного обеспечения или цифрового моделирования. Это повышает эффективность производства, поскольку между последовательностью операций меньше задержек. Автоматизированное производство также предлагает гибкие производственные циклы, что сокращает время простоя и увеличивает использование оборудования.

3. Увеличение времени цикла

Автоматизированный производственный процесс дает возможность увеличить продолжительность цикла, что означает, что вы можете производить продукцию в более короткие периоды времени. Более быстрые процессы, такие как формование и механическая обработка, могут позволить организации производить конечные продукты со скоростью, отвечающей потребительскому спросу. Это может увеличить общий доход бизнеса.

4. Улучшенный контроль качества

Автоматизированное производство обеспечивает повышенный контроль качества за счет создания цифрового моделирования производства, которое обеспечивает лучшие результаты от производства материала до упаковки. Он также предлагает широкий спектр функций для улучшения контроля качества, таких как расширенные возможности проектирования, автоматический осмотр поля и различные технические характеристики. Например, с помощью автоматизированного производства можно производить медицинское изделие, безопасное в использовании, отвечающее всем требуемым стандартам и прошедшее проверку FDA.

5. Гибкость

Автоматизированное производство обеспечивает гибкость, поскольку позволяет проектировать продукт или процесс в программе моделирования, где он затем автоматически запускается. Этот метод производства дает компаниям возможность создавать разнообразие, используя различные материалы, компоненты и спецификации, обеспечивая большую гибкость при управлении производством. Также программное обеспечение обеспечивает максимальную адаптивность в процессе производства за счет корректировки конструкции изделия исходя из оптимальных требований к производительности на текущем этапе производства.

6. Снижение требований к оборудованию

Автоматизированный производственный процесс предлагает меньшие требования к оборудованию, поскольку позволяет производить продукцию или собирать детали быстрее, используя меньшее количество оборудования. Сокращение времени простоя машин — когда машины и оборудование не используются — и автоматизация производственного процесса приводят к сокращению времени цикла и повышению производительности. Компьютеризированное производство также предлагает большую гибкость для добавления новых функций, функций или рабочих инструкций без удаления старых.

7. Повышенная автоматизация

Компьютеризированное производство вводит автоматизацию производственного процесса. При таком технологическом подходе можно автоматизировать производство, управляя машинами и оборудованием с помощью программного обеспечения или цифрового моделирования. Компьютеризированное производство также позволяет использовать интеллектуальные машины, которые автоматически контролируют этапы производственного процесса. Обычно это сокращает время настройки, затраты и количество ошибок при производстве продукта.

8. Расширенные возможности дизайна

Использование программного обеспечения для автоматизированного производства и автоматизированного проектирования предлагает расширенные возможности проектирования во время производства. Вы также можете использовать передовую систему автоматизированного проектирования, которая позволяет добавлять интеллектуальные материалы в дизайн ваших продуктов. Этот технологический прием позволяет создавать сложные конструкции и широкий спектр форм изделий. Использование расширенных возможностей проектирования также позволяет создавать новые детали или компоненты продукта на основе 3D-моделей.

9. Улучшенная коммуникация

Автоматизированное производство может привести к улучшению коммуникации внутри организации. Моделируя производственный процесс, команды могут улучшить последовательность событий, рабочий процесс, рабочие области, рабочие инструкции и роли для каждого сотрудника. Цифровая копия процесса помогает сотрудникам лучше понять свой вклад в производство, что улучшает общение между членами команды на производственном участке.

10. Улучшенное сотрудничество

Создание цифровых симуляций с помощью автоматизированного производства обеспечивает более тесное сотрудничество между производственными группами. Поскольку симуляции могут улучшить общение между членами команды, они могут создать более сплоченную командную среду. Например, вы можете использовать автоматизированное производство для моделирования всего производственного процесса, а затем добавить ограничения для каждого участника, чтобы он выполнял свою часть в определенное время. Автоматизированное производство также предоставляет информацию о производстве в режиме реального времени, что может помочь вносить коррективы на основе отзывов клиентов.