УДК 004

Автоматизация и управление технологическими процессами производства

Максимов Юрий Максимович – аспирант Воронежского государственного технического университета.

Тимошкин Артём Юрьевич – аспирант Воронежского Государственного технического университета.

Аннотация: В данной статье описаны виды и задачи автоматизации и управления технологическими процессами, возможности использования автоматизации в различных условиях, а также проблемы ее реализации.

Ключевые слова: автоматизированные системы, производство, прогресс, оборудование, производительность, управление, продукция, замещение труда.

С середины 20 века в производстве различных отраслей стали активно внедрять автоматизированные системы управления, данный шаг был необходим, ввиду постоянно растущего объема производства. В настоящее время практически ни одно производство не обходится без применения в производственных процессах автоматизированных систем управления технологическими процессами. Данные системы позволяют повысить производительность, сократить экономические расходы. Кроме того, автоматизированные системы управления поддерживают должные показатели качества выходной продукции. В 21 веке, с активным развитием высокотехнологичных процессов, полная автоматизация производства стала целью, к которой стремится абсолютное большинство компаний мира. Одновременно с этим, компании стремятся сильно сократить влияние человеческого фактора на производство, оставляя ему функцию оператора, задача которого – контроль и обслуживание технологического оборудования на производстве.

На основе вышеизложенного можно вывести заключение, что автоматизация технологических процессов преследует цель в конечном результате заменить физический труд человека на работу технических специализированных устройств.

Из вышесказанного мы делаем вывод, что автоматизация технологических процессов – это замещение физического труда человека, в управлении механизмами и машинами, работой специальных устройств.

Говоря об управлении, подразумевается связка оборудования и программного обеспечения. Задача данной связки – контроль и управление объектом производства по заданному алгоритму. Кроме того, для выполнения различных задач используются различные системы: так, для автоматизации процессов проектирования используются системы класса CAD/CAM (ComputerAidedDesign / ComputerAidedManufacturing) и класса CAE(ComputerAidedEngineering), а для автоматизации управления базовых процессов системы класса PDM (ProductDataManagement). Однако нельзя забывать о том, что успешная реализация процесса автоматизации производственных процессов возможна только при должной механизации предприятия необходимым оборудованием.

Производственный комплекс, базирующийся на автоматизации управления технологическим процессом, является объектом управления, а в целом с реализованными системами автоматизации – системами управления. Системы управления имеют область применения внутри предприятия. Таким образом, это может быть единичное оборудование, участок, цех или целое производство. От того, насколько системы автоматизации внедрены в производственные процессы, определяется степень автоматизации производства, которую принято разделять на три вида:

  1. Частичная. Подразумевает под собой только автоматизацию оборудования, которое предназначено для выполнения действий вместо человека.
  2. Комплексная. Степень автоматизации производства доходит до автоматизации производственных участков, цехов, или линий производства, включающая в себя также побочные процессы, такие как транспортировка.
  3. Полная. Система перестает осуществлять только производственные и побочные процессы, но и производит полный контроль над производством, который выполняется с использованием управляющих автоматических систем.

Кроме непосредственно производственных процессов, автоматизация процессов активно внедряется в вышестоящие процессы деятельности компаний. Автоматизация производится на трех уровнях компаний:

  • нижний (исполнительный) – данный уровень подразумевает под собой операции, повторяющиеся регулярно, задача автоматизации на котором ограничивается поддержанием параметров среды и режимов работы в заданном диапазоне;
  • средний (тактический) – на этом уровне происходит оптимальное распределение поставленных задач между компонентами нижнего уровня, кроме того, происходит участие в процессах планирования и управления ресурсами и данными;
  • верхний (стратегический) – говоря о верхнем уровне, подразумевают менеджмент предприятия, а так же применение аналитики и прогнозирования с использованием интеллектуальных ресурсов.

Далее рассмотрим более конкретный пример автоматизации процессов компании. В первую очередь, передача контролирующих и управляющих функций происходит на уровне документооборота, что позволяет существенно повысить его эффективность.

Для выполнения данных процессов применяют «Электронные Офисные системы», основополагающей задачей которых является автоматизация процессов менеджмента. Использование программного обеспечения данного типа позволяет упростить процессы управления контентом, бизнес-процессами и документацией.

Кроме установки соответствующего оборудования, систем управления и программного обеспечения, успешная автоматизация подразумевает под собой подготовку изделий производства, а именно их технологичность с точки зрения возможности автоматизации. Примером может служить автоматизация производства деталей: для успешной автоматизации будут необходимы отличительные признаки (к примеру, шаблон детали), а если речь будет идти о станках с программным управлением, то для получения желаемого результата автоматизации будет необходимо внедрить в производственные процессы кодирующие устройства, функция которых состоит в распознавании изделий.

Результатом активного внедрения в производственные процессы систем управления стало сокращение времени производственных процессов, повышения качества продукции с поддержанием его на высоком уровне, а также значительное снижение себестоимости продукции, что делает ее более доступной для конечного потребителя. Но наряду с очевидными положительными эффектами автоматизации производства, нельзя не выделить и негативные, а именно: производственные системы в разы усложнились, что повлекло за собой переподготовку кадров, и, кроме того, в результате автоматизации многих процессов, ранее выполнявшихся человеком, существенно вырос уровень безработицы. Кроме того, нельзя не отметить негативный фактор, который в долгосрочной перспективе является существенным: нехватка квалифицированных кадров. Но в совокупности, автоматизация производства является необходимым фактором производства на сегодняшний день, поэтому число компаний, работающих с автоматизацией производственных процессов, возрастает.

Это подтверждают и статистические данные по итогам 2022 года, в которых говорится о том, что объем российского рынка автоматизированных систем управления технологическими процессами и производственного планирования увеличился за год на 8%, перешагнув порог в полмиллиарда долларов.

На основе вышесказанного, мы приходим к выводу, что автоматизация и управление технологическими процессами и производствами на территории Российской Федерации активно возрастает, и данные процессы будут лишь наращивать обороты, так как помимо руководящих составов предприятий, к этому шагу подталкивают стимулирующие программы правительства Российской Федерации.

Список литературы

  1. Хлебенских, Л. В. Автоматизация производства в современном мире / Л. В. Хлебенских, М. А. Зубкова, Т. Ю. Саукова. – Текст : непосредственный // Молодой ученый. – – № 16 (150). – С. 308-311. – URL: https://moluch.ru/archive/150/42390/ (дата обращения: 26.01.2023).
  2. Селевцов Л.И. Автоматизация технологических процессов. Издательский центр «Академия», 2014. 352 с.
  3. Цветаев С.С. Логачев К.И. Актуальные проблемы автоматизации промышленных предприятий // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова, 2012. № 1. С. 87–89.
  4. Войнова Н.Ф. Современное состояние теории, средств и методов автоматизации технологических процессов сельскохозяйственного производства // Вестник ВИЭСХ. – 2014. – № 2(15). – С. 65-67
  5. Шестаков Н.В. Мишин С.П. Повышение эффективности промышленных предприятий России за счет передовых решений в автоматизации // Автоматизация в промышленности, 2016. № 3. С. 3–5.

Интересная статья? Поделись ей с другими: