Автоматизация и модернизация производства: примеры и преимущества
По мере роста объемов производства в любой сфере закономерным решением становится автоматизация процессов. Этот процесс подразумевает внедрение новых технологий, оборудования, а также соответствующего программного обеспечения. Автоматизация может применяться как к отдельным процессам производства, так и к их совокупности.
Автоматизация производства является важным направлением развития промышленности, позволяющим повысить эффективность, качество продукции и снизить затраты.
Виды автоматизации
Существуют различные виды автоматизации, каждый из которых имеет свои особенности и области применения:
- Механическая автоматизация. Это означает, что механические устройства используются для выполнения физических задач, таких как сверление, резка, шлифовка и т.д.
- Программная автоматизация. Это означает, что программное обеспечение используется для автоматизации задач, которые могут быть выполнены компьютером.
- Автоматизация с помощью программных роботов. Программные роботы могут выполнять сложные задачи, используя искусственный интеллект, машинное обучение и компьютерное зрение.
Применение программных роботов (RPA)
Программные роботы RPA (Robotic Process Automation) могут быть применены в разных отраслях, включая автомобильную, производственную и фармацевтическую промышленность. Они могут выполнять рутинные задачи, такие как заполнение форм и обработка данных, которые раньше выполнялись вручную.
Рассмотрим несколько примеров применения программных роботов:
- Промышленное предприятие может использовать программных роботов RPA для автоматизации процесса управления запасами на складе. Робот может мониторить уровень запасов, определять, какие компоненты нужно заказать, и создавать заказы автоматически.
- Другим примером применения программных роботов может быть автоматизация процесса обработка данных и анализа эффективности.
- Еще одним примером применения программных роботов может быть автоматизация процесса оптимизации логистики. Роботы могут автоматически планировать маршруты доставки готовой продукции и контролировать процесс доставки.
Автоматизированные производственные линии
Автоматизированные производственные линии используются для массового производства изделий, которые требуют многоэтапной обработки. Сама производственная линия состоит из географически распределенных рабочих станций на заводе, которые соединены механизированной рабочей транспортной системой, доставляющей детали с одной рабочей станции на другую в заранее определенной последовательности. Работа линий происходит в основном без участия оператора.
Существуют разные виды автоматизированных линий. Их классифицируют по типу транспортировки деталей (со сквозным, боковым, комбинированным и т.д. транспортированием), по типу связи (с жесткой и гибкой связью), по возможности переналадки (переналаживаемые и непереналаживаемые), по типу оборудования.
Благодаря использованию автоматизированных линий достигается высокий уровень экономии на производстве: минимизируется число рабочих, станков, а также уменьшается производственная площадь.
Роботизация производства
Роботизация производства как метод автоматизации становится все более популярной. Это основная часть комплексной автоматизации. Часто предполагается, что внедрение роботизации характерно для крупного производства, но это ошибочное мнение. Небольшие предприятия также принимают решение в пользу промышленных роботов, руководствуясь многими преимуществами такой техники.
Роботы могут использоваться для:
- Транспортировки и загрузки/разгрузки материалов на конвейер или станок. При транспортировке задача роботов состоит в перемещении деталей из одного места в другое. Другие операции являются более сложными, например - размещение деталей на поддонах в таком порядке, который рассчитывается самим роботом.
- Автоматизированных операций по обработке. В таких операциях робот управляет определенным инструментом. Например, при точечной сварке, непрерывной дуговой сварке, окрашивании.
Пример роботизированной сварки
Точечная сварка автомобильных кузовов является одним из наиболее распространенных применений промышленных роботов в США. Робот устанавливает сварочный аппарат на панели и раме автомобиля, чтобы завершить сборку кузова. Дуговая сварка - это непрерывный процесс, при котором робот перемещает сварочный стержень вдоль сварного шва. Окраска распылением предполагает управление пистолетом-распылителем над поверхностью объекта.
Примеры успешной автоматизации
Рассмотрим несколько примеров успешного внедрения автоматизации на различных предприятиях:
Clear Automation
«Несколько лет назад блистерная упаковка осуществлялась вручную, потому что не производилось много продуктов, которые бы упаковывались именно таким способом», - объясняет Эрин Моррис, инженер проекта в США.
Решение Clear Automation предполагало использование трех роботов: одного - чтобы вынуть бальзам для губ из шайбы и поместить его в отсек с шаговым двигателем для маркировки, второго - для загрузки блистеров, и третьего - чтобы забрать готовые блистерные упаковки из упаковочной машины и поместить их на выходной конвейер.
MQ Statieven
Голландская компания MQ Statieven недавно начала автоматизировать свою производственную линию. MQ Statieven производит штативы для промышленности, земляных работ, строительства и железных дорог. Для автоматизации процессов они выбрали коллаборативного робота Hanwha HCR 12. Это модель предназначена для эксплуатации в тяжелых условиях.
В MQ Statieven кобота используют исключительно для загрузки станка. Система захватывает сырье, затем забирает обработанный материал из патрона, на его место помещает сырье, а обработанный материал - на конвейерную ленту.
Специалисты MQ Statieven сделали робота Hanwha мобильным. Они легко перемещают его от одного станка к другому с помощью тележки с насосом, а на установку требуется всего 15 минут, так автоматизация на небольшом производстве становится более эффективной. На данный момент кобот работает только в дневную смену, но в будущем планируется его использование в две смены.
«Эффективность робота, конечно, намного выше, чем у человека. Робот может работать без перерыва, а это повышает ежедневную производительность на 12 %. Кроме того, робот способен заменить материал со скоростью 12-20 сек. Менее, чем за год использования HCR 12 производительность увеличилась примерно на 30%. И это далеко не все возможности, которые предлагает кобот.
Isomo (ISOlation Modern)
Isomo (ISOlation Modern) - известный бельгийский бренд, который производит плиты из пенополистирола. 40 % своей продукции Isomo реализует в Бельгии. Затем следует Франция, потенциальный растущий рынок сбыта плит небольших размеров, который компания намеревалась освоить как можно быстрее.
Проблема заключалась в том, что используемая линия изоляционной упаковки не была приспособлена для небольших форматов, и тем самым тормозила процесс освоения нового рынка. Новая линия оснащена двумя роботами FANUC 410iB/300 для выгрузки и перемещения штабелей плит. Принимая плиты от первого робота, второй, оснащенный специальными захватами, подбирает необходимое количество плит и отправляет их к упаковочной машине.
Этапы автоматизации предприятия
Автоматизация предприятия проходит в несколько этапов. Во многом успех зависит от грамотного планирования. Выберите команду для работы с поставщиками.
Критерии выбора оборудования
От правильного выбора оборудования зависит эффективность работы автоматизированной системы. Важно учитывать следующие факторы:
- Грузоподъемность робота.
- Рабочее пространство. Важно учитывать место, необходимое для свободного движения робота.
- Скорость. Этот фактор является особенно важным при проектировании автоматизированной линии.
- Точность также играет весомую роль при массовом производстве деталей.
- Гибкость настройки и обслуживания. Возможно, в работу автоматизированной линии нужно будет вносить определенные коррективы, менять некоторые настройки.
Учитывая все преимущества автоматизации производства для бизнеса любых масштабов, этот процесс полностью себя оправдывает. Безусловно, для бесперебойной работы автоматизированной системы, необходимым условием является качественный подбор и установка оборудования.
Автоматизация сборочного производства
Сборочное производство играет важную роль в современной промышленности, так как оно обеспечивает сборку различных компонентов и изделий. В связи с этим возникает необходимость внедрения автоматизации в этот процесс для повышения эффективности, качества продукции и снижения затрат.
Автоматизация сборочного производства - это процесс внедрения технологий и оборудования для оптимизации и ускорения сборки изделий. Автоматизация сборочных процессов развивается по двум основным направлениям: создание специализированного оборудования и использование гибких систем.
Оборудование для автоматизации сборочных работ делится на однопозиционное и многопозиционное. Однопозиционное оборудование используется для сборки изделий из двух-трех деталей и включает автоматы, полуавтоматы и механизированные установки.
Пример внедрения комплексной автоматизации
Предприятие занимается разработкой и производством робототехнических комплексов для автоматизации производственных процессов. Руководство предприятия приняло решение о внедрении комплексной автоматизации сборочного производства.
На первом этапе предприятие закупило и установило роботизированные комплексы для выполнения сборочных операций. Далее была проведена оптимизация логистических процессов. Предприятие перешло на адресное хранение комплектующих, что позволило сократить время на поиск и доставку необходимых деталей.
| Этап | Описание |
|---|---|
| 1. Внедрение роботизированных комплексов | Закупка и установка роботов для выполнения сборочных операций |
| 2. Оптимизация логистики | Переход на адресное хранение комплектующих для сокращения времени поиска и доставки |
| 3. Автоматизация послесборочных операций | Внедрение автоматизированных систем для доводки, испытания, герметизации, регулировки, упаковки и маркировки изделий |