Оптимизация и автоматизация процессов производств доклад

Обновлено: 14.05.2024

Целью автоматизации является повышение производительности труда, улучшение качества продукции, оптимизация управления, исключение персонала из отраслей, представляющих опасность для здоровья, повышение надежности и точности производства, повышение конвертируемости и сокращение времени обработки данных.

Виды автоматизации на предприятии

Как мы уже отмечали ранее, автоматизация ровно прогресс. Автоматизация на предприятии способствует повышению его эффективности.

Существует несколько видов автоматизации: полная, частичная.

Полная автоматизация предприятия подразумевает внедрение технического оборудования и соответствующего программного обеспечения, благодаря чему большая часть работы может выполняться с минимальным вовлечением персонала. Это позволяет избежать ошибок, связанных с человеческим фактором, и задержек. Основное средство автоматизации - это разделенная на разделы компьютерная система, способная одновременно выполнять несколько процессов.

Производственный процесс полностью автоматизирован. Уровень автоматизации, что означает передачу всех контрольно-управленческих функций техническому оборудованию. В настоящее время этот вид автоматизации используется редко. Большая часть контроля производственного процесса осуществляется одним человеком. К такой автоматизации близки компании атомной энергетики. Учитывая характер производственного процесса, можно выделить следующие виды автоматизации: непрерывный производственный процесс; дискретный производственный процесс; гибридный производственный процесс.

Частичная отвечает за автоматизацию любого независимого оборудования и производственных операций. Автоматизация, включая одну или несколько операций технического процесса, является частичной. Когда системы управления производством усложняются, а условия труда опасны для жизни, применяется автоматизация производственного процесса. Этот тип автоматизации обычно используется на предприятиях пищевой промышленности и, как правило, в производственном оборудовании.

Автоматизация производства может выполняться на следующих
уровнях:

▪︎ Нулевой уровень . На этом уровне автоматизация процессов производства называется механизацией.

Экономический рост различных стран, в том числе и России, обеспечивается за счёт научно-технического прогресса во всех сферах производства.

Рыночные отношения в России развиваются достаточно интенсивно и поэтому можно сделать вывод о том, что на сегодняшний день нельзя достичь устойчивого успеха, оставаясь в рамках прежней системы управления производством предприятия, она требует периодических усовершенствований, а также разработки и применение новых технологий, подходящих на данном этапе своей деятельности каждому предприятию.

Современные технологии в XXI веке помогают не только усовершенствовать технологии на производстве, но и значительно облегчить её деятельность. Так, для получения наиболее высоких результатов своей деятельности предприятия переходят на автоматизацию технологических процессов.

Сегодня под автоматизацией понимают процесс развития машинного производства, где ранее выполняемые функции человека, передаются приборам и автоматическим устройствам.

Но все же ни одна машина не обойдется без помощи человека, поэтому управление и принятие наиболее ответственных решений остается все же за человеком.

Автоматизация технологического процесса создаётся при помощи АСУТП. Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП) — это комплекс программных и технических средств, предназначенный для автоматизации управления технологическим оборудованием на предприятиях.

Под АСУТП обычно понимается комплексное решение, обеспечивающее автоматизацию основных технологических операций технологического процесса на производстве, в целом или каком-то его участке, выпускающем относительно завершенный продукт [3, с. 87].

Также составными частями АСУТП могут служить:

− отдельные системы автоматического управления (САУ);

− автоматизированные устройства, связанные в единый комплекс.

Как правило, АСУТП имеет единую систему операторского управления технологическим процессом в виде одного или нескольких пультов управления, средства обработки и архивирования информации о ходе процесса, типовые элементы автоматики: датчики, контроллеры, исполнительные устройства. Для информационной связи всех подсистем используются промышленные сети.

Внедрение автоматизации достаточно трудоемкий процесс, который требует длительного времени и больших финансовых затрат, поэтому предприятия, которые не обладают достаточными финансовыми возможностями, могут автоматизировать свое предприятие частично.

Частичная автоматизация — это автоматизация какого-либо отдельного оборудования и производственных операций. Нередко частичную автоматизацию применяют к действующему на производстве оборудованию.

Подобная автоматизация производственных процессов используется в том случае, когда усложняется система управления производств, а условия труда опасны для жизни.

Также выделяют полную автоматизацию. Полная автоматизация процессов производства представляет собой наивысший уровень автоматизации, при котором происходит передача всех функций техническим приборам, но контроль над процессами осуществляет человек. Стоит отметить, что сегодня такой вид автоматизации применяется довольно редко.

Но, не смотря на свою высокую стоимость, эффективно внедренная промышленная автоматизация гарантирует:

− улучшение качества выпускаемой продукции;

− рост производительность труда;

− повышение эффективности работы предприятия;

− рост уровня безопасности.

Помимо перечисленных преимуществ, к плюсам автоматизации также можно отнести некоторые другие показатели функционирования автоматизации, однако помимо положительных сторон автоматизация имеет и отрицательные, которые представлены в табл. 1 [1].

Как видно из таблицы преимуществ у автоматизации производства больше, чем недостатков, и поэтому все предприятия стремятся перейти на автоматизированный труд. Несмотря на перечисленные недостатки, их воздействие можно минимизировать, создав эффективную систему контроля над производством.

Плюсы

Минусы

Увеличение прибыли предприятия

Усложнение производственной системы

Уменьшение стоимости продукта

Создание продуктивной системы контроля над качеством продукции

Угрозы взлома систем, уязвимость

Совершенная система производства продукции

Рост уровня безработицы

Эффективная система контроля качества выпускаемой продукции

Снижение брака продукции

Рост динамики новых клиентов за счет роста качества продукции

Замена человека в тяжелом труде и опасных ситуациях, выполнение задач, которые не под силу человеку

Мировым лидером по промышленной автоматизации является Южная Корея. В стране на 10000 рабочих приходится 478 роботов. К лидерам так же можно отнести Японию (314 роботов) и Германию (292 робота). Главной причиной низкой производительности труда в России являются отсталые методы в производстве. Несмотря на глобальную автоматизацию, в России главную работу продолжают выполнять люди, в тот момент, когда в других странах ее уже выполняют роботы (рис. 1) [1].

Рис. 1. Мировые лидеры по промышленной автоматизации

Сегодня России необходимы 350 тыс. промышленных роботов, чтобы суметь приблизиться к развитым странам по уровню автоматизации производственных процессов (рис. 2) [1].

Рис. 2. Количество промышленных роботов на 10 тыс. занятых в промышленности, 2015 г.

Несмотря на то, что в настоящее время КНР является главным импортером промышленных роботов, на долю страны приходится порядка 25 % мирового производства в данной сфере, страна отстает по показателю автоматизации от соседей и конкурентов.

На сегодняшний день в Китае на 10000 рабочих, приходится 36 промышленных роботов. Это в 8 раз меньше, чем в Германии, в 9 — чем в Японии и в 13 раз меньше чем Южной Кореи. Но в нашей стране количество роботов на 10 000 человек в 20 раз меньше, чем в даже Китае. По этому показателю Россия сегодня находится ниже Таиланда, Индонезии, Мексики и Филиппин [2].

К году своего столетнего юбилея, который случится в 2049 году, КНДР планирует догнать и перегнать в производственном плане Германию, США и Японию. А без роботов это невозможно.

Автоматизация производства позволяет увеличить производительность более чем в три раза. Автоматизация, пожалуй, единственное и наилучшее решение в улучшении качества и решении вопроса о низкой производительности труда.

Научно-технический прогресс развивает общество, развивает экономику и производство. Несмотря на то, что Производство становится более наукоемким, что требует резервов для скорейшего внедрения новых перспективных технологий в производство.

Сегодня предлагают большой выбор программно-технических комплексов для осуществления автоматизации технологических процессов производства. Появляется надежда на то, что в скором времени интеллектуальные АСУ ТП займут достойное место и его управление будет оптимальным.

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.

Основные термины (генерируются автоматически): Россия, технологический процесс, производительность труда, производство, робот, Япония, научно-технический прогресс, промышленная автоматизация, частичная автоматизация, Южная Корея.

Вложение	Размер
avtomatizaciya_i_meh.proiz_.processov.docx	18.78 КБ

Предварительный просмотр:

Министерство образования Московской области

тема : Автоматизация и механизация производственных процессов как средство улучшения безопасности труда

дисциплина : Автоматизация технологических процессов

специальность : Технология молока и молочных продуктов

подготовил : студент 41-Т группы Кузнецов Дмитрий

преподаватель общепрофессиональных дисциплин М.С.Трубчанинова

Для созданной машины основным критерием оценки является повышение производительности труда, уровня безопасности и степени облегчения. Облегчить и обезопасить труд можно c помощью ввода механизации и автоматизации ручного труда.

Механизация производственного труда — замена мускульной человеческой энергии путем использования механических машин и механизмов, которые производятся в движение разнообразными двигателями. C помощью механизации можно исключить тяжелый физический труд.

Механизация комплексная — высшая ступень механизации. При такой механизации применяются системы машин и механизмов, которые связаны между собой по производительности, обеспечивают выполнение технических и производственных управляющих операций. Механизация комплексная позволяет перейти к автоматизации, как обычной, таки комплексной.

При автоматизации производства применяются приборы, машины и приспособления, осуществляющие производственные действия без применения физической силы человека, однако работа осуществляется под его контролем. Постоянного присутствия работника система не требует достаточно периодического наблюдения за ходом работы.

Комплексная автоматизация — это автоматические системы, обеспечивающие контроль и управление процессами без участия человека c помощью заданных параметров работы. Человеку отводиться лишь функция контролера хода процессов, работы оборудования и средств автоматизации.

Автоматизация чаще всего применяется на крупных производствах c массовым характером работы. Широко распространена как в мясной, так и в молочной промышленности. В подобных производствах есть большое количество линий, которые выполняют одну технологическую функцию. Комплексно автоматизируются цехи и заводы.

В результате сведения человечество труда к минимуму количество производственных травм практически равно нулю. большая часть несчастных случаев приходится на ремонт и наладку оборудования, a также на нерациональную расстановку оборудования и организацию рабочих мест. Таким образом, большое количество автоматизированного и механизированного труда позволяет уменьшить травматизм на производстве. Также автоматизация и механизация позволяют устранить работу человека во вредных и тяжелых для работы условиях труда.

Механизация и автоматизация требуются не только на больших однотипных производствах. Необходима она и на предприятиях c единичным и мелкосерийном производством. В настоящее время существует огромное количество автоматизированных линий, которые позволяют облегчить и обезопасить труд рабочего. Возможность быстрого переоснащения подобных линий позволяет использовать их в самых различных производственных процессах.

В мелкосерийном производстве повысить эффективность и производительность труда можно c помощью широкого применения станков c управлением специальными программами. В мелкосерийном производстве большую часть времени y рабочего занимает чтение и выбор оптимального варианта чертежа. Автоматизированная программная система позволяет освободить рабочего от этих операции, выбор приемлемого режима работы система сделает сама до начала процесса производства. Вся информация o форме, размере детали и прочие сведения передается рабочему c помощью магнитной ленты или карты непосредственно на станок.

Программное управление все чаще используется агрегатными переналаживаемыми станками, универсальными, широкого профиля для их автоматизации. При работе c программным управлением рабочий запускает станок и снимает готовый продукт. Таким образом, исключается нахождение работника в опасной зоне работы станка. Все перечисленные действия выполняются при отключенных рабочих агрегатах.

Машинные комплексы — это несколько соединенных центров в единую машинную систему c помощью разнообразных устройств, каждое и которых работает на соответствующей программе. Ручной труд сведен к минимуму.

При автоматизации технологических процессов большое внимание уделяют загрузке. Даже использование машинных комплексов не может освободить рабочего от тяжелого погрузочно-разгрузочного труда. Механизированная загрузка почти вдвое снижает объем ручного труда благодаря превращению обычного оборудования в автоматизированное. Такие машины используются как самостоятельно, так и встраиваются в автоматические линии. Загрузка и выгрузка чаще всего сочетается c зажимными приспособлениями машины, поэтому ручной труд происходит е удалении от опасной зоны работы.

При ручном измерении рабочий подвергает риску свои руки, вводя их в потенциально опасную зону. Ручные контрольные операции чаще всего становятся причиной производственных травм. Безопасность работы осуществляет автоматизированный операционный контроль c помощью различных устройств. Для непрерывного измерения используются автоматические и полуавтоматические машины.

Полуавтоматические устройства отслеживают изменения и по достижению необходимых показателей подают световые сигналы. Рабочему при этом необходимо лишь произвести остановку. Автоматические устройства сами включают рабочие передвижения устройства по достижению необходимых показателей.

Таким образом, технологический процесс освобождает рабочего не только от тяжелого физического труда, но и от постоянного нервного напряжения, связанного c потенциальной опасностью его работы. Этого легко достигнуть c помощью перехода на автоматическое и механическое выполнение ручного труда. Использование современных наработок и освобождение человека от ручных операций поможет избежать травматизма в процессе работы, что является улучшением безопасности труда.

1.Н.Н.Карнаух Охрана труда-М.:Издательство Юрайт,2011-380с.

Автоматизация технологических процессов

Автоматизация производственных процессов – основное направление, по которому в настоящее время продвигается производство во всем мире. Все, что раньше выполнялось самим человеком, его функции, не только физические, но и интеллектуальные, постепенно переходят к технике, которая сама выполняет технологические циклы и осуществляет контроль за ними. Вот такое теперь генеральное русло современных технологий. Роль человека во многих отраслях уже сводится лишь к контролеру за автоматическим контролером.

Автоматизация технологических процессов – замена физического труда человека, затрачиваемого на управление механизмами и машинами, работой специальных устройств, обеспечивающих это управление (регулирование различных параметров, получение заданной производительности и качества продукта без вмешательства человека).

Автоматизация производственных процессов позволяет во много раз увеличивать производительность труда, повышать его безопасность, экологичность, улучшать качество продукции и более рационально использовать производственные ресурсы, в том числе, и человеческий потенциал.

Автоматизация технологических процессов и производств не означает, что эти процессы возможны без труда человека. Труд людей и сегодня остается основой производства, меняется лишь его характер и содержание. На человека ложатся функции конструирования автоматических устройств, их периодической наладки, разработки и введения программ, что требует высокой квалификации специалистов, а в целом труд людей становится более сложным.

Любой технологический процесс создается и осуществляется для получения конкретной цели. Изготовления конечной продукции, или же для получения промежуточного результата. Так целью автоматизированного производства может быть сортировка, транспортировка, упаковка изделия. Автоматизация производства может быть полной, комплексной и частичной.

Частичная автоматизация имеет место, когда в автоматическом режиме осуществляется одна операция или отдельный цикл производства. При этом допускается ограниченное участие в нем человека. Чаще всего частичная автоматизация имеет место, когда процесс протекает слишком быстро для того, чтобы сам человек мог в нем полноценно участвовать, при этом достаточно примитивные механические устройства, приводящиеся в движение при помощи электрического оборудования, отлично с ним справляются.

Частичная автоматизация, как правило, применяется на уже действующем оборудовании, является дополнением к нему. Однако, наибольшую эффективность оно показывает, когда включено в общую систему автоматизации изначально - сразу же разрабатывается, изготовляется и устанавливается как ее составная часть.

Комплексная автоматизация должна охватывать отдельный крупный участок производства, это может быть отдельный цех, электростанция. В этом случае все производство действует в режиме единого взаимосвязанного автоматизированного комплекса. Комплексная автоматизация производственных процессов целесообразна не всегда. Ее область применения – современное высокоразвитое производство, на котором используется чрезвычайно надежное оборудование.

Поломка одного из станков или агрегата тут же останавливает весь производственный цикл. Такое производство должно обладать саморегуляцией и самоорганизацией, которая осуществляется по предварительно созданной программе. При этом человек принимает участие в производственном процессе лишь в качестве постоянного контролера, отслеживающего состояние всей системы и отдельных ее частей, вмешивается в производство для пуска-запуска и при возникновении внештатных ситуаций, или при угрозе такого возникновения.

Наивысшая ступень автоматизации производственных процессов – полная автоматизация . При ней сама система осуществляет не только процесс производства, но и полный контроль над ним, который проводят автоматические системы управления. Полная автоматизация целесообразна на рентабельном, устойчивом производстве с устоявшимися технологическими процессами с неизменным режимом работы.

Все возможные отклонения от нормы должны быть предварительно предусмотрены, и разработаны системы защиты от них. Также полная автоматизация необходима для работ, которые могут угрожать жизни человека, его здоровью или же проводятся в недоступных для него местах – под водой, в агрессивной среде, в космосе.

Каждая система состоит из компонентов, которые выполняют определенные функции. В автоматизированной системе датчики снимают показания и передают для принятия решения по управлению системой, команду выполняет уже привод. Чаще всего это электрическое оборудование, так как именно при помощи электрического тока целесообразнее выполнять команды.

Следует разделять автоматизированные систему управления и автоматические. При автоматизированной системе управления датчики передают показания на пульт оператору, а он уже, приняв решение, передает команду исполнительному оборудованию. При автоматической системе – сигнал анализируется уже электронными устройствами, они же, приняв решение, дают команду устройствам-исполнителям.

Участие человека в автоматических системах все же необходимо, пусть и в качестве контролера. Он имеет возможность вмешаться в технологический процесс в любой момент, откорректировать его или же остановить.

Так, может выйти из строя датчик температуры и подавать неправильные показания. Электроника в таком случае, будет воспринимать его данные, как достоверные, не подвергая их сомнению.

Человеческий разум во много раз превосходит возможности электронных устройств, хотя по быстроте реагирования уступает им. Оператор, может понять, что датчик неисправен, оценить риски, и просто отключить его, не прерывая процесс. При этом он должен быть полностью уверен в том, что это не приведет к аварии. Принять решение ему помогает опыт и интуиция, недоступные машинам.

Такое точечное вмешательство в автоматические системы не несет с собой серьезных рисков, если решение принимает профессионал. Однако, отключение всей автоматики и перевод системы в режим ручного управления чреват серьезными последствиями из-за того, что человек не может быстро реагировать на изменение обстановки.

Классический пример – авария на Чернобыльской атомной электростанции, ставшая самой масштабной техногенной катастрофой прошлого века. Она произошла именно из-за отключения автоматического режима, когда уже разработанные программы по предотвращению аварийных ситуаций не могли влиять на развитие обстановки в реакторе станции.

Автоматизация отдельных процессов началась в промышленности еще в девятнадцатом веке. Достаточно вспомнить автоматический центробежный регулятор для паровых машин конструкции Уатта. Но лишь с началом промышленного использования электричества стала возможной более широкая автоматизация уже не отдельных процессов, а целых технологических циклов. Связано это с тем, что до этого механическое усилие на станки передавалось с помощью трансмиссий и приводов.

В России – тогда еще в СССР, первые шаги в этом направлении были сделаны в 30-40-е годы прошлого века. Впервые автоматические станки были использованы в производстве деталей для подшипников. Затем появилось первое в мире полностью автоматизированное производство поршней для тракторных двигателей.

Технологические циклы соединились в единый автоматизированный процесс, начинавшийся с загрузки сырья и заканчивающийся упаковкой готовых деталей. Это стало возможно, благодаря широкому применению современного на то время электрооборудования, различных реле, дистанционных выключателей, и конечно же, приводов.

И только появление первых электронно-вычислительных машин позволило выйти на новый уровень автоматизации. Теперь уже технологический процесс перестал рассматриваться, как просто совокупность отдельных операций, которые нужно совершать в определенной последовательности для получения результата. Теперь весь процесс стал единым целым.

В настоящее время автоматические системы управления не только ведут производственный процесс, но также контролируют его, отслеживают возникновение внештатных и аварийных ситуаций. Они запускают и останавливают технологическое оборудование, отслеживают перегрузки, отрабатывают действия в случае аварий.

В последнее время автоматические системы управления позволяют достаточно легко перестраивать оборудование на производство новой продукции. Это уже целая система, состоящая из отдельных автоматических многорежимных систем, соединенных с центральным компьютером, который увязывает их в единую сеть, и выдает задания для исполнения.

Каждая подсистема является отдельным компьютером со своим программным обеспечением, предназначенным для выполнения собственных задач. Это уже гибкие производственные модули. Гибкими их называют потому, что их можно перенастроить на другие технологические процессы и тем самым расширять производство, версифицировать его.

Вершиной автоматизированного производства являются промышленные роботы. Автоматизация пронизало производство сверху донизу. Автоматически работают транспортная линия по доставке сырья для производства. Автоматизировано управление и проектирование. Человеческий опыт и интеллект используется лишь там, где его не может заменить электроника.

Читайте также:

Оптимизация и автоматизация процессов производств доклад

Похожие статьи

Промышленная автоматизация в России: проблемы и их решения

Автоматизация и роботизация как одно из направлений.

Разработка автоматизированной системы управления.

Автоматизация процессов предприятия | Статья в журнале.

Комплекс тенденций развития мирового рынка.

Эффективность использования информационных технологий.

Научно-технический прогресс — положительные.

Обзор современных информационных решений автоматизации.

К вопросу определения методов модернизации электротехнологий.