Современные достижения техники автоматизации

Автоматизация производства в современном мире

Рубрика: Экономика и управление

Дата публикации: 18.04.2017 2017-04-18

Статья просмотрена: 24990 раз

Библиографическое описание:

Хлебенских, Л. В. Автоматизация производства в современном мире / Л. В. Хлебенских, М. А. Зубкова, Т. Ю. Саукова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 16 (150). — С. 308-311. — URL: https://moluch.ru/archive/150/42390/ (дата обращения: 11.05.2021).

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].

Одной из самых существенных проблем автоматизации является «технологическая безработица». В связи, с чем сегодня и наблюдается негативные взгляды относительно введения автоматизации. Большой проблемой в настоящее время является недостаток квалифицированных кадров. На производственных местах чаще всего встречаются «старые» специалисты, а молодые специалисты, приходящие на предприятия, зачастую не имеют опыта, не знают современных стандартов работы.

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» и «минусы» автоматизации

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.

1. Китай собирается массово заменить рабочих роботами // Apparat. URL: https://apparat.cc/world/china-robots/ (дата обращения: 15.04.2017).

2. #Холодная статистика: Связь между роботами и конкурентоспособностью // Роботофорум. URL: http://robotforum.ru/novosti-texnogologij/xolodnaya-statistika-svyaz-mezhdu-robotami-i-konkurentosposobnostyu.html (дата обращения: 10.04.2017).

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.

Источник

Автоматизация в промышленности: тренды 2020 года

Автоматизация в промышленности: тренды 2020 года

Уровень автоматизации промышленности даже в развитых странах пока редко превышает 20 % от общего числа предприятий. Набор технологических решений остается прежним. Меняются лишь акценты, возникают новые форматы и комбинации цифровизации производственных процессов.

Гиперавтоматизация

Аналитики компании Gartner продолжают сочинять новые термины, а специалисты на производстве потом ломают голову, как воплотить эти идеи в жизнь, чтобы не отстать от передовых трендов. Среди понятий, которые будут актуальны для формирования стратегии автоматизации предприятий в 2020 году, на первом месте в отчете стоит гиперавтоматизация.

В теории это означает комбинацию инструментов машинного обучения, автоматизации и специального софта для достижения максимальной эффективности. Гиперавтоматизация означает не только количественное увеличение самих составляющих данного процесса, но и вывод на новый уровень всех этапов от анализа до мониторинга, улучшенное понимание того, как они координируются между собой.

Импульсом гиперавтоматизации становится технология Robotic Process Automation , по-русски — запуск и настройка программных роботов. Хотя единственно массовым внедрением RPA это явление не ограничивается. Самой технологии порядка восьми лет, по сути, те же чат-боты — ее частный случай. Сегодня она крепко привязана к развитию систем искусственного интеллекта.

Здесь можно почитать о проекте внедрения Robotic Process Automation в ритейле и узнать, насколько серьезные проблемы возникают при этом с интеграцией для старых и перегруженных информационных систем.

Более-менее понятно, но, прежде чем переходить на гиперуровень автоматизации, нужно разобраться, что происходит с уже привычным пониманием этого процесса без каких-либо приставок.

Уровень автоматизации промышленного производства

Согласно исследованию института Capgemini Research, проведенному в конце 2018 года, внедрение на производстве инструментов автоматизации поможет сэкономить компаниям по всему миру до 165 млрд долларов к 2022 году. Уровень автоматизации в ключевых секторах экономики по странам выглядит следующим образом:

• США — 26 %;
• Франция — 21 %;
• Германия — 17 %;
• Великобритания — 16 %;
• Индия — 15 %.

Российская промышленность по уровню автоматизации отстает от развитых стран, но не то чтобы глобально. По опросам , около 10–15 % крупных и средних предприятий уже внедрили или тестируют подобные технологии. Почти 60 % компаний из числа лидеров своей индустрии имеют под рукой проекты цифровизации с просчитанным бюджетом. При этом лишь у 14 % заводов станки с ЧПУ (база для внедрения процессов автоматизации) составляют 50 и более процентов от парка оборудования.

Как отмечают аналитики McKinsey Global Institute , перевод в «цифру» индустриального сектора поможет к 2025 году увеличить ВВП России с 1,3 до 4,1 трлн рублей, повысить производительность труда в промышленности в среднем на 50 %, существенно ускорить срок вывода на рынок новых продуктов.

Несмотря на то, что автоматизация изначально ассоциируется именно с промышленным производством, по уровню внедрения цифровых технологий оно далеко не на первых позициях. Лидирует финансовый сектор, где, по подсчетам McKinsey, можно полностью автоматизировать 42 % функционала организации, еще 19 % процессов — автоматизировать частично.

Тренды автоматизации — 2020

Что касается основных тенденций промышленной автоматизации на 2020 год, как правильно заметил аналитик Futurum Research Дэниел Ньюман для колонки Forbes, на протяжении нескольких лет они остаются одни и те же. Принципиальная новизна в том, что в терминах, которые раньше использовали в теоретических выкладках только технические специалисты, начинают разбираться владельцы и менеджеры самих предприятий. Соответственно, все больше организаций применяет подобные системы в реальности.

Промышленные компании сталкиваются с задачами снижения издержек, сокращения сроков вывода своей новой продукции на рынок, улучшения эффективности всех процессов, поскольку запрос на это идет уже от самих потребителей и требования к качеству продуктов каждый год повышаются.

Речь идет о правильно расставленных акцентах и новых форматах использования суммы имеющихся технологий: интернет вещей, искусственный интеллект, сети 5G, планирование ресурсов, VR/AR-обучение.

Больше интеллекта для интернета вещей

Направление интернета вещей когда-то и начиналось как фишка промышленного производства, подразумевающая объединение через сеть оборудования и датчиков. Стандарты технологии распространились далеко за пределы индустриального сектора, ушли в ритейл, здравоохранение, сервисную поддержку.

В текущий момент можно наблюдать глубокую интеграцию IoT и AI. Такие компании, как SAS Software, предлагают программные продукты автоматизации промышленности в обертке AIoT (по прогнозам того же Gartner, к 2022 году 80 % проектов, связанных с интернетом вещей, будут включать в себя технологию AI).

Суть в том, что подключение оборудования к сети не просто позволяет сокращать издержки и более эффективно управлять производственными процессами, это предоставляет массу полезных данных о качестве продуктов по всей цепочке. В это направление, согласно исследованию MPI Group, компании по всему миру готовы вложить в 2020 году 267 млрд долларов.

Тотальное прогнозирование

Исследования показывают , что час простоя в промышленном производстве может стоить предприятию в среднем 100 000 долларов незапланированных финансовых потерь. Используя весь массив данных, искусственный интеллект, предсказательную аналитику, вполне реально уменьшить вероятность подобных негативных событий на 50 %. Например, IBM гарантирует снижение непредвиденных перерывов в работе оборудования на 15 %.

Предсказательная аналитика позволяет лучше понимать, как функционирует парк оборудования завода, каковы причины возможных сбоев. Этот элемент технического оснащения становится сегодня фактически обязательным для лидеров в своей отрасли. Промышленные компании сталкиваются с множеством рисков в своем окружении: от частых флуктуаций на рынках до разрывов в цепочке поставок и отправки грузов в различные регионы. Предсказательная аналитика помогает принимать более точные решения, оптимизировать процессы технического обслуживания, логистики и клиентский сервис.

Увеличение спроса на ERP

Системы ERP — одна из самых полезных технологических платформ, в которую инвестируют средства промышленные компании. Внедрение подобных систем растет по всему миру. Объем рынка ERP составит к 2022 году 47 млрд долларов, прирастая в среднем на 10–20 % в зависимости от региона. Локальные платформы планирования ресурсов по-прежнему занимают большую долю рынка (57 %). Вместе с этим наблюдается рост облачных ERP.

В России это направление продолжает прибавлять даже еще более основательными темпами, чем в среднем по планете. Заметный скачок случился в 2017 году, когда объем рынка подрос почти на 30 % в долларовом выражении. Причины — потребность в масштабной цифровизации бизнеса и дефицит специалистов, требующий глубокой автоматизации процессов.

5G, искусственный интеллект, 3D-печать

Внедрение нового стандарта сотовой связи становится катализатором улучшений в контексте скорости (способны передавать до 10 гигабайт в секунду), производительности и безопасности передачи данных внутри беспроводных корпоративных сетей.

По сравнению с предыдущим поколением 4G новый стандарт в 60–120 раз (по разным оценкам) быстрее. Среднее время загрузки данных с устройства — менее 10 миллисекунд (быстрее, чем мы моргаем).

5G расширяет возможности промышленных компаний в плане использования облачных сервисов, централизованного мониторинга, предсказательной аналитики, формируя «умную» экосистему предприятия.

В России есть ряд объективных проблем с массовым внедрением стандарта 5G. В перспективе пяти лет на обеспечение покрытием новых сетей в городах рассчитывать не приходится. Есть сложности с получением частот, нет спроса (достаточного числа устройств с поддержкой стандарта). Однако локальные проекты в B2B уже запускаются в нашей стране.

Продолжает развиваться технология 3D-печати, которая позволяет оперативно создавать более дешевые прототипы. Промышленные предприятия осваивают технологии виртуальной реальности, чтобы вписаться в историю «Индустрии 4.0». Виртуальная и дополненная реальности могут использоваться на производственных стадиях, которые не требуют глобальной перестройки процессов, для оптимизации производственных цепочек и увеличения производительности: дизайн и прототипирование, сборка и проверка качества выпускаемой продукции, тренажеры и обучение.

В качестве бонуса предлагаем вам карту международных вендоров, которые лидируют в вопросах автоматизации и создания «Индустрии 4.0» в своих направлениях (исследование IoT Analytics ).

Источник