Tuotantoprosessien mekanisointi ja automatisointi

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Tuotanto- ja teknologisten prosessien automatisointi on prosessi, jossa henkilön suorittamat ohjaus- ja hallintatoiminnot siirretään instrumenteille ja laitteille. Tämän ansiosta työn tuottavuus ja tuotteiden laatu paranevat merkittävästi. Lisäksi varmistetaan eri teollisuudenalojen työntekijöiden osuuden vähentäminen. Pohditaanpa vielä, mitä ovat tuotantoprosessien automaatio ja automatisointi.

Historiallista taustaa

Itsenäisesti toimivia laitteita - nykyaikaisten automaattisten järjestelmien prototyyppejä - alkoi ilmestyä antiikissa. Kuitenkin 1700-luvulle asti käsityö ja puolikäsityö olivat laajalle levinneitä. Tässä suhteessa tällaiset "itsetoimiset" laitteet eivät ole saaneet käytännön sovellusta. 1700-luvun lopussa - 1800-luvun alussa. tuotantomäärät ja -tasot nousivat jyrkästi. Teollinen vallankumous loiedellytykset työn menetelmien ja työkalujen parantamiselle, laitteiden mukauttamiselle henkilön tilalle.

Tuotantoprosessien mekanisointi ja automatisointi

Teollisen vallankumouksen tuomat muutokset vaikuttivat ensisijaisesti puun ja metallin työstöön, kehräys-, kutoma- ja tehtaisiin. K. Marx tutki aktiivisesti tuotantoprosessien mekanisointia ja automatisointia. Hän näki niissä pohjimmiltaan uusia kehityssuuntia. Hän viittasi siirtymiseen yksittäisten koneiden käytöstä niiden kompleksin automatisointiin. Marx sanoi, että tietoiset ohjauksen ja johtamisen toiminnot tulisi osoittaa henkilölle. Työntekijä seisoo tuotantoprosessin vieressä ja säätelee sitä. Sen ajan tärkeimmät saavutukset olivat venäläisen tiedemiehen Polzunovin ja englantilaisen keksijä Wattin keksinnöt. Ensimmäinen loi automaattisen säätimen höyrykattilan syöttämistä varten ja toinen loi keskipakonopeudensäätimen höyrykoneelle. Henkinen toiminta pysyi melko pitkään manuaalisena. Ennen automaation käyttöönottoa fyysisen työn korvaaminen tehtiin apu- ja pääprosessien koneellistamisella.

Tilanne tänään

Ihmisen nykyisessä kehitysvaiheessa tuotantoprosessien automaatiojärjestelmät perustuvat tietokoneiden ja erilaisten ohjelmistojen käyttöön. Ne vähentävät ihmisten osallistumisastetta toimintaan tai sulkevat sen kokonaan pois. Automaatiotehtäviintuotantoprosesseja ovat toiminnan laadun parantaminen, niihin kuluvan ajan lyhentäminen, kustannusten vähentäminen, toimintojen tarkkuuden ja vakauden lisääminen.

Ohjeet

Tänään tuotantoprosessien automatisointi on otettu käyttöön monilla toimialoilla. Yritysten toiminnan laajuudesta ja volyymista huolimatta lähes kaikki käyttävät ohjelmistolaitteita. Tuotantoprosessien automatisointia on useita eri tasoja. Samat periaatteet pätevät kuitenkin kaikkiin niistä. Niissä luodaan edellytykset toiminnan tehokkaalle suorittamiselle ja laaditaan yleiset säännöt niiden johtamiselle. Tuotantoprosessien automatisoinnin periaatteet ovat:

1. Johdonmukaisuus. Kaikki toiminnon sisällä olevat toimet on yhdistettävä toisiinsa, mennä tietyssä järjestyksessä. Epäyhdenmukaisuuden sattuessa prosessin rikkominen on todennäköistä.
2. Integraatio. Automatisoidun toiminnan tulee sopia yrityksen yleiseen ympäristöön. Yhdessä vaiheessa integrointi toteutetaan eri tavoin, mutta tämän periaatteen olemus on muuttumaton. Yritysten tuotantoprosessien automatisoinnin tulee varmistaa toiminnan vuorovaikutus ulkoisen ympäristön kanssa.
3. Suorituksen riippumattomuus. Automaattinen toiminta on suoritettava itsenäisesti. Ihmisten osallistumista siihen ei tarjota, tai sen tulisi olla minimaalista (vain valvonta). Työntekijä ei saa häiritä toimintaa, jos se suoritetaan asetettujen vaatimusten mukaisesti.

Yllä olevat periaatteet on määritelty tietyn prosessin automatisointitason mukaisesti. Toiminnalle on vahvistettu jatkuvuuden, suhteellisuuden, erikoistumisen ja niin edelleen periaatteita.

Automaatiotasot

Ne luokitellaan yleensä yrityksen johdon luonteen mukaan. Se puolestaan voi olla:

1. Strateginen.
2. Taktinen.
3. Operatiiviset.

Vastaavasti on:

1. Alempi automaatiotaso (executive). Tässä johtamisella tarkoitetaan säännöllisesti suoritettuja toimintoja. Tuotantoprosessien automatisointi keskittyy operatiivisten toimintojen suorittamiseen, asetettujen parametrien ylläpitoon, asetettujen toimintatilojen ylläpitoon.
2. Taktinen taso. Tämä tarjoaa toimintojen jakautumisen toimintojen välillä. Esimerkkejä ovat tuotannon tai palvelun suunnittelu, dokumenttien tai resurssien hallinta ja niin edelleen.
3. Strateginen taso. Se johtaa koko yritystä. Tuotantoprosessien automatisointi strategisiin tarkoituksiin tarjoaa ratkaisun ennakoiviin ja analyyttisiin kysymyksiin. Korkeimman hallinnollisen tason toiminta on välttämätöntä. Tämä automaation taso mahdollistaa strategisen ja taloudellisen hallinnan.

Luokittelu

Automaatio saadaan aikaan useiden eri järjestelmien (OLAP, CRM, ERP jne.) avulla. Ne kaikkion jaettu kolmeen päätyyppiin:

1. Ei muutettavissa. Näissä järjestelmissä toimintojen järjestys asetetaan laitteiston konfiguraation tai prosessiolosuhteiden mukaan. Sitä ei voi muuttaa toiminnan aikana.
2. Ohjelmoitava. Ne voivat muuttaa järjestystä riippuen prosessin kokoonpanosta ja annetusta ohjelmasta. Tämän tai toisen toimintaketjun valinta suoritetaan erityisillä työkaluilla. Järjestelmä lukee ja tulkitsee ne.
3. Itse konfiguroitavissa oleva (joustava). Tällaiset järjestelmät voivat valita halutut toimenpiteet työn aikana. Muutokset toiminnon kokoonpanoon tapahtuvat toimenpiteen etenemistä koskevien tietojen mukaan.

Kaikki näitä tyyppejä voidaan käyttää kaikilla tasoilla erikseen tai yhdessä.

Tapahtumatyypit

Jokaisella talouden alalla on organisaatioita, jotka tuottavat tuotteita tai tarjoavat palveluita. Ne voidaan jakaa kolmeen luokkaan resurssien käsittelyketjun "etäisyyden" mukaan:

1. Louhinta tai valmistus - esimerkiksi maatalous-, öljy- ja kaasuyhtiöt.
2. Luonnon raaka-aineita prosessoivat organisaatiot. Tuotteiden valmistuksessa he käyttävät ensimmäisen luokan yritysten louhimia tai luomia materiaaleja. Näitä ovat esimerkiksi elektroniikka, autot, voimalaitokset ja niin edelleen.
3. Palveluyritykset. Niiden joukossa ovat pankit, lääketiede, koulutuslaitokset, ravintolat jne.

Jokaiselle ryhmälle voidaan erottaa palveluiden tuottamiseen tai tuotteiden julkaisuun liittyvät toiminnot. Näitä ovat prosessit:

1. Ohjaus. Nämä prosessit tarjoavat vuorovaikutusta yrityksen sisällä ja edistävät yrityksen suhteiden muodostumista liikevaihdosta kiinnostuneisiin osapuoliin. Viimeksi mainittuihin kuuluvat erityisesti valvontaviranomaiset, tavarantoimittajat ja kuluttajat. Liiketoimintaprosessiryhmään kuuluvat esimerkiksi markkinointi ja myynti, vuorovaikutus asiakkaiden kanssa, talous, henkilöstö, materiaalisuunnittelu ja niin edelleen.
2. Analyysi ja valvonta. Tämä luokka liittyy toimintojen suorittamista koskevien tietojen keräämiseen ja yleistämiseen. Tällaisia prosesseja ovat erityisesti toiminnanohjaus, laadunvalvonta, varaston arviointi jne.
3. Suunnittelu ja kehitys. Nämä toiminnot liittyvät alkutietojen keräämiseen ja valmisteluun, hankkeen toteuttamiseen, valvontaan ja tulosten analysointiin.
4. Tuotanto. Tähän ryhmään kuuluvat tuotteiden suoraan luovutukseen liittyvät toiminnot. Näitä ovat mm. kysynnän ja kapasiteetin suunnittelu, logistiikka, palvelu.

Useimmat näistä prosesseista ovat nykyään automatisoituja.

Strategia

On huomattava, että tuotantoprosessien automatisointi on monimutkaista ja työvoimav altaista. Saavuttaaksesi tavoitteesi, sinun on ohjattava tietty strategia. Se auttaa parantamaan suoritettujen toimintojen ja niistä saatavien toimintojen laatuahaluttuja tuloksia. Konetekniikan tuotantoprosessien osaava automatisointi on nykyään erityisen tärkeää. Strateginen suunnitelma voidaan tiivistää seuraavasti:

1. Toimenpiteen ymmärtäminen. Jotta tuotantoprosessien automatisointi koneenrakennuksessa tai muulla talouden toimialalla tuo toivotun vaikutuksen, on välttämätöntä analysoida kaikki vaiheet täysin. Erityisesti on tarpeen määrittää toiminnan syöttö ja tulos, toimintojen järjestys, resurssien koostumus, linkkien suhde jne.
2. Prosessin yksinkertaistaminen. Täydellisen analyysin jälkeen on tarpeen optimoida toiminta. Turhaa toimintaa, joka ei tuota tulosta tai jolla ei ole merkittävää arvoa, tulee vähentää. Jotkut toiminnot voidaan yhdistää tai suorittaa rinnakkain. Voit parantaa toimintoa ehdottamalla erilaista tapaa tehdä se.
3. Prosessin automatisointi. Se voidaan suorittaa vain, kun toiminto on maksimaalisesti kuormitettu. Mitä yksinkertaisempi menettely on, sitä vähemmän aikaa vievä automaatio tulee ja vastaavasti sitä tehokkaampi prosessi on.

Edut

Erilaisten prosessien mekanisointi ja automatisointi voivat parantaa merkittävästi tavaroiden laatua ja tuotannon hallintaa. Muita etuja ovat:

1. Toistuvien toimintojen nopeuden lisääminen. Vähentämällä ihmisten osallistumista samat toimet voidaan suorittaa nopeammin. Automatisoidut järjestelmätlisää tarkkuutta ja ylläpitää suorituskykyä työvuoron pituudesta riippumatta.
2. Paranna työn laatua. Kun ihmisten osallistumisaste vähenee, inhimillisen tekijän vaikutus vähenee tai poistuu. Tämä rajoittaa merkittävästi toimintojen suorittamisen vaihtelua, mikä puolestaan estää monia virheitä ja parantaa työn laatua ja vakautta.
3. Parempi ohjaustarkkuus. Tietotekniikan avulla voit säästää ja ottaa tulevaisuudessa huomioon suuremman määrän tietoa toiminnasta kuin käsiohjauksella.
4. Nopeuta päätöksentekoa tyypillisissä tilanteissa. Tämä parantaa toiminnan suorituskykyä ja estää epäjohdonmukaisuudet seuraavissa vaiheissa.
5. Toiminnon suorittaminen rinnakkain. Automatisoidut järjestelmät mahdollistavat useiden toimenpiteiden suorittamisen samanaikaisesti työn tarkkuudesta ja laadusta tinkimättä. Tämä nopeuttaa toimintaa ja parantaa tulosten laatua.

Epäkohdat

Ilmeistä eduista huolimatta automaatio ei välttämättä ole aina paras ratkaisu. Siksi kattava analyysi ja optimointi on tarpeen ennen sen toteuttamista. Sen jälkeen voi käydä ilmi, että automaatiota ei tarvita tai se on taloudellisesti kannattamatonta. Manuaalinen ohjaus ja prosessien suorittaminen voivat olla edullisempia seuraavissa tapauksissa:

1. Toiminnot ovat liian monimutkaisia automatisoitavaksi teknisesti tai taloudellisesti.
2. Tuotteen elinkaari on hyvin lyhyt. Jos tuotetta halutaan kehittää jalyhyen ajan kuluessa, sen markkinoillaoloaika on lyhyt. Tässä tapauksessa automatisoinnista voi tulla epäkäytännöllistä. Manuaaliset toiminnot ovat nopeampia ja halvempia.



3. Tuotetaan ainutlaatuisia tai ainutlaatuisia tuotteita. Tämän tyyppisten tuotteiden valmistukseen asetetaan tietyt parametrit ja vaatimukset. Tässä tapauksessa inhimillinen tekijä voi vaikuttaa suotuisasti prosessiin. Jotkut ainutlaatuiset tuotteet voidaan valmistaa vain käsityöllä.
4. Äkilliset vaihtelut markkinoiden kysynnässä. Muutokset kuluttajaaktiivisuudessa vaikuttavat tuotantomääriin. Tuotannon uudelleenorganisointi tällaisissa tilanteissa onnistuu nopeammin, jos tuotteet valmistetaan käsityöllä.

Johtopäätös

Mekanisaatio ja automaatio ovat epäilemättä erittäin tärkeitä valmistussektorille. Nykymaailmassa käsin tehdään yhä vähemmän toimintoja. Ilman tällaista työtä ei kuitenkaan voi nykyäänkään tehdä useilla toimialoilla. Automaatio on erityisen tehokasta suurissa yrityksissä, jotka valmistavat tuotteita massakuluttajille. Joten esimerkiksi autotehtailla toimintoihin osallistuu vähimmäismäärä ihmisiä. Samaan aikaan he pääsääntöisesti hallitsevat prosessin kulkua osallistumatta siihen suoraan. Alan modernisointi on tällä hetkellä erittäin aktiivista. Tuotantoprosessien ja tuotannon automatisointia harkitaan nykyään enitentehokas tapa parantaa tuotteiden laatua ja lisätä tuotantoa.