Автоматизация и роботизация промышленного производства и процессов

Тенденция развития производства сводится к тому, что человек постепенно улучшает условия своего труда, передавая выполнение физически тяжелых, монотонных, вредных для здоровья операций усовершенствованным механизмам. Это направление получило первый импульс несколько десятилетий назад, и до сих пор внедрение интеллектуальных технологий только ускоряется.

Во многих контекстах понятия «автоматизация» и «роботизация» используются как синонимы, но на самом деле между ними есть принципиальные отличия.Под автоматизацией производственных процессов понимается полное либо частичное освобождение работников как от физического труда, так и от управления операциями – выполнение задач регулируется программным обеспечением.

На смену человеку-работнику приходит человек-оператор, основная функция которого – настраивать автоматизированные устройства под задачи производства и следить за бесперебойностью процесса.

Роботизация процессов производства – это автоматизация, которая происходит за счет внедрения промышленных роботизированных систем. Современные роботы отличаются универсальностью в эксплуатации – как правило, их можно переориентировать на новый участок работы. Они способны действовать как совместно с человеком, так и автономно.

Что привело к автоматизации

С развитием индустриальной и постиндустриальной экономики конкуренция между предприятиями только усиливается. Недостаточно производить качественный продукт, ведь многие компании выпускают аналогичные по свойствам изделия. Чтобы быть впереди других, необходимо учитывать большое количество факторов, оптимизировать процессы, повышать производительность отдельных участков и предприятия в целом, тем самым снижая затраты на единицу изделия. Используя только человеческий капитал, эти вопросы не решить. Таким образом, остро встает вопрос об автоматизации производственных процессов. Уровень технического оснащения предприятия теперь в числе главных ключей к успеху.

Самый продуктивный способ – внедрение промышленных роботов. Новейшее автоматизированное оборудование стало настоящим прорывом для тысяч производств по всему миру. Оно позволяет максимально задействовать все технические мощности предприятия, объединить звенья производства в комплексный процесс, который в результате приводит к лучшему результату.

Разница между «до» и «после» роботизации колоссальна – не зря производители робототехники заговорили о приближении так называемой Четвертой промышленной революции. Дата ее наступления пока не определена, но то, что в основе нового этапа технологического развития лежат именно промышленные роботы, ни у кого сомнений нет.

Выделим основные предпосылки автоматизации производственных процессов:

Невысокая производительность человеческого труда, особенно на участках монотонных операций.
Тенденция к развитию серийного производства и высоким стандартам качества, которые персоналу сложно соблюдать.
Неприемлемые условия работы для человека: опасность получения травмы на производстве, вынужденность находиться в среде с выделением вредных излучений, физически тяжелые нагрузки – все это приводит к повышению уровня заболеваемости и снижению производительности.
Неспособность персонала надолго сохранять высокую концентрацию и уровень внимания, что критически важно для сохранения стабильно высокого качества изделий.
Производственный процесс со временем усложняется, появляются новые участки работы, смежные операции требуют привлечения дополнительного персонала и, как следствие, увеличивает расходы на фонд оплаты труда.

В числе трудных вопросов по оптимизации производства – как грамотно организовать монотонные участки производства: упаковку, сортировку, складирование. Данные задачи по содержанию очень простые, они не требуют интеллектуальных усилий, зато здесь важна концентрация внимания, слаженность действий. В таких цехах трудится большое количество рабочих, что обременительно для предприятия. Подобное использование человеческого труда нерационально. Внедрение автоматизированного оборудования высвобождает работников и позволяет привлечь их к выполнению более сложных операций.

Для чего нужна роботизация процессов производства

Использование промышленных роботов дает предприятию возможность существенно повысить свою эффективность. И вот за счет чего это достигается:

один робот может заменить несколько сотрудников, поэтому снижаются расходы на фонд оплаты труда;
автоматизированный помощник обладает более сложными компетенциями, чем самый квалифицированный сотрудник;
робот обеспечивает стабильно высокий уровень выполнения операций, потому что у него не портится настроение, он не болеет и не устает;
мощность современного промышленного робота позволяет ему круглосуточно работать на протяжении нескольких лет;
робот незаменим при выполнении операций, которые требуют ювелирной точности – устраняется человеческий фактор при выполнении сложных задач;
автоматизация помогает снизить количество бракованных изделий;
промышленные роботы универсальны в эксплуатации – даже если вы решите перейти на производство новых изделий, то наверняка сможете перенастроить робота на другие задачи;
в разы увеличивается объем и качество выпускаемой продукции.

Доступность новых технологий

В отношении автоматизированного оборудования у многих сложился стереотип, будто его использование доступно только промышленным гигантам и крупносерийным производствам. В начале развития робототехники ситуация была действительно такова – первыми предприятиями, заменившими сотрудников роботами, стали американские автоконцерны. Иллюстрации производства будущего облетели весь мир, и до сих пор популярны кинематографические картины о роботах и судьбе человечества.

Сегодня обостряется конкуренция между производителями промышленной робототехники. Они предлагают огромный выбор не только сложных дорогостоящих комплексов, но также адекватного по цене оборудования. Теперь даже небольшое предприятие имеет возможность применить новейшие технологии благодаря гибкости комплектации роботизированных систем.

Промышленные роботы становятся практически коллегами сотрудников компании. Эти автоматизированные помощники многофункциональны, они управляются программным обеспечением. Выделяют несколько стадий развития робототехники в зависимости от степени взаимодействия с человеком.

Оборудование первого поколения способно только буквально воспроизводить запрограммированный алгоритм.

Второе поколение роботов уже наделено способностью к адаптации – они оснащены сенсорами и датчиками, при помощи которых получают информацию из внешней среды, обрабатывают ее и «делаю выводы» - при необходимости корректируют свои действия.

Третье поколение робототехники называют интеллектуальным. Такой робот может обходиться без человека – он самостоятельно получает данные, интерпретирует их и выполняет определенные действия.

Промышленных роботов подразделяют на две категории по функционалу.

Основные роботы выполняют задачи, непосредственно связанные с изготовлением изделий: обрабатывают детали, режут, осуществляют пайку, литье и др.
Вспомогательные роботы обеспечивают обслуживание производственного процесса: транспортируют детали, загружают станки, очищают территорию.

Автоматизация процессов производства выходит на новый уровень с внедрением роботизированных технологических комплексов. В структуру РТК входят один или нескольких промышленных роботов вместе с манипуляторами и рабочими инструментами, дополнительное оборудование (многоступенчатая система безопасности, ось для передвижения роботов и др.), программное обеспечение.

Роботизированные комплексы расширяют возможности техники благодаря использованию нескольких машин в едином процессе. Современные технические решения позволяют компактно расположить все элементы комплекса, не занимая лишнюю площадь. Крупногабаритные немобильные станки остаются в прошлом.

В каких операциях нужны роботы

Автоматизация производственных процессов выводит предприятие на совершенно новый уровень. Роботы уже доказали высокую эффективность при выполнении ряда операций.

Сварка занимает первое место по популярности автоматизации производства. По оценкам экспертов, в России на сварочную робототехнику приходится до 90% всего спроса. Сварочные роботы позволяют получить высокое качество шва при минимальном расходе материала. Благодаря программному обеспечению достигается высокая точность выполнения операций. Робот быстро переориентируется на сварку новых материалов. Дополнительно машину можно укомплектовать датчиками, системой технического зрения, вспомогательными инструментами.
Роботизированная резка подходит для раскроя объемных изделий различными способами – в частности, лазерным, плазменным. Автоматизация помогает качественно обработать изделие, которое имеет трехмерный формат. Робот может следовать по сложной траектории, что дает методу много преимуществ по сравнению со станком.
Паллетирование при помощи роботов избавляет человека от монотонной изнуряющей работы. Применение новых технологий в разы ускоряет процесс – это особенно важно для компаний, которые выпускают большой объем продукции.
Гибка роботом помогает обработать крупногабаритные изделия, что гораздо сложнее сделать человеку. Кроме того, автоматизация необходима при серийном производстве. Роботизированный помощник выполняет задачи с предельной аккуратностью, минимизируя брак. Процесс гибки осуществляется благодаря слаженному взаимодействию робота, числового программного управления, а также дополнительных приспособлений.
Обслуживание конвейеров и станков лучше доверить роботу, а персонал занять более сложными операциями. Робот производит движения с предельной точностью даже на высоких скоростях, так что он отлично справляется с поставленными задачами. Кроме того, обслуживание станков часто происходит в опасных для персонала условиях труда. Промышленный робот устойчив к температурному режиму, объему работы и другим факторам, что делает выбор в его пользу эффективным.
Нанесение лакокрасочных покрытий автоматизированный помощник выполняет лучше человека. Во-первых, машина работает быстро и аккуратно, тогда как человеку сложно соблюдать технологию окрашивания, особенно при больших объемах производства. Во-вторых, автоматизация процесса позволяет экономить материал, ведь робот наносит покрытие равномерным слоем. Оператору остается лишь выставлять требуемые настройки и обслуживать деятельность техники.
Фрезерование роботом подходит для обработки изделий из дерева, металлов, пеноматериалов, гипса, пластика. Автоматизация позволяет добиться идеального результата при производстве объемных изделий сложной формы, архитектурных элементов, предметов дизайна. Современные технологии экономичны и просты в использовании. Роботизированное фрезерование используется в различных направлениях – от производства макетов до строительных мастерских.
Автоматизация шлифования и полировки решает проблему частой смены кадров на монотонном, физически трудном производстве. Режим робота позволяет не прерывать процесс в течение всего дня, обеспечивая бесперебойность процессов и стабильно высокое качество результата. Машина регулирует все нужные технологические параметры: траекторию движения, цикл операции, усилие нажатия, скорость. Кроме того, робота, в отличие от сотрудника, не надо обучать шлифованию и полировке в течение нескольких месяцев.
Сортировка и укладка – важные процессы практически каждого промышленного предприятия. Главная проблема заключается в том, что они включают в себя примитивные операции (выбор тары, выбор упаковочного материала и т.д.), при этом важно строго следовать технологии. Ошибка может принести серьезные убытки. Отправка клиенту незаказанного товара оборачивается лишними сложностями. Программируемая робототехника исключает влияние человеческого фактора, работает быстро и без сбоев.
Роботизация сборки помогает с высокой точностью выполнять большое количество сложных задач, связанных с созданием продукта. Навыков персонала уже недостаточно для обеспечения большого объема производства. Даже самый высококвалифицированный человек не сможет собрать изделие быстрее и качественнее, чем роботизированный помощник. Машина безошибочно следует запрограммированному алгоритму, который задает оператор. Современная техника снабжена системами самоконтроля, что позволяет не допустить брак в производстве.

Перспективы развития

Автоматизация производственных процессов – это естественный путь развития современной промышленности. Чтобы идти вперед, человечеству необходимо развиваться и внедрять в свою жизнь инновации. Приближающаяся промышленная революция переводит фокус конкурентоспособности на технологичность производства. Лучше тот, кто грамотно распоряжается производственными мощностями, а главное – человеческими ресурсами.

В тандеме «человек и робот» именно специалист стоит на первом месте. Человек не только создает технологии, но и управляет ими. Роботизация освобождает специалиста от монотонного неинтересного труда не для того, чтобы он потерял работу. Задача человека – развивать интеллектуальные и творческие способности.

Компания ДС-РОБОТИКС уже много лет занимается инжинирингом в роботизации производственных процессов. Специалисты обладают не только глубокими знаниями, но также большим опытом внедрения робототехники в предприятия различных отраслей промышленности. За нашими плечами десятки успешно реализованных проектов.

Мы специализируемся на комплексных решениях «под ключ»: оказываем услуги на всех этапах – от идеи по оптимизации выполнения операций до технического обслуживания роботов после внедрения. Мы работаем с роботами фирм ABB KUKA FANUK и других. Также помогаем находить лучшие решения для автоматизации локальных участков. С удовольствием проконсультируем по любым вопросам!

Выберите удобный способ и свяжитесь с ДС-РОБОТИКС прямо сейчас!

Автоматизация и роботизация производства

Преимущества автоматизации производств

Приглашаем к сотрудничеству