Автоматизация в промышленности и роботизация процеcсов

Тенденция развития промышленности сводится к тому, что человек постепенно улучшает условия своего труда, передавая выполнение физически тяжелых, монотонных, вредных для здоровья операций роботизированным оборудованиям. 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 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 операций регулируется программным обеспечением.

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

Роботизация изготовления продукции – это автоматизация, которая происходит за счет внедрения промышленных роботизированных систем. Современные роботы отличаются универсальностью в эксплуатации – их можно переориентировать на новый производственный участок. 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 важные факторы, оптимизировать ресурсы, повышать производительность отдельных участков и всего предприятия, тем самым снижая затраты на единицу изделия. Используя только человеческий капитал, эти вопросы не решить. Остро встает вопрос об автоматизации производственных процессов. Уровень технического оснащения предприятия теперь в числе главных ключей к успеху.

Самый продуктивный способ – внедрение роботизированных машин. Новейшее автоматизированное оборудование стало настоящим прорывом для тысяч производств. Оно позволяет максимально задействовать все технические мощности предприятия, объединить звенья производства в комплексный процесс, который дает лучший результат.

Разница между «до» и «после» роботизации впечатляет – не зря производители робототехники заговорили о приближении 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 показателям 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.
Производственный процесс усложняется, появляются новые участки производства, 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 производства: упаковку, сортировку, складирование. Задачи по содержанию очень простые, они не требуют интеллектуальных усилий, зато здесь важна концентрация внимания, слаженность действий. В таких цехах трудится много рабочих, что обременительно для предприятия. Такое распределение 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, так как

одна установка может заменить несколько сотрудников, поэтому снижаются расходы на фонд оплаты труда;
уровень надежности автоматизированного помощника выше, чем у самого квалифицированного сотрудника;
роботизированная машина обеспечивает стабильно высокий уровень выполнения операций, потому что у него не портится настроение, он не болеет, не устает;
высокая мощность 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 – при переходе на производство новых изделий, есть возможность перенастроить машину на другие задачи;
значительно увеличивается объем и качество 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 такой – первыми предприятиями, заменяющими сотрудников роботами, стали американские автоконцерны. Иллюстрации производства будущего облетели весь мир, и до сих пор популярны кинематографические картины о роботах и судьбе человечества.

Обостряется конкуренция между производителями промышленной робототехники. Они предлагают большой выбор не только сложных дорогих комплексов, но также адекватного по цене оборудования. Теперь даже небольшое предприятие может применить новейшие технологии благодаря гибкости комплектации роботизированных механизмов.

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 может воспроизводить только запрограммированный алгоритм.

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

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

Выделяют две группы роботов по функционалу:

Основные - выполняют задачи, непосредственно связанные с изготовлением изделий: обрабатывают детали, режут, осуществляют пайку, литье и др.
Вспомогательные - обслуживают производственный процесс: транспортируют детали, загружают станки, очищают территорию.

Автоматизация 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, 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 уходят в прошлое.

В каких операциях нужны роботы

Автоматизация производства выводит предприятие на совершенно новый уровень. Роботы уже доказали свою 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 системы позволяют получить высокое качество шва, уменьшая расход материала. Благодаря программному обеспечению достигается высокая точность выполнения операций. Роботизированная установка 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 – лазерным, плазменным. Автоматизация помогает обработать изделие в трехмерном формате. Аппарат может следовать по сложной траектории, что дает методу много преимуществ перед станком.
Паллетирование при помощи роботов избавляет человека от монотонной изнуряющей работы. Применение технологий в разы ускоряет процесс – это важно для компаний, которые выпускают большой объем.
Гибка роботом помогает обработать крупногабаритные изделия, что сложнее сделать человеку. Автоматизация необходима при серийном производстве. Роботизированный помощник выполняет задачи с предельной аккуратностью, уменьшая брак. Процесс гибки реализуется при взаимодействии роботизированной машины, числового программного управления, а также дополнительных приспособлений.
Обслуживание конвейеров и станков лучше доверить роботу, а персонал занять более сложными операциями. Аппарат производит движения с предельной точностью даже на высоких скоростях, так что он отлично справляется с поставленными задачами. 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 экономит материал, ведь робот наносит покрытие равномерным слоем. Оператору остается выставлять настройки, обслуживать деятельность техники.
Фрезерование роботом подходит для обработки изделий из дерева, металлов, пеноматериалов, гипса, пластика. При производстве объемных изделий сложной формы, архитектурных элементов, предметов дизайна автоматизация дает отличный результат. Современные технологии экономичны и просты в использовании. Роботизированное фрезерование используется 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. Роботизированную систему, в отличие от сотрудника, не надо обучать шлифованию и полировке в течение нескольких месяцев.
Сортировка и укладка – важные процессы большинства промышленных предприятий. Проблема в том, что они включают в себя примитивные, рутинные операции (выбор тары, выбор упаковочного материала и т.д.), при этом важно строго следовать технологии. Ошибка может принести серьезные убытки. Отправка клиенту не заказанного товара оборачивается лишними сложностями. Программируемая робототехника исключает влияние человеческого фактора, работает быстро и без сбоев.
Роботизация сборки позволяет с высокой точностью выполнять большое количество сложных процессов, связанных с созданием продукта. Навыков персонала бывает недостаточно для производства большого объема. Самый высококвалифицированный человек не сможет произвести сборку быстрее и качественнее, чем роботизированный помощник. Машина следует запрограммированному алгоритму, который задает оператор. Техника снабжена системами самоконтроля, которая не допустит брак в производстве.

Перспективы развития

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

В тандеме «человек и робот» именно специалист стоит на первом месте. Человек создает технологии 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 много лет занимается инжинирингом в роботизации производственных процессов. Специалисты имеют большой опыт внедрения робототехники в предприятия различных отраслей промышленности. За нашими плечами десятки успешно реализованных проектов.

Мы специализируемся на комплексном подходе «под ключ»: оказываем услуги на всех этапах – от идеи по оптимизации выполнения операций до технического обслуживания роботизированных систем после внедрения. Мы работаем с роботами фирм ABB, KUKA, FANUK и других. 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