صاحب نظران حوزه ی صنعت معتقدند که آینده ی صنعت در دستان اتوماسیون و به خصوص نوع صنعتی آن است. اتوماسیون صنعتی نقش مغز را برای یک کارخانه بازی میکند، از همین رو حساسترین و مهمترین بخش از یک فرآیند تولیدی است که موجب افزایش بازدهی در صنایع متوسط و بزرگ میشود. اتوماسیون صنعتی پرقدرت به سمت جلو در حرکت است بهگونهای که انگار برای این تکنولوژی پایانی قابل تصور نیست. در این مقاله قصد داریم تا به مباحث مهم در مورد اتوماسیون صنعتی بپردازیم.
- اتوماسیون صنعتی چیست؟
- تفاوت اتوماسیون و مکانیزاسیون.
- تاریخچه علم اتوماسیون صنعتی.
- مزایا و معایب استفاده از اتوماسیون صنعتی.
- مهمترین کاربرد اتوماسیون صنعتی.
- انواع فرآیندها در اتوماسیون صنعتی.
- انواع سیستم های اتوماسیون صنعتی.
- آینده اتوماسیون صنعتی.
اتوماسیون صنعتی چیست؟
برای ارائه ی تعریف دقیقی در مورد اتوماسیون صنعتی بهتر است بگوییم که اتوماسیون صنعتی یعنی استفاده از اتوماسیون در صنعت؛ بنابراین برای آشنایی با این مفهوم باید نگاهی به ترکیب دو لغت اتوماسیون و صنعت بیندازیم.
اتوماسیون از واژه ی automatic به معنای خودکار گرفته شده است و به لحاظ لغوی به معنای کنترل و هدایت دستگاهی به صورت خودکار است.
مفهوم اتوماسیون عبارت است از اتصال اجزای اطلاعاتی بخشهای مختلف یک سازمان در قالب بستر نرمافزاری، به منظور انتقال اطلاعات و آمارها و دستورالعملها که باعث تسریع یکپارچه سازی و تنظیم و تصحیح اطلاعات درون سازمانی می شود. نام دیگر اتوماسیون، رباتیزه کردن میباشد.
و منظور از صنعت، تمامی اجزایی است که در فرآیند تولید، توزیع یا مصرف یک فرآورده (و یا دستهای از فرآوردههای مشابه) فعالیت میکنند.
حالا میتوانیم تعریف صریحتر و جامعتری از اتوماسیون صنعتی ارائه دهیم. منظور از اتوماسیون صنعتی، استفاده از تکنولوژی و تجهیزات به جای انسان برای هدایت و کنترل ماشینآلات صنعتی و پروسههای تولیدی یک فرآورده میباشد.
هدف از اتوماسیون سازی و استفاده از رباتها، افزایش کارایی تجهیزات صنعتی و افزایش تولید است.
تفاوت مکانیزاسیون و اتوماسیون
مکانیزاسیون، مجموعهای از تجهیزات و ابزارهای مورد نظر هستند که برای فعالیت به کمک انسان نیاز خواهند داشت اما اتوماسیون یک گام فراتر از مکانیزاسیون است. در اتوماسیون، نقش انسان برای فعالیتها حذف شده و به جای آن دستگاههای هوشمند و برنامهریزیهای منطقی جایگزین شده است. در اتوماسیون صنعتی وظیفه ی تفکر و تصمیمگیری را بر عهده ی کامپیوترها و ماشین ها میگذارند.
تاریخچه علم اتوماسیون صنعتی
داستان از مکانیزه شدن صنعت نساجی و ساخت اولین ماشین بافندگی در بریتانیا آغاز گردید. این رویداد اولین انقلاب صنعتی را در اواخر قرن هجدهم میلادی رقم زد.
پس از آن انقلاب صنعتی دوم آغاز گردید. هنری فورد موسس کارخانه فورد موتور، از انرژی برق در خط مونتاژ متحرک استفاده کرد تا تولید خود را به صورت انبوه انجام دهد. بعد از آن رقابت بین شرکتهای صنعتی بالا گرفت تا بتوانند کمیت و کیفیت محصولات خود را افزایش دهند. از این رو شرکتها به دنبال راه حلی اقتصادیتر و دقیقتر بودند.
با ساخت اولین کنترلر منطقی قابل برنامهریزی در جهان، انقلاب صنعتی سوم یعنی انقلاب اتوماسیون شکل گرفت و فناوری از رلههای الکترومکانیکی و سیستمهای کنترلی آنالوگ به سیستمهای دیجیتال و خودکار صنعتی تغییر و ارتقاء یافت. این دوره باعث پیشرفت تجهیزات و افزایش بهرهوری واحدهای صنعتی شد.
هماکنون نیز در انقلاب صنعتی دیگری به سر میبریم که بر پایه انقلاب اتوماسیون استوار است و ۳ ویژگی اصلی یعنی سرعت، گستردگی و تاثیر بر ساختار، حاکی از آن است این دوره آغازگر انقلابی جدید است. انقلابی که میتواند بر سطح درآمد جهان و ارتقای کیفیت زندگی تاثیرگذار باشد.
مزایا و معایب استفاده از اتوماسیون
قبل از پرداخت تخصصیتر به مباحث اتوماسیون صنعتی، بیایید معایب و مزایای آن را برشماریم.
مزایای اتوماسیون صنعتی
|
|
---|
معایب اتوماسیون صنعتی:
- کاهش نیروی کار و افزایش بیکاری در صنایع.
- هزینه ی اولیه ی بالا جهت پیادهسازی اتوماسیون در واحد صنعتی.
مهمترین کاربرد اتوماسیون صنعتی
امروزه کاربرد اتوماسیون صنعتی در پروژههای مختلف بر کسی پوشیده نیست. در قسمت قبل به مزایای مهم استفاده از اتوماسیون صنعتی اشاره کردیم اما یکی از مهمترین ویژگیهای اتوماسیون صنعتی که تاثیر مثبت زیادی در سیستم عملکرد یک واحد صنعتی دارد ویژگی مانیتورینگ است. از مانیتورینگ در صنایع بزرگ مانند پتروشیمی، تولید انرژی، صنایع شیمیایی و … استفاده میشود و میتوان گفت که ادامه دادن بدون این ویژگی، کار بسیار دشواری به نظر میآید.
انواع فرآیندها در اتوماسیون صنعتی
سیستم اتوماسیون صنعتی دارای دو فرآیند در تولید میباشد که عبارتاند از:
- فرآیندهای پیوسته مانند پالایش، شیمیایی، غذایی و …
- فرآیندهای گسسته مانند خودرو، لوازمخانگی، الکترونیک و …
تفاوت بین این دو فرآیند در سبک کاری و میزان انعطافپذیری مدل گسسته است. در فرآیند گسسته میتوان در یک روز چند شیفت کامل کاری و متفاوت را در یک واحد صنعتی پیاده نمود. مثلا در یک کارخانه تولید خودرو میتوان خط تولید یک محصول را به مدت کوتاهی به محصول دیگری قرض داد؛ بنابراین میتوانیم در یک خط تولیدی شاهد انواع محصولات متفاوتی باشیم، اما در فرآیند پیوسته این امکان وجود ندارد. خط تولید در مدل پیوسته، کاملا اختصاصی است و امکان جداسازی وجود ندارد.
انواع سیستم های اتوماسیون صنعتی
با مشخصکردن نوع فرآیند در واحد صنعتی، نوبت به تعیین نوع سیستم میرسد. در ادامه به توضیح در مورد ویژگیهای انواع سیستمهای اتوماسیون صنعتی میپردازیم. این سیستمها عبارتاند از:
اتوماسیون سخت یا ثابت:
از این نوع اتوماسیون در عملیاتهای ثابت و تکرارپذیر استفاده میشود تا میزان تولید افزایش یابد. همچنین بهکارگیری این نوع اتوماسیون، تغییر یا تنوع در طراحی محصول را نسبتا دشوار میکند.
اتوماسیون قابل برنامهریزی:
در این نوع اتوماسیون، طبقه ی خاصی از محصول تغییر میکند و یا ممکن است عملیات مونتاژ و یا پردازش به دلیل اصلاح برنامه ی کنترل در تجهیزات خودکار، تغییر کند. از اتوماسیون قابل برنامهریزی در دستگاههای کنترل شمارشی، ماشین کاغذ، ماشین لوله فولادی و رباتهای صنعتی استفاده میشود. در این نوع اتوماسیون تغییر و تنظیم مجدد سیستم برای تولید محصول جدید، کار دشواری است و نیازمند طیکردن یک عملیات اصلاحی طولانی است.
اتوماسیون نرم یا انعطافپذیر:
این اتوماسیون به تولیدکنندگان اجازه میدهد تا چندین محصول با ردههای مختلف تولید کند و از روش ترکیبی به جای تولید جداگانه استفاده میکند. تجهیزات کنترل اتوماتیکی این سیستم، از قابلیت انعطافپذیری بالایی برای طراحی محصول، دارا است. این تغییرات به سرعت از طریق دستوراتی در قالب کد، ارائه شده و قابل اجرا هستند.
آینده ی اتوماسیون صنعتی
وقتی نگاهی به نمودار رشد تکنولوژی در سالهای اخیر میاندازیم، بیشتر به این نتیجه خواهیم رسید که پیشبینیکردن آینده امکانپذیر نیست. با این حال میتوان چشم اندازی از مسیری که اتوماسیون صنعتی در حال پیمودن آن است را تصور نمود. در سالهای آتی شاهد کارخانههایی بدون نیروی کار زنده خواهیم بود. در این کارخانهها تمامی فرآیندها توسط ماشینهای هوشمند انجام میشود و انسانها از راه دور و به وسیله ی مانیتورینگ در اتوماسیون، نظارهگر این سیستم خواهند بود.