Автоматизация производства — двигатель прогресса

Механикус Ползунов и ткач Жаккард

На первом этапе механизировали лишь операции отдельных станков в металлообработке и ткацкой промышленности. В 1763 году русский офицер Иван Ползунов создал отечественный паровой двигатель и был удостоен статуса «механикус», а также жалования и чина инженерного капитан-поручика. Спустя два года он сконструировал первый поплавковый датчик, который автоматически регулировал в паровом котле уровень воды.

Показательна и поучительна история про автоматизацию по-французски. В 1808 году месье Жаккард предложил всем желающим программу для управления ткацким станком от собственной перфоленты. Император Наполеон по достоинству оценил изобретателя, делегировав ему право лицензионного сбора в 50 франков со всех работающих по его конструкции станков во Франции. Пенсия в 3000 франков до конца жизни и памятник Жаккарду в Лионе показали миру, как высоко во Франции ценят изобретателей.

В 1784 году шотландский инженер Уатт изобрел центробежный регулятор частоты вращения первой паровой машины, установка которой на транспорт (корабли и повозки) привела к созданию паровозов и пароходов, что в свою очередь привело к появлению транспортного машиностроения и поставило перед учеными задачи разработки и проектирования систем регулирования.

Скорость поезда

Развитие сети железнодорожного транспорта повлекло за собой необходимость разработки систем для автоматического определения скорости движущегося состава. С этой задачей в 1868 году блестяще справился российский инженер Прус, а также впоследствии его продолжатели — инженеры-механики и изобретатели Графтиус и Зальман. Через 10 лет их устройство уже фиксировало несколько параметров движения поезда: время прибытия, стоянки и убытия, скорость и даже место его нахождения.

Электропривод

С появлением генераторов и электродвигателей при различных вариантах нагрузок потребовались стабилизация и регулирование напряжения в заданных параметрах, после чего появились первые автоматические регуляторы и стабилизаторы напряжения. Развитие производства различных станков, оборудования и автоматических линий с электроприводами повлекло за собой постановку и последующее решение инженерных задач по созданию приборов автоматического управления оборудованием.

Автоматизация в России

Автоматика как самостоятельная область техники получила признание на второй энергетической конференции в Берлине в 1930 году, где была создана секция по вопросам автоматического и телемеханического управления. 1930–40-е годы по праву считают началом автоматизации производства в СССР. Тогда же вводится в обиход и одноимённый термин «автоматизация производства»

Начинается целая новая эпоха — автоматизируется практически вся промышленность: от тяжёлого машиностроения, энергетики и нефтехимии — до пищевой, лёгкой промышленности и коммунального хозяйства.
Над автоматизацией трудятся все: учёные и инженеры в лабораториях, рабочие на заводах, а журналисты издают журнал «Автоматика и телемеханика».
В послевоенные годы идёт быстрое восстановление части разрушенных предприятий и дальнейшее внедрение автоматизации в ГЭС, машиностроении и предприятиях чёрной металлургии.
С 60-х годов автоматизация активно внедряется уже повсеместно: в металлургии до 95% металла плавят в автоматизированных печах, газопроводы и химические заводы управляются телемеханическими системами, появляются первые автоматические линии в лёгкой и пищевой промышленности.

Автоматизация и АСУ ТП

Термин «автоматизированная система управления технологическим процессом» (АСУ ТП) ознаменовал начало эпохи вычислительных машин.
Типовая АСУ в то время состояла из двух уровней: нижний уровень отвечал за сбор информации, а верхний — за принятие решений.
Вся информация поступала оператору, который передавал данные ЭВМ и осуществлял управление объектом.
Первый персональный логический контроллер (ПЛК) для управления процессами на производстве был разработан в 1968 году в General Motors.
После создания в 1971 году микропроцессора уже в 1977 году на базе процессора INTEL 8080 был создан прообраз современным ПЛК, который получил дальнейшее развитие в АСУ ТП с трёхуровневой системой управления с использованием человеко-машинного интерфейса (HMI).
А сейчас мы вновь стоим на пороге очередного качественного скачка, обозначенного мировым технологическим сообществом как «Революция 4.0», предполагающая развитие АСУ ТП как составляющей цифровой экосистемы управления производством.

Автоматизация работы — Будь в тренде

Катализатор прогресса, главный «стресс-фактор» и мотиватор компетенций для персонала компаний

Первая промышленная революция мобилизовала крестьян из сёл и малых городов на фабрики в мегаполисах, ставших крупными промышленными центрами.
Уклад жизни коренным образом изменился.
Рабочие на заводах начали массово выполнять рутинные операции на станках.
Автоматизация производства, а также воздействие новых механизмов на повседневный труд возвели на первое место революционный эффект замены, изобретения, усовершенствования.
Часть персонала стали постепенно заменять машинами, а компании — создавать большую численность низкоквалифицированных сотрудников.

Появление компьютеров

Создание ЭВМ дало новый импульс для развития автоматической техники.
Стало возможным не только автоматизировать прежние производственные задачи, но и внедрять автоматизацию в новые сферы деятельности.
К концу 20 века автоматика проникла во все области общественной жизни.
На производствах появились станки с ЧПУ, различные роботы-манипуляторы, автоматизированные производственные линии.

В сфере науки, образования, услуг внедряются мощные вычислительные комплексы, позволяющие автоматизировать многие рутинные операции.
Сейчас уже трудно представить существование без бытовых приборов и различных автосистем, которые облегчают нашу жизнь.
Техника освободила человека от повседневной доли бытовых проблем, а коммуникационные технологии позволили виртуально общаться на больших расстояниях и быстро обмениваться информацией.
На подходе уже и концепция автоматизированного «умного дома», которая позволяет управлять целым арсеналом домашних устройств и приборов.

Оптимизация и автоматизация

Сегодня на повестке дня — полная роботизация производств и концепция «безлюдного производства».
В идеале это полностью автоматическое производство без участия человека, где все звенья — приёмка сырья, технологические операции, контроль производства, отгрузка готовой продукции и доставка клиенту — будут производиться полностью автоматически.

Китайские старики отказывались использовать водное колесо и продолжали таскать воду коромыслом, мотивируя тем, что техника подчиняет себе, не оставляя свободы действия.
Во многих компаниях XXI века как и сотни лет назад, по сей день опасаются внедрения новых процессов автоматизации.
С момента появления компьютеров автоматизация неразрывно связана с оптимизацией (сокращением) персонала и переносом IT-производства до сферы услуг.

Автоматизация — катализатор прогресса, главный «стресс-фактор» для персонала любой организации, но также и главный мотиватор повышения квалификации: кто не растёт, тот остаётся за бортом.
Главное помнить, что уклад жизни вы создаёте себе сами, а автоматика — всего лишь полезный инструмент достижения целей, которые ставит себе человек.

Прогресс, как известно, не стоит на месте. Мы живем в эпоху стремительных изменений в науке и технике, которые постепенно меняют всю систему привычных отношений в обществе. Не зависимо от количества прожитых лет, любой склонный к анализу человек способен оглянуться назад и оценить изменения минувших дней, происходящие и в настоящем зачастую незаметно для большинства людей.

Но если заглянуть в далекое прошлое, то мы заметим, что раньше развитие науки и техники было более растянуто по времени и кардинально меняло жизнь общества вследствие фундаментальных научных открытий только раз в столетие или реже. Дебютный качественный скачок получил название первой промышленной революции, которую впоследствии назвали НТР (научно-техническая революция).

У всякой революции есть свои черты и особенности — и НТР здесь не исключение

• Универсальность: когда изменения происходят как в быту (появление телефона и персонального компьютера), так и на производстве (военная и гражданская техника, освоение космоса).

• Сокращение сроков запуска научных открытий в производство. К примеру, телефон пошел в производство спустя 56 лет после его изобретения, а солнечные батареи начали использовать уже через два года.

• Рост квалификации занятых на производстве работников.

• Войны — зло, но именно они дают резкий и качественный скачок: вспомним, что атомную бомбу изобрели именно в военное время — и как следствие появились мощности, которые сегодня обеспечивают электроэнергией многие страны мира. Ныне возобновляемая гонка вооружений не исключение, а использование военных разработок для мирных целей продолжается.

Четыре части НТР

1. Затраты на науку окупаются многократно: кто больше вкладывает в учёных и их исследования — тот и находится в авангарде производственных технологий и выигрывает в долгосрочной перспективе экономическую пальму первенства.
2. Развитие идёт в двух направлениях: совершенствуется существующая техника и разрабатываются новые технологии.
3. Новые направления на производстве:
   • автоматизируется производство и внедряются роботы;
   • цифруется производство, то есть происходит комплексное внедрение цифровой техники на всех этапах;
   • внедряются биотехнологии;
   • разрабатываются новые материалы (композиты, керамика, оптоволокно и др.)
   • сберегается энергия и разрабатываются новые её источники.
4. Управление: на смену локальным системам приходят комплексные системы управления во всех сферах нашей жизни.

В итоге мы наблюдаем кратное увеличение числа революций с момента первой промышленной. Сейчас глобальная НТР происходит как совокупность революций в отдельно взятых отраслях и сферах. Так, в мировом промышленном производстве на сегодняшний день идёт «Индустрия 4.0» — внедрение интеграционных комплексов автоматизации для масштабирования решений различных производственных задач и цифровизация производства, которая полностью изменит подходы к управлению в целых отраслях.