Автоматизация технологических процессов: задачи, правила, этапы

Автоматизация производства — ключевой фактор повышения конкурентоспособности промышленного предприятия, позволяющий обеспечить высокое качество продукции и рост производительности, сократить производственные затраты и время выполнения операций, а также создать условия для повышения эффективности управления, быстрого реагирования на изменения спроса и непредвиденные сбои.

Автоматизация технологических процессов и производств подразумевает применение аппаратных и программных средств, позволяющих минимизировать участие человека в производственных процессах.

В зависимости от используемых технологий и степени участия человека в производственных процессах, выделяют следующие уровни автоматизации:

• Частичный. Предусматривает автоматизацию отдельных операций или технологических процессов. Как правило, в первую очередь автоматизируются наиболее сложные, трудоемкие или опасные для человека задачи.
• Комплексный. Подразумевает автоматизацию технологического участка, цеха или всего производства, при которой машины и программное обеспечение выполняют операции и управляют технологическими процессами, а человек осуществляет функции наблюдения, контроля, обслуживания, наладки оборудования и устранения сбоев.
• Полный. Наивысший уровень, при котором автоматизация охватывает все процессы, связанные с изготовлением продукции — от проектирования до контроля качества и управления ресурсами, при этом человек взаимодействует с общей системой управления на уровне принятия стратегических решений, анализа данных и общего контроля.

Цель использования автоматизированных средств заключается в повышении конкурентоспособности предприятия за счет решения следующих задач:

• повышение производительности труда, ускорение производственных процессов;
• улучшение качества продукции за счет повышения точности выполнения операций;
• снижение производственных затрат на сырье и материалы, оплату труда, минимизация отходов и брака;
• сокращение ошибок, связанных с человеческим фактором;
• обеспечение прозрачности процессов и контроля производства на всех этапах;
• повышение эффективности управления производством.

При внедрении автоматических систем и оборудования необходимо соблюдать следующие правила:

• Согласованность. Работа всех автоматизированных элементов системы должна быть синхронизирована для исключения сбоев в процессе.
• Гибкость. Система должна легко адаптироваться под новые задачи, оперативно и с минимальными затратами переключаться на выпуск новой продукции, изменять объемы производства или его параметры.
• Комплексность. Оборудование и автоматизированные решения должны легко встраиваться в существующую инфраструктуру для создания единого информационного пространства.
• Независимость. Операции и процессы должны выполняться в автоматическом режиме с минимальным участием человека.

Внедрение автоматизированных систем управления технологическими процессами включает следующие этапы:

1. Анализ. Оценка эффективности текущих производственных процессов, выявление узких мест.
2. Определение целей и задач. Установление четких требований к системе, описание ожидаемых результатов.
3. Проектирование. Выбор оборудования и технологий, разработка технической документации и планов по внедрению автоматизации.
4. Внедрение. Установка оборудования, внедрение программного обеспечения, настройка и тестирование перед вводом в эксплуатацию.
5. Обучение персонала. Подготовка кадров для работы с новой автоматизированной системой.
6. Мониторинг и анализ. Постоянный контроль, обновление и модернизация системы по мере необходимости.

Для автоматизации производства используется широкий спектр инструментов и технологий, включая:

• Автоматизированное оборудование. Станки с числовым управлением, промышленная робототехника и другие виды оборудования, которые обеспечивают выполнение различных технологических операций.
• Датчики, контроллеры, исполнительные механизмы. Устройства, которые собирают и обрабатывают данные о работе оборудования, а также обеспечивают регулирование и управление параметрами его работы.
• Программное обеспечение. Комплекс систем, предназначенных для автоматизации проектирования, диспетчерского управления, планирования производства и ресурсов предприятия.

Система Adeptik APS — автоматизированный инструмент для повышения эффективности производственного планирования, который может быть использован на предприятиях различных отраслей промышленности. В системе применены технологии искусственного интеллекта, которые обеспечивают возможность быстрой обработки больших объемов данных и нахождения решений по оптимизации производственных процессов.

Система позволяет проводить сквозное планирование от закупок сырья и материалов до выпуска готовой продукции, формировать производственное расписание с детализацией до уровня отдельных операций, моделировать разные сценарии плана и вносить корректировки при возникновении непредвиденных отклонений.

Формирование планов и расписаний происходит с учетом множества критериев и ограничений, включая приоритетность заказов, доступность оборудования, квалификация персонала, наличие материалов и т. д. За счет многокритериальной оптимизации минимизируется время прохождения заказов, обеспечивается снижение производственных затраты и повышение эффективности производства.