تعریف کامل از اتوماسیون صنعتی و مزایای آن.
اتوماسیون صنعتی به معنای استفاده از سیستم‌های کنترل (مانند کامپیوترها، ربات‌ها و ماشین‌آلات) برای انجام خودکار عملیات و فرآیندهای صنعتی، بدون نیاز به دخالت مستقیم انسان است.
به بیان ساده‌تر، اتوماسیون صنعتی، جایگزین کردن مغز و عضلات انسان با فناوری در کارخانه‌ها و صنایع است. این سیستم‌ها می‌توانند کارهایی مانند کنترل خط تولید، نظارت بر کیفیت، مونتاژ قطعات، بسته‌بندی و انبارداری را به صورت خودکار انجام دهند.
اجزای تشکیل دهنده اتوماسیون صنعتی
سنسورها : چشم و گوش سیستم هستند. پارامترهای فیزیکی مانند دما، فشار، سطح مایعات، جامدات و … را اندازه‌گیری می‌کنند.
کنترل‌کننده‌ها : مغز سیستم هستند. داده‌های سنسورها را دریافت کرده، براساس منطق ازپیش برنامه‌ریزی شده (مثلاً PLC) تصمیم‌گیری می‌کنند ودستورات لازم را به عملگرها می‌فرستند.
عملگرها : دست و پای سیستم هستند. دستورات کنترل‌کننده رابه حرکت فیزیکی تبدیل می‌کنند (مانند روشن/خاموش کردن یک موتور، باز یا بسته کردن یک شیر برقی، یا حرکت یک بازوی رباتیک).
سیستم‌های ارتباطی : سیستم عصبی هستند که اجزا را به هم متصل می‌کنند و امکان تبادل داده بین آنها را فراهم می‌کنند (مانند پروتکل‌های صنعتی.
نرم‌افزارهای نظارتی : رابط کاربری سیستم هستند. به اپراتور انسانی اجازه می‌دهند تا فرآیند را نظارت کند، داده‌ها را ببیند و در صورت لزوم تنظیمات را تغییر دهد.
مزایای اتوماسیون صنعتی
اتوماسیون صنعتی مزایای بسیار گسترده‌ای دارد که آن را به یکی از ارکان اساسی صنعت مدرن تبدیل کرده است.
افزایش بهره‌وری
ماشین‌آلات خودکار خسته نمی‌شوند، نیاز به استراحت ندارند و می‌توانند 24 ساعت شبانه‌روز و 7 روز هفته بدون توقف کار کنند. این امر منجر به افزایش چشمگیر نرخ تولید می‌گردد.
بهبود کیفیت و یکنواختی محصول
ربات‌ها و ماشین‌آلات با دقت بسیار بالا و بدون خطای انسانی کار می‌کنند. هر محصول دقیقاً مشابه محصول قبل تولید می‌شود که منجر به کاهش ضایعات و افزایش رضایت مشتری می‌شود.
کاهش هزینه‌های عملیاتی
اگرچه سرمایه‌گذاری اولیه بالا است، اما در بلندمدت با کاهش هزینه‌های نیروی کار، کاهش مصرف انرژی و مواد اولیه (به دلیل دقت بالا) و کاهش ضایعات، منجر به صرفه‌جویی قابل توجهی می‌شود.
افزایش ایمنی
با سپردن کارهای خطرناک، سخت و تکراری به ماشین‌آلات مانند جوشکاری، کار با مواد شیمیایی یا،بلند کردن بارهای سنگین احتمال بروز حوادث و برای نیروی انسانی به شدت کاهش می‌یابد.
انعطاف‌پذیری و یکپارچه‌سازی
خطوط تولید خودکار را می‌توان نسبتاً سریع برای تولید محصولات جدید یا تغییر در طراحی محصول، کرد.همچنین این سیستم‌ها به راحتی بانرم‌افزارهای مدیریت یکپارچه می‌شوند و جریان داده را در کل سازمان بهینه می‌کنند.
جمع‌آوری و تحلیل
سیستم‌های اتوماسیون مقادیر عظیمی ازداده را درهرلحظه جمع‌آوری می‌کنند. این داده‌ها برای نظارت بر عملکرد دستگاه‌ها، پیش‌بینی خرابی‌ها (نگهداری و تعمیرات پیش‌بینانه)، بهینه‌سازی فرآیند و تصمیم‌گیری استراتژیک بسیار ارزشمند هستند.
چالش‌های اتوماسیون صنعتی
سرمایه‌گذاری اولیه بالا : خرید، نصب و راه‌اندازی سیستم‌های خودکار بسیار پرهزینه است.
نیاز به نیروی متخصص : نگهداری، برنامه‌ریزی و عیب‌یابی این سیستم‌ها به نیروی کار بسیار آموزش‌دیده و متخصص نیاز دارد.
کاهش اشتغال در برخی مشاغل : اتوماسیون می‌تواند منجر به حذف برخی مشاغل یدی و تکراری شود که یک چالش اجتماعی محسوب می‌شود.
وابستگی به فناوری و آسیب‌پذیری : خرابی یا هک یک سیستم کاملاً خودکار می‌تواند کل خط تولید را متوقف کند و امنیت سایبری را به یک نگرانی مهم تبدیل کرده است.
فناوری‌های کلیدی و پیشرفته در اتوماسیون صنعتی
رباتیک پیشرفته
دیگر فقط ربات‌های ثابت و غول‌پیکر نیستند. ربات‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که می‌توانند به طور ایمن و بدون حفاظ در کنار انسان‌ها کار کنند و در بخشهایی که نیاز به دقت ماشین و مهارت انسان دارد، کمک می‌کنند.
اینترنت اشیاء صنعتی
قلب تپنده صنعتبه معنای اتصال گسترده دستگاه‌ها، سنسورها و ماشین‌آلات صنعتی به اینترنت است تا بتوان داده‌ها را جمع‌آوری، مبادله و تحلیل کرد. این امر امکان پیش‌بینی شرایط را فراهم می‌کند؛ یعنی قبل از اینکه یک دستگاه خراب شود، سیستم بر اساس تحلیل داده‌هایش خرابی قریب‌الوقوع را پیش‌بینی و برای تعمیر آن برنامه‌ریزی می‌کند.
هوش مصنوعی و یادگیری ماشین
ازهوش مصنوعی برای تحلیل داده‌های عظیم تولیداستفاده می‌شود. سیستم می‌تواند الگوهای پنهان را کشف، فرآیندها را بهینه و حتی کیفیت محصول را به صورت دقیق پیش‌بینی و کنترل کند.
واقعیت افزوده AR و واقعیت مجازی VR
AR برای آموزش اپراتورها، عیب‌یابی سریع با نمایش اطلاعات دیجیتال روی دستگاه فیزیکی و راهنمایی از راه دور متخصصان به کار می‌رود.
VR برای طراحی و شبیه‌سازی خط تولید قبل از راه‌اندازی واقعی و آموزش ایمن پرسنل در محیطی مجازی استفاده می‌شود.
سیبرفیزیک
اساس این سیستم‌ها ادغام کامل دنیای فیزیکی (ماشین‌آلات) به دنیای دیجیتال هستند. در این سیستم‌ها، یک کپیدیجیتال از یک فرآیند یا دستگاه فیزیکی ایجاد می‌شود که می‌توان بر روی آن شبیه‌سازی و آزمایش انجام داد و نتایج را در دنیای واقعی اعمال کرد.
جمع‌بندی و نگاه به آینده
اتوماسیون صنعتی یک تحول اجتناب‌ناپذیر در دنیای صنعت است که هدف نهایی آن افزایش کارایی، کاهش هزینه‌ها، بهبود کیفیت و ایجاد ایمنی بیشتراست. اگرچه چالش‌هایی به همراه دارد، اما مزایای آن به حدی قوی است که ادامه روند توسعه آن را درصنعت و اینترنت اشیاء صنعتی تضمین می‌کند. آینده صنعت به هوشمندتر شدن، متصل‌تر شدن و خودکارترشدن هرچه بیشتروابسته است.
اتوماسیون صنعتی دیگر فقط درباره خودکار کردن سیستم است.تحول ازاتوماسیون سخت که درآن ماشین‌ها فقط یک روش ازپیش تعریف شده را انجام می‌دهندبه سمت اتوماسیون انعطاف‌پذیر وهوشمند درجریان است.
آینده اتوماسیون صنعتی در گرو سیستم‌های خود سازمانده مستقل و قابل پیکربندی مجدد است که می‌توانند به صورت پویا با تغییرات در تقاضا، محصولات جدید یا شرایط غیرمنتظره سازگار شوند.
این سفر از مکانیزه کردن ساده شروع شد و اکنون به سمتی پیش می‌رود که در آن ماشین‌ها نه تنها کار می‌کنند، بلکه می‌بینند، فکر می‌کنند، یاد می‌گیرند و با یکدیگر و با انسان‌ها همکاری می‌کنند تا بهره‌وری، کیفیت و ایمنی را به سطحی کاملاً جدید برسانند.
منبع www.faratap.ir