Автоматизация производства и процессов на предприятии

В условиях стремительно развивающихся технологий предприятиям необходимы новые решения, позволяющие:

• • увеличивать объемы выпускаемой продукции;

 

• • осуществлять трудоемкие технические задания за меньший промежуток времени;

 

• • сокращать расходы сырья и отходов;

 

• выполнять недоступную человеческим рукам работу.

Решить данный ряд задач под силу только инновационным системам, таким, как автоматизация производства, т.е. передача управленческих и контрольных функций от человека к техническому оборудованию.

Внедрение автоматизации на производство

Основная роль внедрения систем автоматизации – повышение уровня эффективности, мобильности и облегчения труда сотрудников. Благодаря этим изменениям возрастает уровень конкурентоспособности на рынке, идет мощное использование ресурсной базы.

Автоматизация производства может быть осуществлена в нескольких вариантах:

1. 1. Частичная. Автоматизации подвергается лишь некоторое оборудование, которое выполняет ряд действий, недоступных или сложных для человека.

 

1. 1. Комплексная. Охватывает производственную цепь отдельного цеха или узла, выполняющего ряд действий по решению определенной задачи.

 

1. Полная. Осуществляется переход контроля и управления на специальное оборудование, охватывающее все этапы производства. Это происходит в случае устойчивого и практичного режима, а также когда условия труда крайне опасны или непосильны для работника.

Для лучшего определения степени автоматизации следует знать ее эффективность для конкретного типа производства.

Основные элементы автоматизации производства

Инновационные производственные системы включают в себя:

1. 1. Роботов, внедренных непосредственно в центр промышленного процесса. Их стремительное распространение связано с развитием микроэлектроники.

 

1. 1. Системы контроля качества. Они функционируют на базе ЭВМ. Технические приложения, отвечающие за оценку уровня качества продукции.

 

1. 1. Автоматизированные системы проектирования. Используются во время разработок новых изделий и подготовки технико-экономических документов.

 

1. 1. Роботизированные технологические комплексы (РТК). Служат для программного обеспечения и коммуникаций между инновационными устройствами.

 

1. 1. Автоматизированные системы для складских помещений. Позволяют проводить инвентаризацию, процессы получения и отправки товара, а также нахождения определенной группы продукции на складе.

 

1. Гибкие системы. Отвечают за перемещение обрабатываемых технических деталей и смену инструментов.

Автоматизация производства постепенно переходит на новый уровень.

Где применяют автоматизацию

На сегодняшний день, когда технологии не стоят на месте, а ведущие разработчики удивляют мир все новыми открытиями, очень важно идти в ногу с развитием.

По причине того, что с каждым годом появляются все новые разработки, названия которых многим и по сей день остаются незнакомыми, в мыслях многих людей возникает вопрос вроде: «Автоматизация – что такое и для чего она необходима?»

В виду того, что на улице уже 21 век, человечество давно решило перейти от работы, выполненной вручную, на использование машинной техники. Безусловно, ручной труд ценится и на сегодняшний день. Однако чтобы производительность была более продуктивной, одной такой работы будет мало.

Для того чтобы условия труда были максимально комфортными для людей, а процесс функционирования техники – более усовершенствованным и приспособленным для его легкой эксплуатации, технологами и была создана автоматизация.

На сегодняшний день эта система реализует себя в различных направлениях, к примеру, в таких случаях, как:

1. 1. Автоматизация производства создана для улучшения системы внутреннего труда. Допустим, более укомплектованные машины, позволяющие обеспечить работой больший объем производства.

 

1. 1. Обучающая система предназначена для работы с техникой, которая дает возможность расширить варианты получения информации, и способствует обучению новым программам.

 

1. 1. Автоматизация задействует области проектирования, планирования и управления.

 

1. Она реализует бизнес-процессы.

Система технического обеспечения помогает повысить производительность труда, способствует усовершенствованию качества производства продукции.

Автоматизация путем устранения ручной работы

Помимо перечисленных преимуществ она также направлена на защиту человеческого организма. Так, существуют предприятия, где находится человеку противопоказано, например, изготовление табака или алюминия. Автоматизация производства обеспечивает полное устранение человеческого труда, заменяя его специализированными машинами.

Автоматизация также применяется в местах обслуживания, таких, как кафе и рестораны, магазины, супермаркеты и прочие.

В таких заведениях крайне важна структура выполняемых процессов. Из этого следует:

1. 1. Наличие штрих-кодов – помогают маркировать и фиксировать товар, тем самым сразу вбивается в базу данных информация о приходе продукции.

 

1. 1. Сканер штрих-кода – выдает данные о наличии или отсутствии продукта. Каждая единица выбивается под определенным кодом, что позволяет отслеживать его количество на момент приема и окончания реализации продукции.

 

1. Система для ведения отчетности – ежедневной и квартальной.

Благодаря новейшим разработкам многие сотрудники могут не только получить подобающие условия труда, но и возможность переквалифицироваться, что в свою очередь обеспечит рост компании и развитие сотрудников.

Что такое автоматизация технологических процессов и производств?

Итак, рассмотрим, что же собой представляет автоматизация производства:

1. 1. Сложный процесс технологического оснащения, без которого не обходится ни одно производство. Ведь это упроститель управления производственными этапами для понижения стоимости производимой продукции и для облегчения труда сотрудников.

 

1. 1. Последующее развитие и модернизирование технологических процессов переработки продуктов газонефтяной промышленности, которое связано с созданием установок большой мощности, оборудованных новых оснащением.

 

1. Современная техника должна надежно эксплуатироваться в течение долгого времени при оптимальных режимах работы. Решение таких задач становится возможным при условии постоянного совершенствования технологий.

Важным требованием на современных предприятиях считается продуктивность и качество применяемых методов. Ведь механизация и автоматизация производства – это постепенный комплекс мероприятий, предусматривающих замену мануфактурных операций на современные технологии.

Механизация изготовления продукции непрерывно развивается, совершенствуется и перетекает от предыдущих к более совершенным формам. Автоматизация процессов производства обеспечивает выполнение большей части ручных операций машинами и механизмами.

Высшей степенью автоматизации считается беспрерывный цикл работ, где человек играет роль оператора или контролера. Отметим, что системы автоматизации производства нужны для управления и контроля, поддержания необходимого режима работы агрегатов, диагностики оборудования и формирования отчетности.

Средства автоматизации производства включают приборы для фиксирования, обработки и передачи информации на таком производстве. С их помощью происходит регулирование, управление и контроль по линиям выпуска продукции.

Автоматизация процессов производства

Автоматизация процессов производства обладает наиболее выгодным экономическим аргументом в пользу интегрирования ряда систем в силу сокращения расходов на аппаратную часть.

Потому комплексная автоматизация производства включает:

• • высокую информативность;

 

• • возможность анализа технологической обстановки;

 

• • высокую точность измерения технологических параметров и их регулирования;

 

• • автоматическая дозировка компонентов;

 

• • перспектива расширения систем управления;

 

• возможность создания автоматических рабочих мест.

Теория организации и кибернетика определяют процесс как последовательную смену состояний системы или объекта, приводящей к изменениям и развитию.

Функционирование производства невозможно без задействования четырех видов этапов:

Автоматизация процессов производства минимизирует влияние человеческого фактора и используется в целях обеспечить повышение:

• • скорости выполнения многократно повторяющихся задач;

 

• • качества работы;

 

• • количества данных, которыми возможно оперировать для расчета и поддержки процессов;

 

• • точности управления;

 

• скорости выбора вариантов решений для стандартных и внештатных ситуаций.

Автоматизация процессов производства – инструмент повышения качества управления на каждом из уровней иерархии компании:

Стратегический менеджмент осуществляется владельцем или руководителем компании и главами структурных подразделений.

Автоматизация процессов производства, как разработка тактики, выполняется бухгалтерией и технологическими отделами с использованием специализированного ПО для управления хранением и распределением ресурсов, расчета финансовых и материальных затрат на выполнение задач, контроля качества продукта, проведения ТО и ремонтов. К данному уровню относится внедрение программных средств для экономического отдела, логистики, закупок.

SCADA

Механизация и компьютеризация диспетчерского управления используется для того чтобы обеспечить наглядное представление информации датчиков и индикаторов, задача которых отслеживание функционирования промышленного оборудования для:

• • корректирования показателей на основе программ действий или при инициации изменений оператором;

 

• • организации хранения данных на сервере;

 

• • отслеживания динамики работы;

 

• формирования отчетной статистики для передачи высшим руководителям.

Автоматизация процессов производства на нижнем диспетчерском уровне проводится при помощи систем телеметрии и централизованного удаленного управления объектами и процессами.

Задачи сети – передача команд и прием данных индикаторов на оборудовании вне зависимости от того, на каком расстоянии от оператора расположен объект.

Распределенная система управления (DCS), интеллектуальная сеть на базе программируемых логических контроллеров (ПЛК) выполняет стандартные задачи и отличается дополнениями:

• • дает возможность наблюдать работу объекта с любого компьютера при наличии ПО;

 

• • на рабочую станцию передаются данные различных форматов;

 

• дистанционная отладка параметров работы системы доступна в режиме реального времени.

Недостатком сложных SCADA считается существенное количество кабелей, необходимых для функционирования, но если интегрировать датчики со встроенным модулем-микропроцессором, данная проблема решается.

Вторая трудность заключается в требовании для проектирования и внедрения интеллектуальных систем нового поколения квалифицированных специалистов с навыками программирования и системного анализа.

Субконтракция – верное решение для предприятий, заинтересованных в модернизации производства и автоматизации процессов.

Функции, структура и уровни автоматизации

Исследование автоматизированных систем сбора и обработки информации управления технологическими процессами требует внедрения специального построения сетей передачи данных, которые конструируются по иерархическому принципу, имея многоуровневую структуру.

Уровни автоматизации производства:

1. 1. Нулевой – участие человека исключается только для выполнения рабочих ходов.

 

1. 1. Автоматизация рабочего цикла первого уровня исключает участие человека при выполнении холостых ходов на конкретном оборудовании.

 

1. 1. Автоматизация второго уровня. Здесь решаются вопросы доставки и отгрузки, контроля управления системами машин и удаления отходов.

 

1. Третий уровень автоматизации. Охватывает все этапы процесса производства, начиная от самых простых и заканчивая испытаниями и отгрузкой готовой продукции.

Отметим, что комплексная автоматизация промышленных производств требует полного освоения первоначальных уровней. Это связано с высокой технической оснащенностью и капитальными вложениями производств.

Полная автоматизация эффективна в том случае, если они направлены на объемную программу выпуска изделий.

Технологические процессы автоматизации и управления производства

Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами способствует успешному развитию нынешних субъектов индустрии.

Технологические решения на основе применения электронного оборудования и программного снабжения направлены на:

• • повышение качества и конкурентоспособности продукции;

 

• • снижение энергопотребления;

 

• • уменьшение себестоимости;

 

• • сокращение количества задействованного персонала;

 

• • увеличение объемов изготавливаемых товаров;

 

• расширение рынков сбыта.

Использование средств автоматизированного управления оптимизирует производственные процессы и уменьшает затраты.

Проектирование систем автоматизации технологических процессов на производстве

Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами представляет собой использование средств компьютерного и программного снабжения.

Создание системы автоматизации нацелено на эффективное управление технологиями и механизмами промышленного объекта.

На первых этапах проектирования таких систем разрабатывается техническое задание.

При эксплуатации автоматизированных систем осуществляют монтаж, программирование и настройку аппаратной оснастки.

В проектах автоматизации описываются главные свойства создаваемой системы управления. Также вносятся основные технические решения и схемы построения комплекса.

Ниже представлена структура проектов:

1. 1. Карта распределения предметов автоматики на совместном плане промышленного объекта.

 

1. 1. Рабочие схемные чертежи автоматического контроля, регулирования, сигнализации и питания.

 

1. 1. Расчет доходов и затрат на ведение системы автоматизированного управления.

 

1. 1. Описание технических постановлений.

 

1. 1. Заявка на недостающее технологическое оборудование.

 

1. Расчеты экономических результатов от эксплуатации автоматизированных технологий.

Кроме формулировки технического задания, на производствах проводятся аудиторские проверки для выбора наиболее подходящих программных и технических ресурсов автоматизации.

Оборудование систем автоматизации и управления на производствах

Компании, оказывающие инжиниринговые услуги, в том числе составление системы автоматизированного управления технологическими процессами, имеют в продаже следующее оборудование:

• • регулирующие щиты;

 

• • шкафы распределения;

 

• • сигнализационные устройства;

 

• реле, контроллеры, выключатели;

• • пусковые и защитные устройства электротехнической оснастки;

 

• средства программного обеспечения.

В процессе реализации проектов инженеры-технологи устанавливают оптимальное расположение приборов автоматизации на технологическом оборудовании, размещение пультового управления, щитов, прокладки кабельных магистралей.

 

Особенности автоматизации технических процессов и производств

Что представляют собой новые технологии по автоматизации производственных процессов?

Автоматизация технических процессов и производств (АТПП) – совокупность систем и современного оборудования, способствующие снижению участия человеческого фактора в процессе изготовления продукции.

Такие технологии позволяют в значительной степени ускорить производственные процессы и улучшить качество выпускаемых товаров, снижая до минимума возможность брака или допущения ошибок.

Автоматизация может затрагивать как отдельные технологические процессы и элементы оборудования, так и быть основной системой деятельности, охватывая все этапы производства. .

Внедрения современных методов для автоматизации технических процессов

Основой АТПП является перераспределение технических процессов согласно с намеченными критериями оптимального регулирования рабочей деятельности предприятия.

Внедрение автоматизации может проходить несколькими путями:

1. 1. АТПП в частичном виде. Изменения касаются отдельного оборудования (машины, аппарата, станка) и выполнимых операций. Применяется в тех случаях, когда человек не может справиться со сложной технической задачей. Частичная АТПП работает с действующим оборудованием.

 

1. 1. АТПП в комплексном виде. Данное усовершенствование касается технологического участка, цеха, производственной линии, которые функционируют в качестве единой системы.

 

1. Целостная автоматизация производства. Наивысший уровень автоматизации, в котором контроль передается техническому управлению. На масштабных предприятиях такую систему используют нечасто. Это связано с тем, что некоторое функциональное оборудование требует контроля человеком.

Автоматизации присущ ряд преимущественных показателей, которые полностью оправдывают заинтересованность предприятий во внедрении автономных технологий в рабочий процесс:

• • снижение количества сотрудников, обслуживающих оборудование;

 

• • повышение объема товарных единиц, выпускаемых на производстве;

 

• • рост показателей эффективности и успешности процесса изготовления продукции;

 

• • улучшение качественных характеристик произведенного товара;

 

• • снижение сырьевого расхода;

 

• • стабильное функционирование производства;

 

• • обеспечение персоналу безопасных условий для труда;

 

• • уменьшение количества отходов;

 

• понижение затрачиваемых ресурсов на производстве.

Автоматизация технических процессов и производств происходит путем постепенного внедрения современных методов и систем, требующих полного освоения каждого отдельного технологического уровня.

Автоматизация процессов в бизнесе

Автоматизация процессов в бизнесе обеспечивает постоянное развитие компании, повышение конкурентоспособности и увеличение дохода, облегчает анализ данных, планирование и управление:

Автоматизация процессов проводится на трех уровнях деятельности компании:

• • нижний (исполнительный) – для регулярно повторяющихся операций, конвейерное производство, поддержание параметров среды и режимов работы в заданном диапазоне;

 

• • средний (тактический) – распределяет задачи между компонентами нижнего уровня, участвует в процессах планирования и управления ресурсами и данными;

 

• верхний (стратегический) – менеджмент предприятия, аналитика и прогнозирование.

В первую очередь передача ИИ функций управления и контроля применяется на производстве, бухгалтерии при документообороте.

Технологическая автономная система функционирует в соответствии с основополагающими принципами:

«Электронные Офисные Системы» предназначены для выполнения автоматизации процессов менеджмента. Данный вид программного обеспечения упрощает и стандартизирует управление корпоративным контентом, документацией и рабочими процессами.

EOS обеспечивает:

• • сбор аналитической информации;

 

• • организованное хранение, структурирование и унификацию данных;

 

• • быстрый ответ на контекстные и атрибутивные запросы;

 

• • создание и согласование проектов;

 

• • удаленный и коллективный просмотр и редактирование в едином пространстве;

 

• • подключение клиентских приложений;

 

• передача поручений и отчетов о выполнении.

Автоматизация процессов на производстве (внедрение новых технических и технологических решений) выполняет ряд функций:

1. 1. Способствует увеличению выработки. Модернизация оборудования приводит к увеличению КПД, снижению себестоимости товара, повышению количества выпускаемой продукции за единицу времени.

 

1. 1. Снижает затраты на производство. Сроки окупаемости автоматизации процессов рассчитывают в зависимости от масштабов и специализации предприятия. По истечению этого срока использование интегрированной системы сокращает производственные расходы.

 

1. 1. Оптимизирует количество персонала. Для управления автоматизированной системой требуется меньшее количество специалистов.

 

1. 1. Повышает качество продукции. Новое оборудование сокращает время производства и позволяет использовать другие виды сырья и материалов для повышения уровня качества товаров.

 

1. Уменьшает эксплуатационные затраты. Высокотехнологичное автоматизированное оборудование требует меньшего количества вспомогательных ресурсов, электроэнергии и других.

Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами на выставках

На базе павильонов ЦВК «Экспоцентр» ежегодно проводятся выставочные мероприятия для всех отраслей промышленности.

Деловая программа выставок состоит из конгрессов, форумов, круглых столов, презентаций, пресс-конференций, где обсуждаются вопросы повышения качества производимой продукции благодаря внедрению систем автоматизированного управления.

Экспоненты выставки смогут продемонстрировать собственные производственные достижения в виде графических отчетов на электронных стендах после установки средств автоматики в технологические линии промышленного объекта.

Автоматизация процессов в бизнесе на выставках

Внедрение автоматизированных процессов облегчает задачи менеджмента и маркетинга. Благодаря таким системам исключается процент погрешностей планирования, проектирования и разработки. Повышается уровень аналитики, и модернизируются производственные процессы.

Найти поставщиков специализированного ПО или технологичного оборудования, заключить контракты на интегрирование автоматизированного узла в структуры компании и техническую поддержку можно на отраслевых выставках и конгрессах.

Автоматизация планирования производства

В то время как компьютерные и производственные технологии сделали колоссальный рывок в развитии, оставаться на уровне ручного труда абсолютно нецелесообразно. И предприятия не стоят на месте, а развитие автоматизации производства идет ускоренными темпами. Тем более стоит ближе присмотреться к автоматизированным технологиям. Что они собой представляют и для чего нужны?

Само понятие автоматизация означает процесс, вследствие которого на предприятиях, в компаниях и учреждениях процессы, производственные и управленческие, выполняются с помощью механизмов, а операции, требующие человеческого присутствия, сокращаются.

Автоматизация, как и любой другой процесс, имеет как позитивные, так и негативные последствия.

К позитивным характеристикам относятся следующие факторы:

• • сокращение фонда оплаты труда;

 

• • увеличение объема производимой продукции;

 

• • повышение эффективности производственного процесса;

 

• снижение вероятности проявления человеческого фактора.

Однако помимо положительных характеристик у данного процесса есть и отрицательные, главная среди которых – сокращение рабочих мест, и, как следствие, повышение безработицы и снижение покупательной способности людей.

Автоматизация и планирование процессов производства на предприятиях

В случае если предприниматель собирается осуществить внедрение автоматизации на производстве, ему необходимо разобраться в основных ее особенностях. Это нужно в первую очередь, для того чтобы уменьшить подготовительный процесс и сократить расходы на введение такого процесса.

Основы автоматизации производства включают в себя такие главные принципы:

• • процессы, которые автоматизируются, должны быть согласованны между собой;

 

• • проводимые операции проводятся с минимумом перерывов;

 

• • автоматизируемые процессы должны быть ритмичными;

 

• действия выполняются параллельно, когда одновременно запускаются сразу несколько процессов.

После того как с главными правилами определились, нужно выявить, какие процессы будут автоматизироваться. Это производственные, управленческие этапы или планирование.

Автоматизация планирования производства основана на использовании программ, обеспечивающих быстрый и точный сбор информации, а также производящих прогнозные действия. Такие программы, основываясь на заданных параметрах, достаточно быстро анализируют большой объем данных и выдают точный результат.

Автоматизация управлением производства не так широко распространена, как предыдущая. Это связано с тем, что принятие управленческих решений основывается не только на объективных данных, но и на интуиции управленческого коллектива.

Выделяют такие степени автоматизации производства:

1. 1. Частичная. Степень, при которой данный процесс прошли отдельные производственные агрегаты и приборы.

 

1. 1. Комплексная. Это степень, когда автоматизации подверглись целые цеха или же отделы. Они работают обособленно и выполняют конкретную задачу.

 

1. Полная. Вид вовлеченности в процесс, при которой производство полностью функционирует автономно.

Чаще всего на предприятия внедряют автоматические процессы первой или же второй степени. Третья же пока остается перспективной и практически не встречается на практике.

Существуют разные системы автоматизации управления производством, например, такие как MMS, ERP и так далее.

Более подробно ознакомиться этой тематикой можно, посетив специализированные выставочные мероприятия. На них непременно будут освещаться такие вопросы, как механизация и автоматизация производства и управления. К тому же в их рамках проводят конференции и семинары. А также происходит наглядная демонстрация продукции, такой, как программы для автоматизации производства.

К тому же у участников подобных выставок появится возможность продемонстрировать собственные достижения в данной сфере. Заключить выгодные контракты и договора, изучить продукцию конкурентов. Подыскать новых или же перезаключить контракты с уже существующими поставщиками.

Понятие и принципы автоматизации процессов производства

Автоматизация процессов производства заключается в том, что часть функций управления, регулирования и контроля технологическими комплексами осуществляется не людьми, а роботизированными механизмами и информационными системами. Фактически ее можно назвать основной производственной идеей 21 века.

 

Принципы

На всех уровнях предприятия принципы автоматизации производственных процессов одинаковы и едины, хотя и отличаются масштабом подхода к решению технологичных и управленческих задач. Эти принципы обеспечивают эффективное выполнение требуемых работ в автоматическом режиме.

Принцип согласованности и гибкости

Все действия в рамках единой компьютеризированной системы должны быть согласованы друг с другом и с похожими позициями в смежных областях. Полная автоматизация оперативных, производственных и технологических процессов достигается за счет общности выполняемых операций, рецептур, графика и оптимального сочетания методик. При невыполнении этого принципа нарушится гибкость производства и комплексное выполнение всего процесса.

Особенности гибких автоматизированных технологий

Использование гибких производственных систем – ключевая тенденция в современной автоматизации. В рамках их действия выполняется технологическая оптимизация за счет слаженности работы всех системных элементов и возможности быстрой замены инструментария. Используемые методики позволяют эффективно перестроить имеющиеся комплексы под новые принципы без серьезных затрат.

Создание и структура

В зависимости от уровня развития производства гибкость автоматизации достигается за счет слаженного и комплексного взаимодействия всех элементов системы: манипуляторов, микропроцессоров, роботов и т. д. Причем помимо механизированного изготовления продукции, в этих процессах задействованы транспортные, складские и прочие подразделения предприятия.

Принцип завершенности

Идеальная автоматизированная производственная система должна представлять собой завершенный циклический процесс без промежуточной передачи продукции в другие подразделения. Качественное выполнение этого принципа обеспечивается:

• многофункциональностью оборудования, позволяющего за одну единицу времени обрабатывать сразу несколько видов сырья;
• технологичностью изготавливаемого товара за счет сокращения требуемых ресурсов;
• унификацией производственных методов;
• минимумом дополнительных наладочных работ после запуска оборудования в эксплуатацию.

Принцип комплексной интеграции

Степень автоматизации зависит от взаимодействия процессов производства друг с другом и с внешним миром, а также от скорости интеграции отдельной технологии в общую организационную среду.

Принцип независимого выполнения

Современные автоматизированные системы функционируют по принципу: «Не мешай машине работать». Фактически все процессы в течение производственного цикла должны выполняться без участия человека, допускается лишь минимальный контроль с его стороны.

Объекты

Автоматизировать производство можно в любой сфере деятельности, но наиболее эффективно компьютеризация работает в отношении сложных монотонных процессов. Такие операции встречаются в:

• легкой и тяжелой промышленности;
• топливно-энергетическом комплексе;
• сельском хозяйстве;
• торговле;
• медицине и т. д.

Машинизация помогает в технической диагностике, ведении научной и исследовательской деятельности в рамках отдельного предприятия.

Цели

Внедрение на производстве автоматизированных средств, которые способны усовершенствовать технологические процессы, является ключевым залогом прогрессивной и эффективной работы. К ключевым целям автоматизации производственных процессов относят:

• сокращение численности персонала;
• увеличение производительности труда за счет максимальной автоматики;
• расширение линейки продукции;
• рост объемов производства;
• улучшение качества товаров;
• уменьшение расходной составляющей;
• создание экологически чистого производства за счет снижения вредных выбросов в атмосферу;
• внедрение высоких технологий в обычный производственный цикл с минимальными затратами;
• повышение безопасности технологичных процессов.

При достижении этих целей предприятие получает массу преимуществ от внедрения механизированных систем и окупает затраты на автоматизацию (при условии стабильного спроса на продукцию).

Качественное выполнение поставленных задач механизации определяется внедрением:

• современных автоматизированных средств;
• индивидуально разработанных методов компьютеризации.

Степень автоматизации зависит от интеграции инновационного оборудования в существующую технологическую цепочку. Уровень внедрения оценивается индивидуально в зависимости от особенностей конкретного производства.

Компоненты

В составе единой автоматизированной производственной среды на предприятии рассматриваются следующие элементы:

• системы проектирования, используемые для разработки новой продукции и технической документации;
• станки с программным управлением на базе микропроцессоров;
• промышленные роботизированные комплексы и технологичные роботы;
• компьютеризированная система контроля качества на предприятии;
• технологичные склады со специальным подъемно-транспортным оборудованием;
• общая автоматизированная система управления производства (АСУП).

Автоматизация в промышленности – крупный рынок, который продолжит расти

По данным аналитиков Fortune Business Insights [1] , к 2026 году рынок промышленной автоматизации вырастет до суммы в $300 млрд, показывая совокупный среднегодовой темп роста около 8,5%.

Понятие промышленной автоматизации включает в себя множество элементов, таких как программируемые контроллеры (PLC), системы безопасности, SCADA-системы, приводную технику, ЧПУ, КИП, MES-системы и связанные программные продукты. Смежными областями являются также насосы и моторы, робототехника, системы погрузочно-разгрузочных работ, программное обеспечение для управления цепочками поставок, системы автоматизации зданий, низковольтная коммутационная аппаратура.

Лидеры рынка неизменны на протяжении многих лет, их решения проверены временем и используются на многих предприятиях. Несменяемость позиций во многом связана с тем, что производители предлагают законченную инфраструктуру, и с точки зрения эксплуатации клиентам выгодно иметь оборудование одного вендора, так как это облегчает поиск и замену комплектующих, а также подготовку обслуживающего персонала.

Лидеры рынка

Приведем статистику по выручке крупнейших игроков рынка промышленной автоматизации.

Siemens – безоговорочный лидер в Старом Свете. Большинство промышленных предприятий Западной и Восточной Европы применяют решения данного производителя. Наиболее востребованы такие его продукты как контроллеры, ЧПУ, приводы. Очень популярна продукция данного производителя и в России, особенно известна линейка контроллеров S7.

В Новом Свете продукция Siemens ценится значительно ниже: там вендор занял лишь девятое место по выручке. В Северной Америке в лидеры уверенно выбивается Emerson, со своей линейкой продуктов Delta V.

Компания ABB имеет четыре подразделения: «Электрооборудование», «Промышленная автоматизация», «Электроприводы» и «Робототехника и дискретная автоматизация» – объединенных общей цифровой платформой ABB Ability. Бизнес-подразделение ABB «Электрические сети» перейдет в компанию Hitachi в 2021 году.

Schneider Electric – крупный поставщик коммутационного оборудования. Но кроме того компания предлагает платформу для автоматизации EcoStruxure, которая позволяет активно внедрять технологии IIoT.

Региональная сегментация

В зависимости от региона рынок систем промышленной автоматизации и управления делится на Северную Америку, Европу, Азиатско-Тихоокеанский регион, Латинскую Америку, Ближний Восток и Африку. Доля Азиатско-Тихоокеанского региона в общем объеме рынка в 2018 году составила более 30,0% благодаря присутствию ключевых игроков рынка и новых компаний в регионе.

Некоторые из известных региональных игроков — это Kawasaki Robotics, Mitsubishi Electric Factory Automation и Yokogawa Electric Corporation. Кроме того, ожидается, что в Азиатско-Тихоокеанском регионе будет наблюдаться значительный рост, при этом здесь самый высокий показатель ежегодного прироста (CAGR) он должен составить 11,0% в период до 2025 года.

Рост Азиатско-Тихоокеанского региона можно объяснить увеличивающимся спросом на лучшие решения для управления промышленными предприятиями в таких странах, как Китай, Индия и Южная Корея. Вслед за Азиатско-Тихоокеанским регионом региональный рынок Северной Америки занимает значительную долю с точки зрения выручки, и ожидается, что он будет расти стабильными темпами.

Региональный рынок Северной Америки характеризуется наличием многочисленных производственных компаний, которые используют системы автоматизации производства. Кроме того, заметный рост научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области IIoT в регионе также может стимулировать рост регионального рынка.

(По данным Grand View Research [2] )

Отраслевая сегментация

По охватываемым областям промышленности рынок систем автоматизации подразделяется на следующие сегменты: аэрокосмический и оборонный, автомобильный, химический, энергетический, продуктовый, здравоохранение, металлургия, нефтегазовый.

Ожидается что обрабатывающая промышленность останется в лидерах по внедрению средств автоматизации до 2025-26 года. Следующими станут отрасли пищевой промышленности и производства напитков – именно эти сегменты наиболее чувствительны к качеству продукции и дальнейшее внедрение автоматизации позволит повысить производительность, повысить надежность, сократить отходы и оптимизировать расходы.

Среди всех областей промышленности в прогнозируемом периоде наибольший CAGR ожидается в сегменте здравоохранения – 9,6%. В Азиатско-Тихоокеанском регионе будет лидировать химическая промышленность, так как прогнозируется увеличение числа этих предприятий в регионе.

(По данным Grand View Research [3] )

Управляющие системы

Данный сегмент рынка подразделяется на распределенные системs управления (DCS), логические контроллеры (PLC), диспетчерское управление и сбор данных (SCADA) и другие.

Сегмент DCS занимает наибольшую долю с точки зрения выручки в настоящее время и, как ожидается, будет доминировать на рынке автоматизации производства и промышленного контроля в течение следующих шести лет. Этот рост объясняется растущей индустриализацией в развивающихся странах, таких как Китай, Индия и страны Ближнего Востока. Такие экономики характеризуются тем, что в них увеличивается государственная поддержка индустриализации и планами развития в таких секторах, как энергетика и машиностроение.

Такие факторы, как обнаружение новых запасов сырой нефти и необходимость повышения стандартов безопасности и защиты на нефтеперерабатывающих заводах, стимулируют спрос на DCS в нефтегазовой отрасли. Тем не менее, внедрение систем SCADA быстро растет в таких секторах, как производство, водоснабжение и канализация.

Ведущие компании, такие как ABB и Schneider Electric, имеют обширный портфель систем SCADA. Известные продукты включают Symphony Plus и SCADAvantage от ABB и OASyS SCADA от Schneider Electric. Прогнозируется, что в сегменте систем управления SCADA самый высокий показатель CAGR составит 9,6% с 2019 по 2025 год.

(По данным Grand View Research [4] )

Рынок компонентов

По данным Fortune Business Insights [5] , в зависимости от типа компонентов рынок систем промышленной автоматизации и управления делится на человеко-машинные интерфейсы (HMI), регулирующие клапаны, датчики и другое оборудование.

Сегмент регулирующих клапанов удерживает наибольшую долю сейчас и, по планам, сохранит свои позиции в течение прогнозируемого периода. Значительная доля рынка регулирующих клапанов объясняется их массовым внедрением в нефтегазовой отрасли благодаря преимуществам, которые они предлагают в плане контроля давления и температуры в процессе операций по добыче, переработке и транспортировке. Кроме того, растущее число электростанции по всему миру и растущая потребность в энергии в развивающихся странах, как ожидается, повысят спрос на регулирующее оборудование в секторе производства электроэнергии. Ежегодный прирост в сегменте КИПиА ожидается в районе 9,5%.

Рынок индустриальных роботов

Данный сегмент рынка является несколько обособленным и имеет свою статистику. В этом секторе свои лидеры; несколько отличающиеся от остального рынка прогнозы по приросту выручки, поэтому разберемся в этом более подробно.

Согласно исследованию Market Research Reports [6] , наибольшее распространение промышленные роботы получили в Азиатско-Тихоокеанском регионе, в отличие от Евразии и Америки, где все еще высока доля ручного труда, например, в машиностроении. Азиатский регион занимает более половины рынка промышленных роботов.

Ожидается, что рынок промышленной робототехники в Азиатско-Тихоокеанском регионе вырастет на 13,39% с точки зрения доходов от роботизированных систем, оставаясь крупнейшим региональным рынком в мире. Выручка достигнет 97,0 млрд $ к 2026 году. Ежегодная отгрузка в здесь увеличится до 1,11 млн единиц в 2026 году с CAGR в 2019-2026 гг. 17,89%.

Выручка рынка промышленной робототехники в Северной Америке к 2026 году достигнет 13,01 млрд. CAGR на 2019-2026 годы составит 11,67%. Ожидается, что ежегодный прирост объема поставок в том же периоде составит 16,02%, увеличившись до 126,36 тыс. единиц к 2026 году.

Выручка общеевропейского рынка робототехники за 2019 году 373,47 млн. $ и покажет совокупный рост в 40,73% в течение 2020-2026 гг.

Лидеры сегмента индустриальной робототехники:

• ABB
• The Yaskawa Electric Corporation
• Midea Group (KUKA)
• The Fanuc Corporation
• Kawasaki Heavy Industries

Драйверы роста рынка автоматики и сдерживающие факторы

Ключевые игроки рынка сосредоточены на поглощениях и сотрудничестве в области внедрения новых технологий, которые позволят поднять качество производимой продукции, и снизить издержки на производство.

В большинстве случаев автоматизация позволяет изготовителям производить товары быстрее, с более высоким качеством и с меньшими затратами, чем при ручных операциях, – говорит Quality Magazine [7] Дэвид Дехоу (David Dechow), главный архитектор систем машинного зрения в Integro Technologies.

 

Во главу ставится концепция Industry 4.0, внедрение которой позволит потребителям активнее использовать технологии промышленной автоматизации, увязывать все имеющиеся системы в единую систему управления производством, что даст возможность заранее прогнозировать необходимость проведения ремонтов и позволит отказаться от незапланированных простоев.

На повестке дня внедрение индустриального интернета вещей (IIoT), с применением технологий беспроводной связи 5G.

Именно использование новейших технологий по мнению аналитиков и станет главным драйвером роста рынка промышленной автоматизации.

Умная робототехника и автоматизация жизненно важны для решения новых потребительских тенденций, спроса на ассортимент продукции или проблем, связанных с торговыми барьерами, – говорит д-р Сюзанна Биллер (Susanne Bieller), Генеральный секретарь IFR в пресс-релизе организации [8] – Новые технологические решения открывают путь для большей гибкости в производстве.

 

Отдельно стоит отметить, что пандемия коронавируса тоже станет одним из факторов роста рынка автоматизации.

До пандемии люди могли подумать, что мы слишком много автоматизируем, – сказал NY Times [9] Ричард Пак, профессор Клемсонского университета, который исследует психологические факторы, связанные с автоматизацией. Это событие заставит людей задуматься над тем, что еще нужно автоматизировать.

 

Участники рынка расширяют возможности промышленных систем управления для использования их в таких отраслях, как транспорт, горнодобывающая и металлургическая, а также аэрокосмическая и оборонная промышленность. Инвестиции в исследования и разработки в области промышленной автоматизации и робототехники значительно увеличиваются по всему миру. Таким образом, эволюция цифровых промышленных решений прокладывает путь к быстрому росту рынка систем автоматизации и управления по всему миру.

Наиболее сдерживающим фактором для многих предприятий, в первую очередь оборонных, как и раньше, будет проблема кибер-безопасности.

Безопасность критически важной инфраструктуры сложна по своей природе, и мы считаем, что нужны исследования, которые станут важной частью понимания того, где отрасль может улучшиться в целом, – говорит Мэри Рэмси (Mary Ramsey), исполнительный директор ISA [10] .