اتوماسیون صنعتی به مرور زمان به یکی از مؤثرترین تحولات در صنعت تبدیل شده است. این فرآیند، که به معنی استفاده از سیستمهای کنترلی مکانیکی و الکترونیکی برای اجرای فرایندهای صنعتی بدون نیاز به دخالت انسانی است، توانسته است به صورت قابل توجهی به بهرهوری، دقت و کیفیت کار افزوده کند. با این حال، همچون هر تکنولوژی دیگری، اتوماسیون صنعتی نیز معایب خود را دارد. در این مقاله، به بررسی مزایا و معایب اتوماسیون صنعتی خواهیم پرداخت.
اتوماسیون صنعتی (Industrial Automation) چیست؟
در زبان یونان باستان به معنی خود فرمان است. رباتیزه کردن یا اتوماسیون صنعتی (Industrial Automation) به معنی استفاده از ابزارهای کنترلی (مثلاً کامپیوتر) به منظور هدایت و کنترل ماشین آلات صنعتی و پروسههای تولید است. اتوماسیون به بهرهگیری از سامانههای کنترل (مثل کنترل عددی، کنترل منطقی قابل برنامهریزی، و دیگر سیستمهای کنترل صنعتی)، مکانیکی، الکترونیکی به کمک رایانهها [CAM ، CAD ، CAX] جای پایش (کنترل) خط تولید گفته میشود.
هدف اتوماسیون صنعتی (Industrial Automation)
هدف اتوماسیون صنعتی (Industrial Automation) کاهش نیاز به دخالت انسان است. خودکارسازی یک گام فراتر از مکانیزه کردن است. مکانیزه کردن به معنی فراهم کردن متصدیان انسانی با ابزار و دستگاههایی است که ایشان را برای انجام بهتر کارشان یاری میرساند. نمایانترین و شناختهشدهترین بخش خودکارسازی رباتهای صنعتی هستند.
اتوماسیون بطور فزاینده، نقش مهمی را در اقتصاد جهانی و در آزمایش و تجربه روزانه ایفا میکند. مهندسان تلاش میکنند دستگاههای خودکار را با ابزار ریاضی و سازمانی ترکیب کنند، تا بوسیله ایجاد سیستمهای پیچیده، پاسخ گوی نیازهای به سرعت در حال گسترشی از برنامهها و فعالیتهای انسانی باشند.
کامپیوتر مرکزی تخصیص یافته در کنترلکننده منطقی قابل برنامهریزی (PLC)ها، غالباً برای همزمان سازی پالس ورودی از حسگرها و اتفاقات (فیزیکی) با پالس خروجی به عملگرها و وقایع استفاده میشود. این اقدامات به عملکردهای به دقت کنترل شده منجر میشود، که کنترل دقیقی از تقریباً هر فرایند صنعتی را ایجاب میکند. اتوماسیون تا به حال تأثیر قابل توجهی فراتر از تصور انسان، در طیف وسیعی از صنایع داشتهاست. اپراتورهای تلفن موجود، تا حد زیادی توسط برد انتخاب خودکار تلفن و دستگاههای پاسخ خودکار جایگزین شدهاست.
فرایندهای پزشکی مانند غربالگری اولیه در الکتروکاردیوگرافی و رادیوگرافی و تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی از ژنهای انسانی، سرم، سلول و بافت، با سرعت و دقت بسیار بیشتری توسط سیستم خودکار به اجرا درمیآید. دستگاههای خودپرداز، نیاز به مراجعه به بانک برای به دست آوردن پول و انجام معاملات را کاهش میدهد. به طور کلی، اتوماسیون عامل اصلی انتقال در اقتصاد جهانی از کشاورزی به صنعتی در قرن نوزدهم و از صنعتی به خدماتی در قرن بیستم بود.
معایب اتوماسیون صنعتی (Industrial Automation)
جایگزینی انسان با دستگاه کاهش نیروی کار و افزایش بیکاری کاهش قدرت خرید به دلیل افزایش بیکاری هزینههای اولیه بالا
1- هزینه اولیه بالا
یکی از بزرگترین معایب اتوماسیون صنعتی، هزینه اولیه بسیار بالای آن است. خرید، نصب و راهاندازی سیستمهای اتوماتیک ممکن است هزینه زیادی را در برگیرد.
2- کاهش فرصتهای شغلی
اتوماسیون میتواند منجر به از بین رفتن شغلهایی شود که قبلاً توسط انسانها انجام میشدند. این موضوع میتواند منجر به بیکاری و مشکلات اقتصادی شود.
مزایا اتوماسیون صنعتی (Industrial Automation):
افزایش تولید کاهش هزینه اپراتوری رفع مشکل کمبود نیروی متخصص انتقال نیروی کار به سمت کارهای خدماتی
1- بهبود ایمنی
جایگزین شدن با انسانها در انجام کارهایی است که باید در محیطهای خطرناک انجام شود (یعنی آتش، فضا، آتشفشان، تأسیسات هستهای، زیر آب، و غیره). افزایش کیفیت کالا کاهش زمان تولید کاهش انبارهای موقت تکرارپذیری کنترل کیفیت دقیقتر کاهش پسماندها (ضایعات). برهمکنش بهتر با سامانههای بازرگانی بهرهوری بالا و کاهش فشار کار جایگزینی اپراتورهای انسانی در انجام وظایف خسته کننده. انجام کارهایی که فراتر از تواناییهای بشر است، مانند حمل بارهای بسیار سنگین، اشیاء خیلی بزرگ، خیلی داغ یا خیلی سرد یا مواد مورد نیاز به چیزهایی بیش از حد سریع یا بیش از حد آهستهاست.
ماشینهای اتوماتیک میتوانند با دقت بالا و یکنواختی کار کنند، چیزی که به کاهش خطاها و افزایش کیفیت نهایی محصولات کمک میکند.
2- بهبود اقتصاد
گاهی اوقات و برخی از انواع اتوماسیون، اقتصاد سازمانها، جامعه، و بسیاری از انسانها را بهبود میبخشد. برای مثال، وقتی که تشکیلاتی اقتصادی سرمایهگذاری در فنآوریهای اتوماسیون خود را بهبود میبخشد. یا هنگامی که یک ایالت یا دولت به واسطه اتوماسیون درآمدها را افزایش میدهند (مانند آلمان یا ژاپن در قرن ۲۰ام). یا زمانی که انسان از اینترنت استفاده میکند، که به نوبه خود استفاده از ماهوارهها و سایر موتورهای خودکار را شامل میشود.
یکی از بزرگترین مزایای اتوماسیون صنعتی، این است که میتواند به صورت قابل توجهی به افزایش بهرهوری کارخانهها کمک کند. ماشینهای اتوماتیک میتوانند به صورت مداوم و بدون وقفه کار کنند و نیازی به استراحت یا خواب ندارند.
کاربرد اتوماسیون صنعتی
خطوط تولید خودکار: استفاده از اتوماسیون صنعتی در خطوط تولید خودکار بهبود قابل توجهی در سرعت و دقت فرآیندهای تولید، کاهش خطاها و افزایش بهرهوری را ایجاد میکند.
رباتیک صنعتی: سیستمهای رباتیک صنعتی با استفاده از اتوماسیون صنعتی در فرآیندهای مختلفی مانند جابجایی، بستهبندی و تعمیر و نگهداری استفاده میشوند. این رباتها قدرت، سرعت و دقت بالایی دارند و امکاناتی مانند بینش ماشینی و همهماهنگی با انسان را بهبود میبخشند.
سیستمهای کنترل صنعتی: سیستمهای کنترل صنعتی از جمله PLC (کنترلر منطقی برنامهپذیر) و DCS (سیستم کنترل توزیع شده) با استفاده از اتوماسیون صنعتی برای کنترل فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار میگیرند. این سیستمها قابلیت کنترل دقیق و بهینه را فراهم میکنند و باعث بهبود عملکرد و کاهش خطاها در فرآیندهای صنعتی میشوند.
سیستمهای اندازهگیری و کنترل کیفیت: اتوماسیون صنعتی در سیستمهای اندازهگیری و کنترل کیفیت استفاده میشود. سنسورها و دستگاههای اندازهگیری به صورت خودکار اطلاعات را جمعآوری و تحلیل میکنند، و این امکان را فراهم میکنند که محصولات با کیفیت تولید شوند و هرگونه خرابی یا ناهماهنگی در فرآیند تولید را شناسایی کنند.