اتوماسیون صنعتی چیست و چه کاربردهایی دارد؟

در دنیای پرشتاب امروزی که کارایی و دقت در اولویت قرار دارد، اتوماسیون صنعتی به عنوان ابزاری برای پیشرفت و نوآوری است. قلمرو اتوماسیون از زمان پیدایش خود راه درازی را پیموده است و صنایع را متحول کرده و بهره وری را در مقیاس جهانی افزایش داده است. در این مقاله، ما به دنیای مدرن اتوماسیون صنعتی، ردیابی تاریخچه آن، کاوش در تکامل آن و کشف اهمیت عمیق آن در جامعه مدرن خود خواهیم پرداخت.

در ادامه با مجله لاجیک صنعت همراه باشید.

لیست خدمات اتوماسیون صنعتی لاجیک صنعت

اتوماسیون صنعتی چیست؟

برای توضیح آنکه اتوماسیون صنعتی چیست میتوان گفت که مجموعه‌ای از فناوری‌ها است که از سیستم‌ها و دستگاه‌های کنترلی مانند نرم‌افزارهای رایانه‌ای و روباتیک استفاده می‌کند تا عملیات خودکار فرآیندها و ماشین‌آلات صنعتی را بدون نیاز به اپراتور انسانی امکان‌پذیر کند. اتوماسیون صنعتی دومین گام بعد از مکانیزاسیون در حوزه صنعتی شدن است.

تاریخ پیدایش اتوماسیون صنعتی

ریشه‌های اتوماسیون صنعتی را می‌توان به اوایل قرن نوزدهم، زمانی که انقلاب صنعتی در جریان بود، جستجو کرد. در این دوران، صنعت نساجی با اختراع ماشین بافندگی قدرت توسط ادموند کارترایت، شاهد جهش قابل توجهی در اتوماسیون بود. این آغاز یک سفر قابل توجه به سمت افزایش مکانیزاسیون و کارایی در فرآیندهای تولید بود.

با این حال، قرن بیستم بود که مهندسین برق کاملا پی بردند اتوماسیون صنعتی چیست و استفاده‌ی روز افزون از آن سبب شکوفایی اتوماسیون صنعتی شد. با معرفی قطعات الکتریکی و الکترونیکی، کارخانجات شاهد افزایش استفاده از ماشین آلات خودکار، مانند تسمه نقاله و سیستم‌های خط مونتاژ بودند. این تغییر، عصر افزایش ظرفیت تولید و کاهش شدت نیروی کار را آغاز کرد و پایه و اساس اتوماسیونی را که امروز می‌بینیم، ایجاد کرد.

سیر تکامل اتوماسیون صنعتی

تا اینجا بیان کردیم که اتوماسیون صنعتی چیست و اکنون در ادامه به بیان سیر تکامل اتوماسیون صنعتی میپردازیم. تکامل اتوماسیون صنعتی را می‌توان به یک انقلاب تکنولوژیکی تشبیه کرد که در طول دهه‌ها رخ داده است. انتقال از سیستم‌های اتوماسیون مکانیکی به الکترونیکی، لحظه‌ای مهم در این تکامل بود. ظهور ریزپردازنده‌ها و کنترل کننده‌های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) در دهه 1970 امکان کنترل و انعطاف پذیری بیشتر در فرآیندهای خودکار را فراهم کرد. این جهش به جلو به طور قابل توجهی امکانات اتوماسیون را در صنایع مختلف گسترش داد.

در سال‌های اخیر، ادغام فناوری‌های پیشرفته، مانند هوش مصنوعی و اینترنت اشیاء، مرزهای اتوماسیون صنعتی را بیشتر پیش برده است. ربات‌های مجهز به هوش مصنوعی و… امروزه نقش مهمی را بر عهده دارند و در طیف وسیعی از صنایع تولیدی و تدارکاتی و همچنین مراقبت‌های بهداشتی حضور دارند وآن‌ها را متحول کرده‌اند. این پیشرفت‌ها نه تنها کارایی را بهبود بخشیده است، بلکه استانداردهای ایمنی را نیز افزایش داده و خطای انسانی را کاهش داده است، که بر قدرت تحول‌آفرین اتوماسیون صنعتی تاکید می‌کند.

اهمیت اینکه اتوماسیون صنعتی چیست را برسی می‌کنیم

اهمیت اتوماسیون صنعتی را نمی‌توان کتمان کرد، زیرا نقشی اساسی در شکل دادن به اقتصاد جهانی و نحوه زندگی و کار ما دارد. بیایید چند دلیل کلیدی را بررسی کنیم که چرا اتوماسیون صنعتی چنین جایگاه برجسته‌ای در دنیای امروز دارد.

1- افزایش راندمان:

یکی از مهمترین مزایای اتوماسیون صنعتی توانایی آن در بهبود چشمگیر کارایی است. سیستم‌های خودکار می‌توانند در تمام ساعات شبانه روز بدون خستگی کار کنند و از تولید مداوم و کاهش زمان خاموشی دستگاه اطمینان حاصل کنند. این افزایش بهره‌وری به صرفه جویی در هزینه و افزایش سودآوری برای مشاغل تبدیل می‌شود.

2- افزایش دقت و ثبات:

ماشین‌ها می‌توانند وظایف را با دقت و ثبات بی‌نظیری انجام دهند که در نتیجه محصولات با کیفیت بالاتر و کاهش ایرادات ایجاد می‌شود. صنایعی مانند داروسازی و تولید لوازم الکترونیکی به سطح بالایی از دقت متکی هستند تا استانداردهای کیفیت دقیق را رعایت کنند.

3- ایمنی و کاهش خطر:

سیستم‌های اتوماسیون برای انجام وظایف خطرناک طراحی شده اند و از کارگران انسانی در برابر محیط‌های خطرناک محافظت می‌کنند. در صنایعی مانند معدن و پتروشیمی، اتوماسیون صنعتی نه تنها ایمنی را افزایش می‌دهد، بلکه خطر حوادثی را که می‌تواند عواقب فاجعه باری به همراه داشته باشد، کاهش می‌دهد.

4- صرفه جویی در هزینه:

در حالی که سرمایه گذاری اولیه در فناوری اتوماسیون صنعتی می‌تواند قابل توجه باشد، صرفه جویی هزینه در طولانی مدت اغلب قابل توجه است. کاهش هزینه‌های نیروی کار، کاهش نرخ ضایعات و بهبود استفاده از منابع به بازگشت سرمایه در طول زمان کمک می‌کند.

5- مزیت رقابتی:

در بازار جهانی امروز، رقابتی ماندن برای کسب‌وکارها ضروری است، به این صورت کسانی که ابزارهای اتوماسیون صنعتی را در کار خوب به کار می‌گیرند با ارائه محصولات سریعتر، قابل اطمینان تر و با هزینه کمتر نسبت به همتایان خود که صرفاً به کار دستی متکی هستند، برتری قابل توجهی به دست می‌آورند.

6- سازگاری و مقیاس پذیری:

سیستم‌های اتوماسیون را می‌توان به راحتی برای انطباق با تقاضاهای در حال تغییر بازار دوباره برنامه ریزی یا پیکربندی کرد. این انعطاف‌پذیری به کسب‌وکارها اجازه می‌دهد تا در صورت نیاز، عملیات خود را افزایش یا کاهش دهند و به سرعت به نوسانات بازار پاسخ دهند.

اتوماسیون صنعتی در عصر دیجیتال

عصر دیجیتال عصر جدیدی از اتوماسیون صنعتی را آغاز کرده است که با همگرایی فناوری‌های پیشرفته مشخص شده است. صنعت 4.0 که اغلب به عنوان انقلاب صنعتی چهارم شناخته می‌شود، تلفیقی از اتوماسیون صنعتی، تبادل داده و هوش مصنوعی را نشان می‌دهد. این تغییر پارادایم منجر به ایجاد کارخانه‌های هوشمند و سیستم‌های به هم پیوسته شده است که چشم انداز صنعتی جدیدی را به وجود آورده‌اند.

در عصر صنعت 4.0، ماشین‌ها با یکدیگر و با اپراتورهای انسانی در لحظه ارتباط برقرار می‌کنند و بینش‌های ارزشمندی را از طریق تجزیه و تحلیل داده‌ها ارائه می‌دهند. به عنوان مثال، توانایی پیش‌بینی زمان تعمیر و نگهداری دستگاه، به ماشین‌ها اجازه می‌دهد تا قبل از وقوع خرابی، خود تشخیص داده و تعمیر و نگهداری را برنامه‌ریزی کنند. این نه تنها زمان خرابی را به حداقل می‌رساند، بلکه طول عمر تجهیزات را افزایش می‌دهد و هزینه‌های عملیاتی کلی را کاهش می‌دهد.

آینده اتوماسیون صنعتی چیست؟

همانطور که به آینده نگاه می‌کنیم، مسیر اتوماسیون صنعتی نامحدود به نظر می‌رسد. ادغام فناوری‌های پیشرفته، گسترش سیستم‌های مبتنی برهوش مصنوعی و گسترش اینترنت اشیا به تغییر شکل صنایع در سراسر جهان ادامه خواهد داد.

یکی از پیشرفت‌های قابل توجه، ظهور ربات‌های مشارکتی یا کوبات‌ها است که در کنار انسان‌ها در یک فضای کاری مشترک کار می‌کنند. این کوبات‌ها مجهز به حسگرها و ویژگی‌های ایمنی پیشرفته هستند که آنها را برای کارهایی که نیاز به مهارت انسانی دارند ایده آل می‌کند. این روند، صنایعی مانند مراقبت‌های بهداشتی را متحول می‌کند، جایی که کوبات‌ها در جراحی و مراقبت از بیمار کمک می‌کنند.

علاوه براین، تمرکز مداوم بر پایداری و مسئولیت زیست محیطی، نوآوری‌های اتوماسیون را هدایت می‌کند که مصرف انرژی و اتلاف را کاهش می‌دهد.

در پایان، اتوماسیون صنعتی از آغاز فروتنانه خود در قرن نوزدهم فاصله زیادی داشته است. این به یک شگفتی تکنولوژیک تبدیل شده است که نه تنها کارایی و بهره وری را افزایش می‌دهد، بلکه ایمنی و دقت را در صنایع مختلف تضمین می‌کند. همانطور که در آستانه یک انقلاب دیجیتال هستیم، اتوماسیون نقش مهمی در شکل دادن به آینده تولید، تدارکات و فراتر از آن دارد.

لیست خدمات اتوماسیون صنعتی لاجیک صنعت

6 مزیت ثابت شده در اتوماسیون صنعتی

صرف نظر از نوع خاص اتوماسیون، پیاده سازی این فناوری پیشرفته در صنایع و بخش‌های مختلف مزایای قابل توجهی را به همراه دارد. بیایید بررسی کنیم که چگونه صنایع، به ویژه بخش تولید، از مزایای اتوماسیون صنعتی بهره می‌برند.

1- افزایش بهره وری

افزایش بهره وری مزیت قابل توجه اتوماسیون صنعتی است که می‌تواند به تولیدکنندگان کمک کند تا بازده و کارایی خود را افزایش دهند. در واقع اتوماسیون صنعتی، با خودکارسازی کارهای تکراری، پیش پا افتاده و خسته کننده به بهینه سازی فرآیند تولید کمک می‌کند. این نه تنها زمان مورد نیاز برای انجام یک کار را کاهش می‌دهد، بلکه کیفیت محصول را افزایش می‌دهد و در عین حال حفظ کارگران را نیز بهبود می‌بخشد.

2- بهبود استفاده از منابع

بهبود استفاده از منابع یکی دیگر از مزایای اتوماسیون صنعتی است که می‌تواند مزایای بلندمدتی را برای تولیدکنندگان فراهم کند. با بهینه سازی استفاده از منابعی مانند انرژی، مواد اولیه و نیروی کار، اتوماسیون صنعتی می‌تواند به میزان قابل توجهی ضایعات و هزینه‌ها را کاهش دهد.

علاوه بر این، ابزارهای اتوماسیون می‌توانند جریان اولیه مواد را کنترل کنند، استفاده از مواد خام را به حداقل برسانند و اطمینان حاصل کنند که از آنها به طور موثر استفاده می‌شود. این می‌تواند به کاهش هزینه‌ها و افزایش سودآوری برای تولید کنندگان کمک کند.

3- سازگاری وبهبود کیفیت

ماشین‌آلات، دستگاه‌ها و ربات‌های خودکار می‌توانند وظایف را با دقت ثابت انجام دهند تا اطمینان حاصل شود که محصولات هر بار استانداردهای یکسانی را رعایت می‌کنند. آنها می توانند به طور مداوم کار کنند و نرخ تولید و کیفیت ثابت را حفظ کنند. علاوه بر این، اتوماسیون صنعتی کنترل مستمر بر فرآیندهای تولید را فراهم می‌کند و امکان تشخیص و تصحیح سریع هرگونه انحراف از رویه‌های استاندارد را فراهم می‌کند.

4- کاهش زمان توقف

خوشبختانه اتوماسیون صنعتی می‌تواند با کار مداوم بدون نیاز به دخالت انسان، واکنش سریع به رویدادهای برنامه ریزی نشده و کاهش خطر و خطای انسانی، احتمال و مدت زمان خرابی را کاهش دهد. علاوه بر این، ابزارهای اتوماسیون می‌توانند تعمیر و نگهداری پیشگیرانه را انجام دهند که می‎تواند از خرابی تجهیزات جلوگیری کند و زمان مورد نیاز برای تعمیر و نگهداری را کاهش دهد.

5- افزایش ایمنی و بهبود شرایط کاری

افزایش ایمنی و بهبود شرایط کاری یکی از حیاتی ترین مزایای اتوماسیون صنعتی است. ماشین‌ها و دستگاه‌های خودکار می‌توانند با حذف کارگران از کارهای خطرناک یا محیط‌های خطرناکی که ممکن است برای انسان ایمن نباشد، ایمنی را افزایش دهند. این ممکن است شامل مکان هایی با دمای بالا یا مناطق خطرناک با وسایل نقلیه در حال حرکت زیاد باشد. با بهبود شرایط کاری برای کارگران، سازمان‌ها همچنین می‌توانند استرس و خستگی مرتبط با وظایف سخت را کاهش دهند.

6- کاهش هزینه‌ها و ضایعات

یکی دیگر از مزایای کلیدی اتوماسیون صنعتی توانایی آن در کاهش هزینه‌ها و به حداقل رساندن اتلاف است. با استفاده از فناوری اتوماسیون، شرکت‌ها می‌توانند وظایف را با دقت بالاتری انجام دهند که در نتیجه هزینه‌های مواد خام کاهش می‌یابد و خروجی زباله به حداقل می‌رسد.

معرفی تجهیزات پر کاربرد در اتوماسیون صنعتی

اتوماسیون صنعتی حوزه‌ی بسیار گسترده‌ای هست و بالطبع از تجهیزات و ابزارهای خیلی متنوعی تشکیل شده که مهمترین آن ها را در ادامه شرح خواهیم داد.

• پی ال سی (PLC): Programmable Logic controllerدر لغت به معنی کنترل کننده منطقی برنامه پذیر و یا به عبارت ساده‌تر یک کامپیوتر صنعتی می‌باشد که تعدادی ورودی را دریافت می‌کند و پس از اجرای پردازش روی آن‌ها بر اساس برنامه‌ی از قبل نوشته شده به خروجی‌ها فرمان می‌دهد.
• اچ ام آی (HMI): Human Machine Interface در لغت به معنی رابط میان انسان و ماشین می‌باشد. از ویژگی‌های آن می‌توان اشاره کرد به:
  1- فرمان به plc
  2- گزارش گیری از فرآیند مربوطه
  3- ثبت داده‌ها
  4- مانیتورینگ
  5- نمایش آلارم‌ها
• سنسورهای صنعتی (Sensor): در صنعت به ازای هر کیمیت فیزیکی سنسور متناسب وجود دارد. دسته بندی‌های متفاوتی برای آن‌ها وجود دارد برای مثال:
  1- از منظر دیجیتال یا آنالوگ بودن سنسور
  2- تماسی یا غیر تماسی بودن
• سروو موتور: به طور خاص در صنعت برای بحث کنترل موقعیت و در صورت نیار به دقت بالا از سروو موتورها استفاده می‌شود. این عملگراها نسبت به موتورهای القایی معمولی دارای دقت و کنترل پذیری بسیار بالاتر هستند. این نوع موتورها در مقایسه با آسنکرون دارای قیمت بالاتری هستند.
• استپ موتور: این نوع موتور ها نسبت به سروو موتورها دارای دقت کمی پایین تر اما نسبت به آسنکرون دقت بالاتری دارد. به دلیل ماهیت ذاتی، این نوع موتورها در سرعت نامی دارای افت گشتاور چشمگیر هستند.
• منبع تغذیه: به زبان ساده منبع تغذیه یک نوع مبدل الکترونیک قدرت از نوع یکسوساز (Rectifier) می‌باشد. جریان خروجی منبع تغذیه متناسب با توان قابل تحمل سوئیچ‌های الکتریکی داخل آن است.

معرفی 10 شرکت تولید کننده‌ی تجهیزات اتوماسیون صنعتی در جهان

1- زیمنس (SIEMENS)

از یک کارگاه در حیاط پشتی در برلین، تا یک شرکت جهانی

از نگاه مردم شرکت زیمنس با کیفیت ترین و محبوب ترین سازنده ی تجهیزات اتوماسیون صنعتی است. هر کسی که با تاریخ زیمنس سر و کار داشته باشد شاهد تحولات هیجان انگیزی می‌شود. این پیشگام جهانی در مهندسی برق به عنوان یک استارت آپ ساده شروع به کار کرد. امروز پس از175 سال به یک غول جهانی تبدیل شده است که در طول سال‌ها به عنوان یک نیروی اصلی نوآوری و فناوری خدمت کرده است و زندگی روزمره ی مردم را در سراسر جهان متحول کرده است.

2- اشنایدر الکتریک (Schneider Electric)

اوایل قرن بیستم، پس از دو جنگ جهانی، شرکت اشنایدر به عنوان یک تجارت متنوع ظاهر شد که به سرعت در بازارهای جدید از جمله ساخت و ساز برق گسترش یافت.

اواخر قرن بیستم، گروه اشنایدر از طریق خریدهای استراتژیک رشد کرد و بر صنعت برق، مدیریت انرژی و فناوری‌های نوآورانه تمرکز کرد.

امروزه در قرن 21، متخصص جهانی در مدیریت انرژی و اتوماسیون است.

این شرکت چند ملیتی فرانسوی در زمینه‌ی مهندسی برق و تولیدات تجهیزات الکترونیکی و الکتریکی و … فعالیت می‌کند.

3- ای بی بی (ABB)

شرکت ای بی بی یک شرکت مهندسی چند ملیتی است که دو کشور سوئیس و سوئد که عموما در حوزه‌ی برق، رباتیک، تجهیزات سنگین الکتریکی و تکنولوژی اتوماسیون فعالیت می‌کند، راه‌حل‌های این شرکت، دانش مهندسی و نرم‌افزار را برای بهینه سازی نحوه تولید، جابجایی، راه‌اندازی و کارکرد چیزها به یکدیگر متصل می‌کند. 105000 کارمند ABB با تکیه بر بیش از 140 سال برتری، متعهد به ایجاد نوآوری‌هایی هستند که تحول صنعتی را سرعت می‌بخشد.

4- جنرال الکتریک (General Electric)

شرکت جنرال الکتریک در سال 1386 در نیویورک تاسیس شد. یکی از قدیمی ترین شرکت‌های برق به شمار میرود که شروع خود را با توماس ادیسون آغاز کرد.

یک شرکت چند ملیتی آمریکایی است و در حوزه‌ی تاسیسات توزیع برق، تجهیزات الکتریکی، ژنراتورها، موتورهای الکتریکی و… فعالیت می‌کند.

نگاهی به تاریخچه جنرال الکتریک

در سال 1935 اولین بازی بیسبال شبانه لیگ برتر در کراسلی فیلد در سینسیاتی، زیر لامپ‌های GE Lighting Novalux انجام شد.

در سال 1955 لکوموتیوهای الکتریکی توربین گازی 8500 اسب بخار را ارائه کرد تا به امروز آنها قدرتمند ترین لوکومتیوهای تاریخ هستند.

در سال 1978 اولین اسکنر معمول توموگرافی کامپیوتری کل بدن(CT) به طور گسترده در دسترس قرار گرفت.

5- امرون (OMRON)

شرکت ژاپنی امرون یک کارخانه‌ی کوچیک رله را در سال 1948 تاسیس کرد، در سال 1990 وارد حوزه‌ی الکترونیک شد.

در حال حاضر در حوزه‌ی تولید تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی، تجهیزات اتوماسیون صنعتی، قطعات الکترونیکی خودرو و… فعالیت می‌کند.

6- یاسکاوا (YASKAWA)

شر کت ژاپنی یاسکاوا به صورت تخصصی فقط در حوزه ی اتوماسیون صنعتی و رباتیک فعالیت دارد که سروو موتورها و کنترل کننده‌های دور با کیفیت را تولید می‌کند.

این شرکت در سال 1915 تاسیس شده و بیشتر از نیم قرن است که بخشی از بازار جهانی بوده است.

در دهه‌ی 1970 اولین اینورتر ترانزیستوری در جهان را تولید کردند.

7- دلتا (DELTA)

دلتا در سال 1971 تاسیس شد، یک ارائه دهنده جهانی راه حل‌های مدیریت انرژی و حرارتی است.

به‌عنوان یک ارائه دهنده راه حل‌های صرفه جویی انرژی در الکترونیک قدرت و اتوماسیون، دسته‌های تجاری دلتا شامل الکترونیک قدرت، اتوماسیون و زیرساخت است.

دلتا برخی از کارآمدترین محصولات برق را در صنعت ارائه می‌دهد، از جمله منابع تغذیه سوئیچینگ با راندمان بالای 90٪ و اینورترهای PV با راندمان تا 99.2٪. همچنین اولین منبع تغذیه مربوط به سرور در جهان را با گواهی 80 Plus‏ ‏Titanium توسعه داده‌اند.

این شرکت چینی در زمینه‌ی مبدل‌های برق، منابع تغذیه، سیستم‌های حفاظتی و.. فعالیت دارد که در ایران پی ال سی و درایوهای دلتا به شدت استفاده می‌شوند.

8- ال اس (LS)

شرکت ال اس 1997 معرفی شد و تا سال 2003 زیر مجموعه شرکت عظیم LG بوده، این شرکت کره ای در زمینه‌ی تولید کابل‌های برق و تجهیزات اتوماسیون مانند plcو درایو صنعتی فعال است.

9- میتسوبیشی الکتریک (Mitsubishi Electric)

شرکت میتسوبیشی در سال 1870 در ژاپن تاسیس شد و در سال 1921 در خط مقدم نبوغ فنی و نوآوری بوده است. امروزه در زمینه‌ی تجهیزات برق خورشیدی، موتورهای الکتریکی، حوزه اتوماسیون صنعتی، ماشین‌های الکتریکی و … فعالیت دارد.

اولین محصول موفق میتسوبیشی الکتریک یک پنکه برقی بوده است.

10- فتک (FATEK)

در سال 1992 در تایوان توسط گروهی از مهندسین که سال‌ها در زمینه طراحی و توسعه PLC مشغول بودند تاسیس شد.

حوزه‌ی فعالیت‌های این شرکت به صورت تخصصی در PLC و HMI است.

علت محبوبیت این شرکت کیفیت و کارایی بالای و طراحی فشرده در plc است.

جمع بندی

به طور کلی در این مقاله برسی کردیم که اتوماسیون صنعتی چیست و در رابطه با تاریخ پیدایش و اهمیت آن صحبت شد، در ادامه برسی کردیم که آینده و مزایای آن به چه صورت خواهد بود و در نهایت تجهیزات مهم در اتوماسیون صنعتی و شرکت‌های مهم که در این حوزه فعال هستند را به شما معرفی کردیم.