Das Maschinen-Produkt-System ist der Einsatz von Technologie, mit der ein Prozess oder eine Prozedur mit minimaler menschlicher Unterstützung ausgeführt wird. Es ist auch als automatische Steuerung bekannt.
Verschiedene Steuerungssysteme handhaben Geräte wie Fabrikprozesse, Maschinen, Anschluss an Telefonnetze, Wärmebehandlungskessel und -öfen, Stabilisierung und Steuerung von Schiffen, Flugzeugen und anderen Fahrzeugen und Anwendungen mit minimalem oder geringem menschlichem Eingriff.
Quelle: geralt, über Wikimedia Commons
Das Maschinenproduktsystem deckt Anwendungen ab, die von einem Haushaltsthermostat zur Steuerung eines Kessels bis zu einem großen industriellen Steuerungssystem mit Zehntausenden von Eingangsmessungen und Ausgangssteuersignalen reichen.
In Bezug auf die Steuerungskomplexität kann es von einer einfachen Ein / Aus-Steuerung bis zu hochrangigen Algorithmen mit mehreren Variablen reichen.
Dieses System wurde durch verschiedene Mittel erreicht, wie beispielsweise pneumatische, hydraulische, mechanische, elektronische, elektrische und Computereinheiten, die im Allgemeinen miteinander kombiniert sind.
Komplexe Systeme, wie sie in neueren Fabriken, Flugzeugen und Schiffen zu sehen sind, verwenden häufig alle diese Techniken in Kombination.
Eigenschaften
Flexible und genaue Maschinenproduktsysteme sind entscheidend für die Rentabilität von Herstellungs- und Verarbeitungsvorgängen.
Die Entwicklung von Anwendungen zur Überwachung und Steuerung von Anlagen kann schwierig sein, da das Testen von Anwendungen in realen Anlagen teuer und gefährlich ist. Systementwickler verlassen sich häufig auf Simulationen, um ihre Lösungen vor der Implementierung zu validieren.
Moderne verteilte Steuerungssysteme bieten erweiterte Steuerungs- und Überprüfungsfunktionen. Die unternehmensweite Integration von Kontrolle und Informationen ermöglicht es der Industrie, industrielle Prozessabläufe zu optimieren.
Sie können auch mit einfachen Qualitätskontrollen gewartet werden. Derzeit können jedoch nicht alle Aufgaben automatisiert werden, und die Automatisierung einiger Aufgaben ist teurer als andere.
Die Maschinen können Aufgaben ausführen, die in gefährlichen Umgebungen ausgeführt werden oder außerhalb der menschlichen Fähigkeiten liegen, da sie selbst bei extremen Temperaturen oder in radioaktiver oder toxischer Atmosphäre betrieben werden können.
Vorteil
- Höhere Leistung oder Produktivität.
- Verbesserte Qualität oder bessere Vorhersehbarkeit der Qualität.
- Verbesserung der Konsistenz und Robustheit der Prozesse oder Produkte.
- Größere Konsistenz der Ergebnisse.
- Reduzierung der direkten Kosten und Ausgaben der menschlichen Arbeit.
- Die Installation im Betrieb reduziert die Zykluszeit.
- Kann Aufgaben erledigen, bei denen ein hohes Maß an Präzision erforderlich ist.
- Ersetzt menschliche Bediener bei Aufgaben, die schwere oder eintönige körperliche Arbeit erfordern. Zum Beispiel reduziert die Verwendung eines Gabelstaplers mit einem Fahrer anstelle eines Teams mit mehreren Arbeitern zum Heben eines schweren Objekts einige Arbeitsunfälle. Zum Beispiel weniger belastete Rücken beim Heben schwerer Gegenstände.
- Ersetzt Menschen bei Aufgaben in gefährlichen Umgebungen wie Feuer, Weltraum, Vulkanen, kerntechnischen Anlagen, Unterwasser usw.
- Führt Aufgaben aus, die über die menschlichen Fähigkeiten in Bezug auf Größe, Gewicht, Geschwindigkeit, Ausdauer usw. hinausgehen.
- Reduziert die Betriebszeit und die Bearbeitungszeit erheblich.
- Befreit die Arbeitnehmer von anderen Rollen. Bietet Arbeit auf höherer Ebene bei der Entwicklung, Implementierung, Wartung und Ausführung von Maschinenproduktsystemen.
Nachteile
Einige Studien scheinen darauf hinzudeuten, dass das Maschinenproduktsystem schädliche Auswirkungen haben könnte, die über betriebliche Bedenken hinausgehen. Zum Beispiel die Vertreibung von Arbeitnehmern aufgrund des allgemeinen Verlusts von Arbeitsplätzen.
- Mögliche Sicherheitsbedrohungen oder Sicherheitslücken aufgrund der relativ höheren Fehleranfälligkeit.
- Unvorhersehbare oder übermäßige Entwicklungskosten.
- Die anfänglichen Kosten für die Installation von Maschinen in einer Werkseinstellung sind hoch, und die Nichtwartung des Systems kann zum Verlust des Produkts selbst führen.
- Dies führt zu weiteren Umweltschäden und könnte den Klimawandel verschärfen.
Beispiele
Ein Trend ist der vermehrte Einsatz von Computer Vision zur Bereitstellung automatisierter Inspektionsfunktionen und Roboterführung. Ein weiterer Grund ist die anhaltende Zunahme des Einsatzes von Robotern.
Industrierobotik
Es ist eine Unterabteilung des Maschinenproduktsystems, die verschiedene Herstellungsprozesse unterstützt. Solche Herstellungsprozesse umfassen unter anderem Schweißen, Bearbeiten, Lackieren, Materialhandhabung und Montage.
Industrieroboter verwenden verschiedene elektrische und mechanische Softwaresysteme, die eine hohe Geschwindigkeit und Präzision ermöglichen und damit jede menschliche Leistung weit übertreffen.
Die Geburt des Industrieroboters kam kurz nach dem Zweiten Weltkrieg, als die Vereinigten Staaten die Notwendigkeit einer schnelleren Herstellung von Industrie- und Konsumgütern erkannten.
Dank digitaler Logik und Festkörperelektronik konnten Ingenieure bessere und schnellere Systeme bauen. Diese Systeme wurden überarbeitet und verbessert, bis ein einzelner Roboter 24 Stunden am Tag mit wenig oder gar keiner Wartung arbeiten kann.
Aus diesen Gründen waren 1997 rund 700.000 Industrieroboter in Betrieb, und 2017 stieg die Zahl auf 1,8 Millionen.
In den letzten Jahren wurde künstliche Intelligenz auch in der Robotik verwendet, um eine automatische Etikettierungslösung unter Verwendung von Roboterarmen wie zu erstellen. automatischer Etikettenapplikator und künstliche Intelligenz zum Erlernen und Erkennen der zu etikettierenden Produkte.
Speicherprogrammierbare Steuerungen
Das Maschinenproduktsystem bezog speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) in den Produktionsprozess ein.
Sie verfügen über ein Prozessorsystem, mit dem die Eingabe- und Ausgabesteuerung durch einfache Programmierung variiert werden kann.
SPSen nutzen programmierbaren Speicher und speichern Anweisungen und Funktionen wie Sequenzierung, Timing, Zählen usw.
Unter Verwendung der Logiksprache kann eine SPS eine Vielzahl von Eingängen verwenden und eine Vielzahl von Logikausgängen zurückgeben. Die Eingabeeinheiten sind Sensoren und die Ausgabeeinheiten sind Ventile, Motoren usw.
SPS sind analog zu Computern. Computer sind jedoch für Berechnungen optimiert, während SPS für den Einsatz in industriellen Umgebungen und für Steuerungsaufgaben perfektioniert sind.
Sie sind so aufgebaut, dass nur Grundkenntnisse in Logikprogrammierung und im Umgang mit Vibrationen, Geräuschen, Feuchtigkeit und hohen Temperaturen erforderlich sind.
Der Hauptvorteil, den SPS bieten, ist ihre Flexibilität. Daher kann eine SPS mit denselben Basissteuerungen eine Vielzahl von Steuerungssystemen handhaben.
Es ist nicht mehr erforderlich, ein System erneut zu verkabeln, um das Steuerungssystem zu ändern. Diese Funktion schafft ein kostengünstiges System für komplexe Steuerungssysteme.
Verweise
- Wikipedia, die freie Enzyklopädie (2019). Automatisierung. Entnommen aus: en.wikipedia.org.
- Encyclopaedia Britannica (2019). Automatisierung. Entnommen aus: britannica.com.
- Encyclopaedia Britannica (2019). Vor- und Nachteile der Automatisierung. Entnommen aus: britannica.com.
- Tech Briefs (2019). Intelligente Maschinen verstehen: Wie sie die Zukunft gestalten werden. Entnommen aus: techbriefs.com.
- Hilfesysteme (2019). Automatisierter Betrieb: 5 Vorteile der Automatisierung. Entnommen aus: helpsystems.com.