Моя будущая профессия - “Автоматизация технологических процессов и производств”

История автоматизации производства
Самодействующие устройства — прообразы современных автоматов — появились в глубокой древности. Однако в условиях мелкого кустарного и полукустарного производства вплоть до XVIII в. практического применения они не получили и, оставаясь занимательными «игрушками», свидетельствовали лишь о высоком искусстве древних мастеров. Совершенствование орудий и приёмов труда, приспособление машин и механизмов для замены человека в производственных процессах вызвали в конце XVIII в. — начале XIX в. резкий скачок уровня и масштабов производства, известный как промышленная революция XVIII—XIX вв.

Эволюция автоматизации
Прогресс не стоял на месте, и автоматизация со временем переходила на новые уровни.
Этому во многом способствовало быстрое развитие железных дорог в 60-х годах XIX века. Отрасль нуждалась в автоматизации, прежде всего, чтобы обеспечить безопасность движения поездов. Для этого нужны были автоматические приборы контроля.
Такие приборы стали распространяться довольно быстро, и уже к началу XX века стали использоваться на многих направлениях железного транспорта.

Цели автоматизации производства
Ещё автоматизация производства помогает достичь таких целей:
Сократить издержки.
Увеличить доходы.
Не вредить экологии.
Повысить безопасность технологических процессов.

Автоматизация в современном производстве
Автоматизация является одним из главных направлений научно-технического прогресса и важным средством повышения эффективности общественного производства. Современное промышленное производство характеризуется большими масштабами и усложнением технологических процессов, увеличением единичной мощности отдельных агрегатов и установок применением интенсивных, высокоскоростных режимов, повышением требований к качеству продукции, безопасности персонала, сохранности оборудования и окружающей среды.

Современными тенденциями в автоматизации производства являются: широкое применение ЭВМ для управления, создание машин и оборудования со встроенными микропроцессорными средствами, измерения контроля и регулирования, переход на централизованные структуры управления с микро ЭВМ, использование высоконадежных технических средств, автоматизированное проектирование систем управления.

Автоматизация процессов позволяет решать как социальные; так и технико-экономические задачи. Многолетний опыт эксплуатации систем регулирования на металлургических предприятиях показал что автоматизация дает возможность увеличить производительность металлургических агрегатов в результате стабилизации режимов их работы; повысить выход готовой продукции благодаря более точному регулированию технологического процесса; снизить расход сырья, материалов топлива, энергии на единицу продукции, повысить производительность труда. Пример работы производственных автоматизированных систем - https://www.youtube.com/watch?v=xUKliaeobhE&ab_channel=Top3DShop

Основные принципы автоматизации производственных процессов
Автоматизация производственных процессов остается генеральной линией развития и модернизации в сфере промышленного производства на протяжении многих десятилетий.
За последние 7 десятилетий автоматизация предприятий прошла долгий путь, который умещается в 3 этапа:
системы автоматического контроля (САК) и системы автоматического регулирования (САР)
системы автоматизации технологических процессов (САУ)
автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП)

Основные цели и преимущества автоматизации предприятия
уменьшение числа рабочих и обслуживающего персонала, в особенности на непрестижных, «грязных», «горячих», вредных, физически трудных участках производства
улучшение качества продукции;
увеличение производительности (рост объема продукции);
создание ритмичного производства с возможностью точного планирования;
повышение эффективности производства, в том числе более рациональное использование сырья, снижение потерь, повышение скорости выпуска продукции, повышение энергоэффективности,
улучшение показателей экологичности и безопасности производства, в том числе снижение вредных выбросов в атмосферу, снижение уровня травматизма и т.п.
повышение качества управления на предприятии, согласованная работа всех уровней системы производства.
Робот на линии отливки расплавленного железа

Характеристика АСУ ТП
Автоматизированные системы управления технологическими процессами освобождают человека от функций контроля и управления. Здесь станок, линия или целый производственный комплекс с помощью собственной системы связи самостоятельно осуществляют сбор, регистрацию, обработку и передачу информации при помощи всевозможных датчиков, контрольно-измерительных приборов и процессорных модулей.
Например, в следующем видео можно увидеть как работает автоматизированная система приварки крепежа Soyer:
https://www.youtube.com/watch?v=xWiY2XKuXSg&ab_channel=%D0%A1%D0%B8%D0%AD%D0%BB%D0%98%D0%BD%D0%B6%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D1%80%D0%B8%D0%BD%D0%B3%D0%B8%D0%9A%D0%BE

Гибкие системы автоматизации предприятия
Ведущей современной тенденцией в автоматизации производств и предприятий является использование гибких автоматизированных технологий (ГАП) и гибких производственных систем (ГПС). Среди характерных особенностей таких комплексов:
Технологическая гибкость
Экономическая гибкость
Промышленные роботы, манипуляторы, средства транспортировки, процессорные, в том числе микропроцессорные системы управления.
Создание ГПС предполагает комплексную автоматизацию предприятия или производства.
Один оператор обслуживает большой автоматизированный комплекс в комфортных безопасных условиях

5G, искусственный интеллект, 3D-печать
Внедрение нового стандарта сотовой связи становится катализатором улучшений в контексте скорости, производительности и безопасности передачи данных внутри беспроводных корпоративных сетей.
По сравнению с предыдущим поколением 4G новый стандарт в 60–120 раз быстрее.
Продолжает развиваться технология 3D-печати, которая позволяет оперативно создавать более дешевые прототипы.
Сравнение технических характеристик 4G и 5G

Мировым лидером по промышленной автоматизации является Южная Корея. В стране на 10000 рабочих приходится 478 роботов. К лидерам так же можно отнести Японию и Германию.
Главной причиной низкой производительности труда в России являются отсталые методы в производстве.
Несмотря на глобальную автоматизацию, в России главную работу продолжают выполнять люди, в тот момент, когда в других странах ее уже выполняют роботы (рис. 1).
Рис. 1. Мировые лидеры по промышленной автоматизации

Сегодня России необходимы 350 тыс. промышленных роботов, чтобы суметь приблизиться к развитым странам по уровню автоматизации производственных процессов (рис. 2)
Рис. 2. Количество промышленных роботов на 10 тыс. занятых в промышленности, 2018 г.
Несмотря на то, что в настоящее время КНР является главным импортером промышленных роботов, на долю страны приходится порядка 25 % мирового производства в данной сфере, страна отстает по показателю автоматизации от соседей и конкурентов.

Уровень автоматизации промышленного производства
Российская промышленность по уровню автоматизации отстает от развитых стран, но не то чтобы глобально. По опросам, около 10–15 % крупных и средних предприятий уже внедрили или тестируют подобные технологии. Почти 60 % компаний из числа лидеров своей индустрии имеют под рукой проекты цифровизации с просчитанным бюджетом. При этом лишь у 14 % заводов станки с ЧПУ составляют 50 и более процентов от парка оборудования.

Чем научат во время обучения?
Собирать и анализировать исходные данные для проектирования технических средств систем автоматизации и управления производством
Оценивать актуальность, перспективность и значимость объектов проектирования
Проектировать аппаратно-программные комплексы автоматических и автоматизированных систем
Контролировать соответствие разрабатываемых проектов стандартам и другим нормативным документам
Выбирать средства автоматизации производств, программного обеспечения для автоматизированных систем управления, контроля, диагностики и испытаний
Проектировать модели продукции на всех этапах её жизненного цикла
Разрабатывать правила и требования к продукции различного назначения, процессам её изготовления, качеству, транспортировке и утилизации
Снимать эскизы, выполнять и читать чертежи и другую конструкторскую документацию

Перспективы данной профессии
Специальность "Автоматизация технологических процессов и производств" охватывает перспективные направления работы инженера в области автоматизированного проектирования технологических процессов и производств в машиностроении.
В рамках обучения по специальности готовятся специалисты по созданию современных автоматизированных объектов, их эксплуатации и разработке для них программного обеспечения.
Занимаемые должности
Аппаратчик-оператор
Инженер контрольно-измерительных приборов и автоматики
Инженер по автоматизации и механизации производственных процессов
Инженер по автоматизированным системам управления
Инженер-системотехник
Инженер-схемотехник
Конструктор вычислительных и автоматизированных систем
Материаловед
Оператор автоматических и полуавтоматических линий

Плюсы и минусы автоматизации производства
Исходя из всего выше сказанного я могу подвести некий итог и высказать свое мнение по поводу автоматизации. Автоматизация это процесс, который начался еще в середине 20ого века и продолжается по сей день. Машины становиться сложней, разнообразней и обрастают новыми функциями, которые могут найти свое применение в разных сферах и отраслях. Этот процесс будет только расти в будущем, так давайте выделим плюсы и минусы автоматизации производства.
К плюсам можно отнести:
Значительно увеличивается производственная эффективность. Уменьшаются издержки, а следовательно и продуктовая себестоимость. Качество товаров повышается, т. к техника действует всегда точнее, чем человек. Затраты при непосредственно производственном процессе снижаются.
Человек все меньше влияет на производство. Инженерная система становится более надежной. Снижается простой оборудования. Процесс работы полностью контролируется. Затраты на производство значительно снижаются. Чтобы управлять процессами в производстве, в арсенале системы – множество приемов. Они используются в зависимости от управленческих возможностей и ситуации. Разработчики говорят, что система автоматизации обладают такой универсальностью, при которой возможно решение любой технологической проблемы.

Минусы автоматизации
Ничто не бывает идеальным. казалось бы у автоматизации есть ряд несомненных плюсов, но как это часто бывает недостатки раскрываются только со временем и предугадать их вначале пути невозможно. У всего есть отрицательные стороны, которые являются не более чем логическим продолжением положительного. Минусы автоматизации:
Усложнение производственной системы. Машин становиться больше и они становиться сложней, в следствии чего растет и масштаб потерь в случае их поломки. Может произойти такая ситуация при которой выход из строя одного оборудования может нарушить весь технологический алгоритм на производстве. В следствии которого весь процесс встанет намертво, пока не будет установлена причина аварии и её устранение.
Переквалификация персонала. Новые технологии, требуют новых людей, которые бы могли с ними управляться. Тут может произойти два сценария. Либо необходимо будет переучивать старый персонал на месте, обучая их новой «игрушке» либо ждать специалистов, которые еще должны обучиться с учебных заведениях, а это процесс не быстрый.
Угрозы взлома систем, уязвимость. Это наверное самый жирный минус среди остальных. В человека, в отличие от машины, нельзя проникнуть внутрь него и заставить делать его что-то против его воли. Конечно можно обустроить цифровую защиту предприятия от напастей злоумышленников, но опять это требует затрат – денег, ресурсов, времени, поиск необходимых людей и необходимым образованием и навыками.

Минусы автоматизации
Рост уровня безработицы. На этом пункте не бы хотелось остановиться поподробней. Я человек который перечитал, пересмотрел сотни научно-фантастических произведений и поэтому для меня тема – «машины заменят человека везде» особо животрепещущая. Процесс автоматизации это он по сути и есть. Машины заменяют человека во все большем спектре его возможностей, оставляя своего создателя без работы. Увеличение безработицы из-за замены человека машиной, процесс естественный. Мне вспоминается случай из истории. В 20 веке на одном заводе были установлены автоматические станки и когда рабочие увидели это они были в ярости, так как их рабочие места заняли машины и они потеряли свои рабочие места. В отместку они разгромили все станки что были на заводе. Сейчас конечно такое невозможно, однако в будущем множество людей могут действительно остаться без работы. Возникает вопрос а что же делать? Я отвечу - а ничего. Исторический процесс идет, время меняется, меняется и мир. Многие профессии 20ого века канули в небытие, например профессия кучера, который помыкал лошадями запряженными в экипаж. На смену управляемому экипажу пришел автомобиль. Но и вслед за ним появились разные профессии – автомеханик, инженер механик и так далее. Поэтому не стоит переживать что множество людей останется без работы в ближайшем будущем. Просто одни профессии устареют а на смену им придут другие.

Перспективная ли эта профессия?
Как по мне, очень даже перспективная. Так как автоматизация разных процессов со временем будет только возрастать. И тогда потребуются люди, которые производили контроль за этими системами, писали программное обеспечение, создавали новые алгоритмы работы, производили на свет новые устройства с более тонкими или наоборот более широкими возможностями.
Да конечно далеко не все профессии можно будет автоматизировать в ближайшие 10-20 лет. Однако это всего лишь вопрос времени и технического прогресса. И если вам кажется что машина никогда не заменит человека, то просто вспомните фразу – не заменимых людей нет.
Необходимо предвидеть и готовиться заранее к тому что ожидает нас в будущем. И именно эта профессия является такой «подготовкой».