Phillip Dodd, teknologiajohtaja IIoT-tekniikan infrastruktuurista
Innovaatioiden ja teknologian aikakaudella teollisuuden automaatio on tullut muotisana sen valtavan potentiaalin vuoksi mullistaa valmistus- ja tuotantoprosesseja. Toisin kuin manuaalinen työ, teollisuusautomaation avulla koneet voivat suorittaa tehtäviä tarkasti ja johdonmukaisesti, mikä lisää tehokkuutta, säästää kustannuksia ja parantaa tuottavuutta. Tässä blogikirjoituksessa sukeltaamme teollisuusautomaation maailmaan – sen historiasta tulevaisuuden trendeihin – ja tutkimme, kuinka se on muuttanut ympärillämme olevia toimialoja. Kiinnitä siis turvavyösi, kun lähdemme jännittävälle matkalle läpi teollisuusautomaation!
Mitä on teollisuusautomaatio?
Teollisuusautomaatio on tekniikan ja koneiden käyttöä sellaisten tehtävien suorittamiseen, jotka aiemmin tehtiin manuaalisesti. Se sisältää erilaisten teknologioiden, kuten tekoälyn, robotiikan, antureiden ja ohjelmistojärjestelmien integroinnin valmistusprosesseihin. Teollisuusautomaation ensisijainen tavoite on tehostaa tuotantoprosesseja ja parantaa samalla tehokkuutta ja tuottavuutta.
Yksi teollisuusautomaation keskeisistä näkökohdista on, että se vähentää manuaalisen työn tarvetta – tämä voi olla erityisen hyödyllistä aloilla, joilla on toistuvia tai vaarallisia tehtäviä. Automatisoimalla nämä tehtävät koneilla yritykset voivat minimoida työntekijöiden tapaturmariskit ja samalla vähentää työvoimakustannuksia.
Teollisuusautomaatio sisältää erilaisia sovelluksia eri teollisuudenaloilla, kuten autoteollisuudessa, elintarviketeollisuudessa, ilmailuteollisuudessa, lääketeollisuudessa jne. Itse asiassa lähes jokainen teollisuus käyttää nykyään jonkinlaista teollisuusautomaatiota parantaakseen tuottavuuttaan.
Teollisuusautomaatiosta on tullut olennainen osa nykyajan tuotantoprosesseja monien etujensa ansiosta, kuten lisääntynyt tehokkuus ja tarkkuus sekä pienemmät käyttökustannukset ja seisokit.
Teollisuuden automaatioverkkosi tulevaisuuteen
Teollisuuden automaation historia
- teollisuusautomaation historiaa juontaa juurensa 18-luvulle, jolloin moottorikäyttöiset koneet keksittiin. Kuitenkin vasta 20-luvulla teollisuusautomaatio lähti liikkeelle. Ensimmäiset ohjelmoitavat logiikkaohjaimet (PLC) esiteltiin 60-luvun lopulla, ja ne osoittautuivat läpimurroksi valmistusprosessien automatisoinnissa.
70- ja 80-luvuilla tietotekniikka kehittyi ja otettiin osaksi teollisia prosesseja. Tämän myötä tehokkuus ja tuottavuus kasvoivat sekä tuotantokustannukset laskivat.
Tänä aikana alkoi myös robottien käyttö automatisoinnissa. Alun perin toistuviin tehtäviin, kuten hitsaukseen tai maalaukseen, käytettäviä robotteja on tullut tarpeeksi kehittyneitä käsittelemään monimutkaisia toimintoja, kuten kokoonpanolinjatyötä.
Ajan mittaan kehitys, kuten koneoppimisalgoritmit, on synnyttänyt älykkäitä järjestelmiä, jotka pystyvät ennustamaan seisokit ennen niiden tapahtumista ja samalla optimoimaan tuotantokapasiteettia.
Nykyään näemme nopeita edistysaskeleita teknologioiden, kuten tekoälyn (AI), pilvitekniikan ja big datan analytiikan, saavuttavan älykkäitä tehtaita, joissa koneet voivat kommunikoida toistensa kanssa saumattomasti ilman ihmisen puuttumista.
Eri tyyppiset automaatiojärjestelmät
Nykyään on saatavilla erilaisia teollisuusautomaatiojärjestelmiä, joita voidaan käyttää tuotantoprosessien optimointiin. Yksi tyyppi on kiinteä automaatio, jossa käytetään erikoislaitteita tietyn tehtävän suorittamiseen toistuvasti. Kiinteää automaatiota käytetään yleisesti muun muassa kemianteollisuudessa ja elintarviketeollisuudessa.
Toinen tyyppi on ohjelmoitava automaatio, jossa koneet voidaan ohjelmoida suorittamaan useita tehtäviä ilman ihmisen väliintuloa. Tämän tyyppisissä automaatiojärjestelmissä käytetään usein ohjelmoitavia logiikkaohjaimia (PLC).
Joustava automaatio tarkoittaa järjestelmää, joka on suunniteltu joustavuutta ajatellen, jolloin se mukautuu helposti tuotesuunnittelun tai spesifikaatioiden muutoksiin. Tämän tyyppisessä järjestelmässä käytetään tyypillisesti robotiikkaa ja tietokoneohjattuja laitteita, mikä tekee siitä ihanteellisen suuren volyymin tuotantoympäristöihin.
Integrated Automation yhdistää erityyppiset automatisoidut järjestelmät yhdeksi yhtenäiseksi kokonaisuudeksi, joka toimii saumattomasti yhdessä ja tarjoaa paremman tehokkuuden ja tuottavuuden kuin mikään yksittäinen komponentti voisi saavuttaa yksinään.
Yhteistyörobotit tai "kobotit" työskentelevät ihmisten rinnalla turvallisesti ja suorittavat silti toistuvia tai vaarallisia tehtäviä nopeasti ja tehokkaasti. Teknologian kehittyessä ennennäkemättömällä vauhdilla voimme odottaa tulevina vuosina syntyvän entistä innovatiivisempia teollisuusautomaatiojärjestelmiä.
Miten automaatio on vaikuttanut alaan?
Automaatiolla on ollut suuri vaikutus teollisuuteen. Automaattisten järjestelmien käyttöönoton myötä teollisuus on pystynyt parantamaan tuottavuuttaan, alentamaan kustannuksia ja lisäämään tehokkuutta. Yksi automaation merkittävimmistä vaikutuksista toimialaan on ollut kyky tuottaa suuria määriä tavaroita paljon nopeammin kuin aikaisemmin oli mahdollista.
Automatisoidut järjestelmät ovat mullistaneet valmistusprosessit mahdollistamalla tehtaiden jatkuvan toiminnan ilman keskeytyksiä tai seisokkeja. Tämä tarkoittaa, että tuotantoa voidaan jatkaa ympäri vuorokauden, mikä johtaa räjähdysmäiseen tuotantokapasiteetin kasvuun. Tämän seurauksena toimialat pystyvät nyt vastaamaan asiakkaiden kysyntään nopeammin ja tehokkaammin kuin koskaan ennen.
Automaatio on myös johtanut kohonneisiin turvallisuusstandardeihin monissa teollisuusympäristöissä. Poistamalla inhimilliset erehdykset vaarallisista tehtävistä, kuten raskaan noston tai vaarallisten aineiden käsittelystä, työpaikat ovat nyt turvallisempia työntekijöille ja vähentävät myös yritysten vastuuriskejä.
Lisäksi automaatio mahdollistaa tuotantoprosessien tarkemman hallinnan, mikä johtaa laadukkaampiin tuotteisiin, jolloin tuotantosyklien aikana syntyy vähemmän jätettä – tämä hyödyttää sekä valmistajia että kuluttajia.
On selvää, että automaatiolla on ollut ylivoimaisesti myönteinen vaikutus alaan parantamalla tehokkuutta ja nostamalla tuottavuustasoa varmistaen samalla, että työntekijöiden turvallisuus on ensiarvoisen tärkeää kaikissa näillä teknologioilla toteutetuissa prosessimuutoksissa!
Mitä on aikaherkkä verkottuminen teollisuusautomaatiolle?
Time Sensitive Networking (TSN) on teknologia, joka mahdollistaa reaaliaikaisen viestinnän teollisuusautomaatiojärjestelmissä. Se varmistaa, että kriittiset tiedot toimitetaan tiukoissa aikarajoituksissa, mikä auttaa vähentämään viivettä ja parantamaan tehokkuutta. TSN on välttämätön sovelluksissa, joissa ajoitus on kriittinen, kuten liikkeenohjaus tai prosessiautomaatio.
Yksi TSN:n tärkeimmistä eduista on sen kyky synkronoida laitteet koko verkossa ja varmistaa, että kaikki komponentit toimivat saumattomasti yhdessä. Tämä synkronointi eliminoi viiveet ja varmistaa, että prosessit tapahtuvat juuri silloin, kun ne ovat tarpeen.
TSN tarjoaa myös deterministisen viestinnän, mikä tarkoittaa, että viestit toimitetaan ennustettavasti ilman verkon muun liikenteen häiriöitä. Tämä vähentää törmäysten ja uudelleenlähetysten todennäköisyyttä, mikä voi aiheuttaa viiveitä ja heikentää järjestelmän yleistä suorituskykyä.
Aikaherkän verkottumisen merkitys nykyaikaisissa teollisuusympäristöissä on noussut yhä tärkeämmäksi, koska se mahdollistaa tarkan synkronoinnin eri koneiden välillä ja parantaa järjestelmän luotettavuutta vähentämällä latenssia determinististen viestintäprotokollien avulla.
Teollisuusautomaation tulevaisuus
Teollisuusautomaation tulevaisuus on jännittävä ja täynnä potentiaalia. Tekniikan kehittymisen myötä automaation avulla voidaan saavuttaa loputtomasti mahdollisuuksia. Robotiikalla ja tekoälyllä (AI) on tärkeä rooli teollisuusautomaation tulevaisuuden muovaamisessa.
Yksi alue, jolla voimme odottaa merkittäviä parannuksia, on turvallisuus. Antureilla ja kameroilla varustetut robotit pystyvät havaitsemaan mahdolliset vaarat ennen niiden ilmenemistä, mikä estää onnettomuuksia. Lisäksi robotit pystyvät suorittamaan ihmisille liian vaarallisia tehtäviä, kuten työskentelyä vaarallisten kemikaalien kanssa tai raskaiden koneiden käsittelyä.
Toinen teollisuusautomaation etu on lisääntynyt tehokkuus. Automatisoidut järjestelmät voivat toimia ympäri vuorokauden ilman taukoja tai väsymistä, mikä tarkoittaa, että tuotantoaikoja voidaan lyhentää merkittävästi. Tämä nopeuttaa toimitusaikoja ja alentaa kustannuksia yrityksille.
Lisäksi tekoälyalgoritmit paranevat jatkuvasti ajan myötä, jolloin koneet voivat tehdä monimutkaisempia päätöksiä itsenäisesti ilman ihmisen puuttumista. Tämä voi johtaa vielä kehittyneempiin automaatiomuotoihin, joita emme ole vielä kuvitelleet.
Joitakin huolenaiheita on kuitenkin herätetty lisääntyvän automaation vaikutuksista työpaikkoihin. Kun koneista tulee älykkäämpiä ja kykyisempiä, on mahdollista, että tietyt työtoiminnot voivat vanhentua tai olla kokonaan tarpeettomia.
Teollisuuden automaation tulevaisuus näyttää kuitenkin valoisalta, koska se kehittyy edelleen ennennäkemättömällä vauhdilla tarjoten etuja, kuten parempia turvallisuustoimenpiteitä ja lisääntynyttä tehokkuutta, samalla kun käsitellään piileviä huolenaiheita, jotka liittyvät pääasiassa työllistymismahdollisuuksiin, joita nämä tämän alueen teknologiatrendien muutokset luovat!