औद्योगिक स्वचालन इतिहास, विशेषताओं, प्रकार और अनुप्रयोग

औद्योगिक स्वचालन वह तकनीक है जिसका उपयोग कंप्यूटर, रोबोट और सूचना प्रौद्योगिकी जैसे नियंत्रण प्रणालियों के माध्यम से, विभिन्न मशीनों और प्रक्रियाओं के स्वत: संचालन की अनुमति देने के लिए उद्योग में किया जाता है, जो मानव ऑपरेटरों की आवश्यकता के बिना होता है।.

यह मशीनीकृत उपकरणों और तार्किक प्रोग्रामिंग कमांड के उपयोग के साथ मानव-निर्णय के निर्णय और आदेश-प्रतिक्रिया की मैन्युअल गतिविधियों को प्रतिस्थापित करना चाहता है।.

पहले, स्वचालन का उद्देश्य उत्पादकता में वृद्धि करना था, क्योंकि स्वचालित प्रणाली दिन में 24 घंटे काम कर सकती है, और मानव ऑपरेटरों से जुड़ी लागत को कम कर सकती है, जैसे वेतन और लाभ।.

यह स्वचालन विभिन्न माध्यमों, जैसे यांत्रिक, हाइड्रोलिक, वायवीय, विद्युत, इलेक्ट्रॉनिक और कंप्यूटर उपकरणों द्वारा प्राप्त किया गया है, आम तौर पर एक दूसरे के साथ संयुक्त.

औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए सामान्य उद्देश्य नियंत्रक हैं: प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर, स्वतंत्र I / O मॉड्यूल और कंप्यूटर.

सूची

• 1 वर्तमान स्थिति
• 2 इतिहास
  • २.१ औद्योगिक क्रांति
  • 2.2 फोर्ड मोटर
  • २० वीं सदी में २.३ अग्रिम
• 3 लक्षण
  • 3.1 कम परिचालन लागत
  • 3.2 उच्च उत्पादकता
  • 3.3 उच्च गुणवत्ता
  • 3.4 उच्च लचीलापन
  • 3.5 सूचना की उच्च सटीकता
  • 3.6 उच्च सुरक्षा
  • 3.7 उच्च प्रारंभिक लागत
• 4 प्रकार
  • 4.1 निश्चित स्वचालन
  • 4.2 प्रोग्रामेबल ऑटोमेशन
  • 4.3 लचीला स्वचालन
• 5 आवेदन
  • 5.1 उद्योग 4.0
  • 5.2 औद्योगिक रोबोटिक्स
  • 5.3 प्रोग्राम तर्क नियंत्रक
• 6 उदाहरण
  • 6.1 ऑडी में ऑटोमेशन
  • 6.2 स्वचालित उत्पादन लाइन
• 7 संदर्भ

वर्तमान स्थिति

हाल ही में, औद्योगिक स्वचालन ने विभिन्न प्रकार के उद्योग द्वारा बढ़ती स्वीकार्यता को पाया है, क्योंकि विनिर्माण प्रक्रिया में इसके भारी लाभ, जैसे कि उत्पादकता, गुणवत्ता, लचीलापन और कम लागत पर सुरक्षा।.

यह बिजली की लागत और सामग्री की लागतों के साथ-साथ माप में अधिक सटीकता के साथ श्रम बचत में भी लाभ है.

एक महत्वपूर्ण प्रवृत्ति स्वचालित निरीक्षण कार्यों को प्रदान करने के लिए कृत्रिम दृष्टि का अधिक से अधिक उपयोग है। एक और प्रवृत्ति रोबोट के उपयोग में निरंतर वृद्धि है.

औद्योगिक प्रक्रियाओं में ऊर्जा दक्षता अब सर्वोच्च प्राथमिकताओं में से एक बन गई है.

उदाहरण के लिए, अर्धचालक कंपनियां बिजली की खपत को कम करने और इस प्रकार दक्षता बढ़ाने के लिए सामान्य प्रयोजन मोटर और पंप नियंत्रण में पाए जाने वाले 8-बिट माइक्रोकंट्रोलर एप्लिकेशन प्रदान करती हैं।.

विश्व बैंक की विश्व विकास रिपोर्ट 2018 सबूत दिखाती है कि यद्यपि औद्योगिक स्वचालन श्रमिकों को विस्थापित करता है, नवाचार नए उद्योगों और नौकरियों का निर्माण करता है.

इतिहास

अपनी स्थापना के बाद से, औद्योगिक स्वचालन ने उन गतिविधियों के बीच काफी प्रगति की है जो पहले मैन्युअल रूप से किए गए थे.

औद्योगिक क्रांति

पहले इंजन और स्टीम इंजन की शुरूआत ने तापमान नियंत्रण और दबाव नियामकों जैसे स्वचालित नियंत्रण प्रणालियों के लिए एक नई आवश्यकता पैदा की.

1771 में हाइड्रोलिक पावर द्वारा संचालित पहली पूरी तरह से स्वचालित स्पिन मिल का आविष्कार किया गया था। 1785 में एक स्वचालित आटा चक्की विकसित की गई, जो पहली पूरी तरह से स्वचालित औद्योगिक प्रक्रिया बन गई.

फोर्ड मोटर

1913 में, Ford Motor Company ने ऑटोमोबाइल उत्पादन के लिए एक असेंबली लाइन पेश की, जिसे विनिर्माण उद्योग में स्वचालन के अग्रणी प्रकारों में से एक माना जाता है.

उससे पहले, एक कार को कुशल और अकुशल श्रमिकों की एक टीम द्वारा बनाया गया था। उत्पादन के स्वचालन ने फोर्ड उत्पादन दरों में सुधार किया और मुनाफे में वृद्धि हुई.

असेंबली लाइन और ऑटोमोबाइल का बड़े पैमाने पर उत्पादन दुनिया भर में अपनी तरह का पहला था। कार के विधानसभा समय को 12 घंटे प्रति कार से घटाकर लगभग डेढ़ घंटे कर दिया.

20 वीं शताब्दी में अग्रिम

1920 के दशक में नियंत्रण कक्ष आम हो गए थे। 1930 के दशक के प्रारंभ तक, प्रक्रिया नियंत्रण केवल चालू / बंद था.

1930 के दशक में एक कंट्रोल फिगर से विचलन के जवाब में गणना में परिवर्तन करने की क्षमता के साथ नियंत्रकों को पेश किया जाने लगा.

नियंत्रण कक्ष ने कोडेड रंगीन रोशनी का इस्तेमाल किया ताकि संयंत्र श्रमिकों को मैन्युअल रूप से कुछ बदलाव करने के लिए सिग्नल भेजा जा सके.

1930 के दशक के दौरान, जापान घटकों के विकास में अग्रणी था। पहला माइक्रो-स्विच, सुरक्षा रिले और उच्च-सटीक इलेक्ट्रिक टाइमर विकसित किए गए थे.

1945 में, जापान ने औद्योगिक पुनर्निर्माण का एक कार्यक्रम शुरू किया। कार्यक्रम नई तकनीकों पर आधारित था, जो कि दुनिया के बाकी हिस्सों में इस्तेमाल किए गए पुरातन तरीकों के विपरीत था.

जापान औद्योगिक स्वचालन में विश्व नेता बन गया। होंडा, टोयोटा और निसान जैसी कार कंपनियां कई विश्वसनीय और उच्च गुणवत्ता वाले ऑटोमोबाइल का उत्पादन कर सकती हैं.

सुविधाओं

मशीनीकरण एक मोटर चालित मशीनरी का उपयोग करके कार्य का मैनुअल ऑपरेशन है, लेकिन मानव निर्णय लेने पर निर्भर करता है.

स्वचालन मशीनीकरण के लिए एक अतिरिक्त कदम का प्रतिनिधित्व करता है, क्योंकि यह तर्क प्रोग्रामिंग आदेशों और शक्तिशाली मशीनरी के उपयोग के साथ मानव भागीदारी की जगह लेता है.

कम परिचालन लागत

औद्योगिक स्वचालन के साथ छुट्टियों, चिकित्सा देखभाल और मानव कार्यकर्ता के साथ जुड़े बोनस की लागत समाप्त हो जाती है। इसी तरह, इसे अन्य लाभों की आवश्यकता नहीं है जो कर्मचारियों को हैं, जैसे पेंशन कवरेज, बोनस, आदि।.

हालांकि यह एक उच्च प्रारंभिक लागत से संबंधित है, यह श्रमिकों के मासिक वेतन को बचाता है, जिससे कंपनी के लिए पर्याप्त बचत होती है।.

औद्योगिक स्वचालन के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरणों के साथ जुड़ा हुआ रखरखाव लागत कम है, क्योंकि वे आमतौर पर टूटते नहीं हैं। यदि वे विफल होते हैं, तो केवल कंप्यूटर और रखरखाव इंजीनियरों को इसकी मरम्मत करनी चाहिए.

उच्च उत्पादकता

जबकि कई कंपनियां संयंत्र के तीन शिफ्ट चलाने के लिए सैकड़ों विनिर्माण लोगों को अधिकतम 24 घंटे के लिए किराए पर लेती हैं, फिर भी इसे छुट्टियों और रखरखाव के लिए बंद करना पड़ता है.

औद्योगिक स्वचालन कंपनी के उद्देश्य को पूरा करता है, जिससे विनिर्माण संयंत्र दिन में 24 घंटे, सप्ताह में 7 दिन और वर्ष में 365 दिन काम करता है। यह संगठन की उत्पादकता में एक महत्वपूर्ण सुधार लाता है.

उच्च गुणवत्ता

स्वचालन इंसान से संबंधित त्रुटि को दर्शाता है। इसके अलावा, रोबोट में किसी भी प्रकार की थकावट नहीं होती है, जिसके परिणामस्वरूप अलग-अलग समय में एक समान गुणवत्ता के उत्पाद होते हैं.

उच्च लचीलापन

यदि एक नया कार्य असेंबली लाइन में जोड़ा जाता है, तो यह एक प्रशिक्षण के मानव ऑपरेटर के लिए आवश्यक होगा.

दूसरी ओर, रोबोट को किसी भी तरह का काम करने के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है। यह विनिर्माण प्रक्रिया को अधिक लचीला बनाता है.

जानकारी की उच्च सटीकता

एकत्र किए गए स्वचालित डेटा कुंजी विनिर्माण जानकारी का विश्लेषण करने की अनुमति देता है, इस डेटा की महान सटीकता के साथ, संकलन की लागत को कम करता है.

यह प्रक्रियाओं को बेहतर बनाने और कचरे को कम करने की कोशिश करते समय सही निर्णय लेने की अनुमति देता है.

उच्च सुरक्षा

औद्योगिक स्वचालन खतरनाक स्थितियों को कम करने के लिए रोबोटों को तैनात करके श्रमिकों के लिए उत्पादन लाइन को सुरक्षित बना सकता है.

उच्च प्रारंभिक लागत

मानव उत्पादन लाइन से स्वचालित एक में परिवर्तन के साथ जुड़ा प्रारंभिक निवेश बहुत अधिक है.

इसके अलावा, इस परिष्कृत नए उपकरण को संभालने के लिए कर्मचारियों को प्रशिक्षण में पर्याप्त लागत शामिल है.

टाइप

निश्चित स्वचालन

इसका उपयोग उच्च उत्पादन दरों को प्राप्त करने के लिए पुनरावृत्ति और निश्चित संचालन को निष्पादित करने के लिए किया जाता है.

यह निश्चित अनुक्रम प्रक्रियाओं या विधानसभा संचालन को स्वचालित करने के लिए एक विशिष्ट उद्देश्य के उपकरण का उपयोग करता है। संचालन का क्रम उपकरण के विन्यास से निर्धारित होता है.

प्रोग्राम किए गए कमांड गियर, वायरिंग और अन्य हार्डवेयर के रूप में मशीनों में निहित हैं जिन्हें आसानी से एक उत्पाद से दूसरे में नहीं बदला जा सकता है.

स्वचालन का यह रूप उच्च प्रारंभिक निवेश और उच्च उत्पादन दर की विशेषता है। इसलिए, यह उन उत्पादों के लिए उपयुक्त है जो बड़े संस्करणों में बने हैं.

प्रोग्राम ऑटोमेशन

यह बैचों में उत्पादों के निर्माण के लिए स्वचालन का एक रूप है। उत्पादों को एक समय में कई दर्जन से कई हजार इकाइयों तक के बैचों में निर्मित किया जाता है.

प्रत्येक नए बैच के लिए, उत्पादन उपकरण को नए प्रकार के उत्पाद के लिए अनुकूलित करने के लिए इसे फिर से शुरू करना चाहिए। इस रिप्रोग्रामिंग के लिए समय की आवश्यकता होती है, प्रत्येक बैच के लिए उत्पादन के समय के बाद एक गैर-उत्पादक अवधि होती है.

उत्पादन दर आम तौर पर तय स्वचालन से कम होती है, क्योंकि उपकरण को उत्पाद के विशेषज्ञता के बजाय उत्पाद के परिवर्तन को सुविधाजनक बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है.

इस स्वचालन प्रणाली के उदाहरण संख्यात्मक रूप से नियंत्रित मशीन, औद्योगिक रोबोट, स्टील मिल आदि हैं।.

लचीला स्वचालन

इस प्रणाली के साथ एक स्वचालित नियंत्रण उपकरण प्रदान किया जाता है, जो प्रत्येक उत्पाद के लिए परिवर्तन करने के लिए शानदार लचीलापन प्रदान करता है। यह प्रोग्रामेबल ऑटोमेशन का विस्तार है.

प्रोग्रामेबल ऑटोमेशन का नुकसान उत्पाद के प्रत्येक नए बैच के लिए उत्पादन उपकरण को फिर से शुरू करने के लिए आवश्यक समय है। यह उत्पादन समय खो दिया है, जो महंगा है.

लचीला स्वचालन में, रिप्रोग्रामिंग को कंप्यूटर उपकरण में जल्दी और स्वचालित रूप से किया जाता है, जैसे कि उत्पादन उपकरण का उपयोग किए बिना.

ये परिवर्तन मानव ऑपरेटरों द्वारा कोड के रूप में दिए गए निर्देशों के माध्यम से किए गए हैं.

नतीजतन, उत्पादों को बैचों में समूहित करना आवश्यक नहीं है। यह एक के बाद एक, विभिन्न उत्पादों के मिश्रण का उत्पादन कर सकता है.

अनुप्रयोगों

उद्योग 4.0

औद्योगिक स्वचालन का उदय सीधे "चौथी औद्योगिक क्रांति" से संबंधित है, जिसे उद्योग 4.0 के रूप में जाना जाता है। मूल रूप से जर्मनी, उद्योग 4.0 कई उपकरणों, अवधारणाओं और मशीनों को शामिल करता है.

उद्योग 4.0 औद्योगिक इंटरनेट ऑफ थिंग्स के साथ काम करता है, जो एक आभासी प्रतिनिधित्व के माध्यम से, इंटरनेट पर विभिन्न भौतिक वस्तुओं का सही एकीकरण है, और निर्माण प्रक्रियाओं में सुधार लाने के लिए सॉफ्टवेयर / हार्डवेयर से जुड़ने के लिए.

एक स्मार्ट, अधिक सुरक्षित और अधिक उन्नत निर्माण करने में सक्षम होने के नाते इन नई तकनीकों के साथ संभव है। पहले की तुलना में अधिक विश्वसनीय, सुसंगत और कुशल विनिर्माण मंच खोलें.

उद्योग 4.0 विनिर्माण के कई क्षेत्रों को कवर करता है और समय बीतने के साथ भी ऐसा करना जारी रखेगा.

औद्योगिक रोबोटिक्स

औद्योगिक रोबोटिक्स औद्योगिक स्वचालन की एक शाखा है जो विभिन्न विनिर्माण प्रक्रियाओं, जैसे कि मशीनिंग, वेल्डिंग, पेंटिंग, असेंबली और सामग्रियों को संभालने में मदद करती है.

औद्योगिक रोबोट उच्च परिशुद्धता और गति की अनुमति देने के लिए विभिन्न मैकेनिकल, इलेक्ट्रिकल और सॉफ्टवेयर सिस्टम का उपयोग करते हैं, जो अब तक किसी भी मानव प्रदर्शन से अधिक है.

इन प्रणालियों को संशोधित किया गया था और इस बिंदु पर सुधार किया गया था कि एक एकल रोबोट बहुत कम या बिना रखरखाव के साथ 24 घंटे काम कर सकता है। 1997 में 700,000 औद्योगिक रोबोट उपयोग में थे, 2017 में यह संख्या बढ़कर 1.8 मिलियन हो गई है.

प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर

औद्योगिक स्वचालन विनिर्माण प्रक्रिया में प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर्स (पीएलसी) को शामिल करता है। ये एक प्रोसेसिंग सिस्टम का उपयोग करते हैं जो सरल प्रोग्रामिंग के माध्यम से इनपुट और आउटपुट नियंत्रण को अलग करने की अनुमति देता है.

एक पीएलसी विभिन्न प्रकार के इनपुट प्राप्त कर सकता है और विभिन्न प्रकार के लॉजिक आउटपुट लौटा सकता है। इनपुट डिवाइस सेंसर हैं और आउटपुट डिवाइस मोटर, वाल्व आदि हैं।.

PLC कंप्यूटर के समान हैं। हालांकि, जबकि कंप्यूटर गणना के लिए अनुकूलित होते हैं, पीएलसी नियंत्रण कार्यों और औद्योगिक वातावरण में उपयोग के लिए अनुकूलित होते हैं.

इनका निर्माण इस तरह से किया जाता है कि कंपन, उच्च तापमान, आर्द्रता और शोर को संभालने के लिए तर्क पर आधारित प्रोग्रामिंग का केवल एक बुनियादी ज्ञान आवश्यक है.

PLC द्वारा दिया जाने वाला सबसे बड़ा लाभ उनका लचीलापन है। वे विभिन्न नियंत्रण प्रणालियों की एक श्रृंखला संचालित कर सकते हैं। वे नियंत्रण प्रणाली को बदलने के लिए एक प्रणाली को फिर से खोलना अनावश्यक बनाते हैं। यह लचीलापन उन्हें जटिल और विविध प्रणालियों के लिए लाभदायक बनाता है.

उदाहरण

मोटर वाहन उद्योग में, 1-1.6% की त्रुटि दर के साथ इंजन में पिस्टन की स्थापना मैन्युअल रूप से की गई थी। वर्तमान में, यह वही कार्य एक स्वचालित मशीन के साथ किया जाता है, जिसकी त्रुटि दर 0.0001% है.

कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) का उपयोग रोबोटिक्स के साथ स्वचालित लेबलिंग बनाने के लिए किया जाता है, रोबोट लेबल को स्वचालित लेबल ऐप्लिकेटर के रूप में उपयोग किया जाता है, और एआई को लेबल किए जाने वाले उत्पादों का पता लगाने के लिए.

ऑडी पर स्वचालन

जर्मनी में ऑडी प्लांट में, रोबोट की संख्या लगभग 800 कर्मचारियों के बराबर है। वे ज्यादातर भारी काम करते हैं, साथ ही संभावित खतरनाक वेल्ड भी करते हैं, साथ ही साथ थकाऊ दोहराव वाले परीक्षण भी करते हैं.

ऑडी में स्वचालन के लाभों के बीच प्रशिक्षण के बिना श्रमिकों के लिए बहुत अधिक उत्पादकता और कम आवश्यकताएं हैं.

ऑडी में उपयोग किए जाने वाले रोबोट न केवल खतरनाक काम के लिए जिम्मेदार हैं, जो अप्रशिक्षित कर्मचारी पहले करते थे, बल्कि बड़ी मात्रा में डेटा एकत्र करते हैं जिसका विश्लेषण किया जा सकता है और कारखाने के संचालन में सुधार करने के लिए उपयोग किया जाता है.

हालांकि, अभी भी ऐसे कार्य हैं जो रोबोट नहीं कर सकते हैं और मनुष्य को संभालने के लिए बेहतर तरीके से तैयार हैं.

सबसे खतरनाक कार्यों को करने और उन कार्यों की दक्षता और उत्पादकता में सुधार करके, ऑडी मानव पर केंद्रित कार्यों को करने के लिए अधिक उच्च प्रशिक्षित और विशिष्ट श्रमिकों को आकर्षित कर सकता है.

स्वचालित उत्पादन लाइन

इसमें स्टेशनों के बीच भागों को स्थानांतरित करने के लिए स्थानांतरण प्रणाली द्वारा जुड़े कार्य स्टेशनों की एक श्रृंखला शामिल है.

यह निश्चित स्वचालन का एक उदाहरण है, क्योंकि ये लाइनें आमतौर पर लंबे उत्पादन रन के लिए कॉन्फ़िगर की जाती हैं.

प्रत्येक स्टेशन को एक विशिष्ट प्रोसेसिंग ऑपरेशन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, ताकि टुकड़ा या उत्पाद को कदम से कदम बनाया जाए, क्योंकि यह लाइन के साथ चलता है.

लाइन के सामान्य संचालन में, प्रत्येक स्टेशन में एक टुकड़े को संसाधित किया जाता है, जिससे कि कई टुकड़ों को एक साथ संसाधित किया जाता है, लाइन के प्रत्येक चक्र के साथ एक तैयार टुकड़े का उत्पादन होता है।.

जो विभिन्न ऑपरेशन होते हैं, उन्हें क्रमबद्ध और ठीक से समन्वित किया जाना चाहिए ताकि लाइन कुशलता से काम करे.

आधुनिक स्वचालित लाइनों को प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर्स द्वारा नियंत्रित किया जाता है। ये उनके संचालन के लिए आवश्यक प्रकार के समय और अनुक्रमण कार्यों को कर सकते हैं.

संदर्भ

1. टेरी एम। ब्रेई (2018)। औद्योगिक स्वचालन क्या है? सुनिश्चित नियंत्रण इंक से लिया गया: Surecontrols.com.
2. विकिपीडिया, मुक्त विश्वकोश (2018)। स्वचालन। से लिया गया: en.wikipedia.org.
3. इलेक्ट्रिकल टेक्नोलॉजी (2018)। क्या है औद्योगिक स्वचालन | औद्योगिक स्वचालन के प्रकार। से लिया गया: Electricaltechnology.org.
4. यूनिट्रोनिक्स (2018)। औद्योगिक स्वचालन क्या है? से लिया गया: unitronicsplc.com.
5. एनसाइक्लोपीडिया ब्रिटानिका (2018)। स्वचालन और रोबोटिक्स के अनुप्रयोग। से लिया गया: britannica.com.
6. एडम रॉबिन्सन (2014)। औद्योगिक स्वचालन: विनिर्माण अनुप्रयोग और वर्तमान स्थिति और भविष्य आउटलुक का एक संक्षिप्त इतिहास। Cerasis। से लिया गया: cerasis.com.
7. ईगल टेक्नोलॉजीज (2013)। फैक्टरी स्वचालन, जर्मन उदाहरण के लिए। से लिया गया: eagletechnologies.com.