Wie hat sich die Fabrikautomation entwickelt? Was hat sich verändert und wie wird es sich in Zukunft verändern.
Wie hat sich die Fabrikautomation entwickelt?
Die Fabrikautomatisierung bezieht sich auf die Automatisierungstechnik in der anspruchsvollsten Fertigungsindustrie im Rahmen des Automatisierungskonzepts. Sie bezieht sich auf den Prozess zur Automatisierung des Produktionsprozesses in der Fabrik und das System zu diesem Zweck. Die Initialen der Fabrikautomation werden manchmal FA (F.A.) genannt.
Eines der Hauptziele der Fabrikautomation ist die Einsparung von Arbeitskräften bei Arbeiten, die früher von Menschen erledigt wurden. Dies hängt eng mit Technologien in einem weiten Bereich zusammen, wie z. B. Robotern, Sensoren und Informationssystemen.
In Zukunft wird es für die verarbeitende Industrie wichtig sein, die Fabrikautomation zu nutzen. Um darüber nachzudenken, werfen wir einen Blick zurück auf die Geschichte der Fabrikautomation.
Es war nicht lange nach dem Ende des Weltkriegs, als ich begann, über die Fabrikautomatisierung in der japanischen Industrie nachzudenken. Damals erhielten die aus den Vereinigten Staaten entsandten Ingenieure Ratschläge zu verschiedenen Technologien, vor allem zu inländischen Infrastrukturprojekten. Durch diese Beratung stieg der Bedarf an automatischer Steuerung.
Mitte der 1950er Jahre rückten die Stahlunternehmen in den Mittelpunkt der Fabrikautomatisierung. Aufgrund des militärischen Bedarfs während des Krieges waren die stahlverarbeitenden Unternehmen am ehesten zu modernisieren. Vor diesem Hintergrund gelang es uns, kontinuierliche Walz- und Gießprozesse mit Hilfe von Werkzeugmaschinen durchzuführen und die Massenproduktion zu ermöglichen. Mit der Entwicklung der Werkstoffindustrie, die als Grundlage aller Industrien bezeichnet werden kann, trat die Welt in eine Ära hohen Wirtschaftswachstums ein.
Mitte der 1960er Jahre machte die Fabrikautomatisierung mit dem Aufkommen der ICs rasante Fortschritte. Die in die ICs eingebetteten Werkzeugmaschinen ermöglichten eine noch nie dagewesene Arbeit und brachten mehrere Industrieroboter hervor.
Von 1970 bis 1980 wurden die Instrumente zunehmend digitalisiert, und die Werkzeugmaschinen wurden zum Betrieb an Computer angeschlossen. Gleichzeitig wurden auch Sensoren entwickelt, und eine hochpräzise Steuerung war allmählich möglich. Außerdem setzten sich verteilte Steuersysteme durch, bei denen jedes Teil mit Steuergeräten ausgestattet ist und die Gesamtsteuerung als System verknüpft ist.
In den 1990er Jahren wurden die dezentralen Steuersysteme immer ausgefeilter, und die Computer wurden revolutioniert. Modelle, die zuvor als “FA-Computer” bezeichnet wurden, wurden aufgrund des erweiterten Anwendungsbereichs als “Industriecomputer” bezeichnet, und Multitasking wurde möglich. Darüber hinaus gewann das Konzept der IT an Bedeutung und führte zu einem Fabrikautomatisierungssystem, das Informationen, Netzwerke und Steuerung integriert.
Was hat die Fabrikautomation verändert?
Werfen wir einen Blick darauf, wie sich die Fabrikautomation seit 2000 verändert hat.
Zunächst konzentrierte sich die Fabrikautomatisierung nur auf die Kostenreduzierung durch Arbeitseinsparungen. Es gibt jedoch auch andere Vorteile als Kosteneinsparungen. Die spezifischen Vorteile der Fabrikautomation sind z. B.:
- Senkung der Arbeitskosten
Dies ist das erste, was die Aufmerksamkeit auf sich zog. Die Arbeitskosten können durch Arbeitseinsparungen gesenkt werden. Neben der Verringerung der Zahl der Beschäftigten wird durch die Einsparung von Arbeitskräften auch die Nivellierung der Arbeit verbessert, so dass Neuankömmlinge die Kosten für die Ausbildung senken können.
- Stabilität und Verbesserung der Qualität
Fehler treten immer dann auf, wenn Menschen die gleiche Arbeit wiederholt ausführen. Die Fabrikautomatisierung beseitigt diese Qualitätsschwankungen und menschlichen Fehler und dürfte die Qualität stabilisieren und verbessern.
- Verkürzung der Produktionszyklen
Die moderne Fabrikautomatisierung erfordert nicht nur die Einsparung von Arbeitskräften und von Arbeiten, die bisher manuell ausgeführt wurden, sondern auch eine weitere Verbesserung der Effizienz. Die Fabrikautomation erhöht die Produktivität drastisch, wenn die Fabrik 24 Stunden am Tag betrieben werden kann. Die Verkürzung der Produktionszyklen ist ebenfalls ein großer Vorteil der Fabrikautomation.
- Arbeitsausführung unabhängig von der Umgebung
In Fabriken kann es für Menschen schwierig sein zu arbeiten, z. B. in Umgebungen mit hohen oder niedrigen Temperaturen und in Umgebungen, in denen Lärm und schwere Güter transportiert werden. Mit der fortschreitenden Automatisierung der Fabriken kann jedoch auch in Umgebungen gearbeitet werden, in denen es für Menschen schwierig ist, zu arbeiten.
Die Automatisierung von Fabriken bietet zwar viele Vorteile, aber es gibt auch Nachteile:
- Angst, dass die Arbeitsplätze der Arbeitnehmer verschwinden werden
Diejenigen, die bisher gearbeitet haben, befürchten vielleicht, dass die Arbeit durch die fortschreitende Einsparung von Arbeitskräften verschwinden wird. Die Fabrikautomatisierung zielt jedoch darauf ab, den Prozess zu rationalisieren, Arbeit einzusparen und Menschen mit kreativer Arbeit zu betrauen. Selbst wenn die Automatisierung in den Fabriken voranschreitet, wird sie sich daher vermutlich auf kreative Arbeiten wie Planungsarbeiten verlagern.
- Erstinvestition zum Zeitpunkt der Installation der Ausrüstung
Die zuerst erwähnten geringeren Arbeitskosten sind nur ein Vorteil, der über die anfängliche Investitionssumme zum Zeitpunkt der Installation der Geräte hinausgeht. Hocheffiziente arbeitssparende und arbeitssparende Geräte sind auch in der Installation teurer. Ob dies ein Vorteil oder ein Nachteil ist, erfordert eine Vielzahl von Abwägungen.
- Schwer anpassbar
Wenn für jedes Produkt eine individuelle Anpassung erforderlich ist, kann die Fabrikautomation schwierig zu handhaben sein. Bei der Fabrikautomatisierung sollte der Arbeitsprozess so weit wie möglich nivelliert werden.
Was geschieht mit der Fabrikautomation?
In den letzten Jahren hat sich die Fabrikautomation stark verändert. Es handelt sich um eine Veränderung des eigentlichen Zwecks der Fabrikautomation, d.h. wozu sie dient und was sie zu tun versucht.
Bisher war der Zweck der Fabrikautomatisierung die Realisierung einer “Produktion, die nicht in die Hände von Menschen kommt”, wie etwa die Einsparung von Arbeitskräften. Dies ändert sich durch die Entwicklung der Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) und die Entwicklung und Verbreitung des IoT drastisch.
Der Wandel vollzieht sich an Stellen, an denen im Produktionsprozess Arbeit eingespart wird. Bisher wurde die Aufmerksamkeit darauf gelenkt, bei der Arbeit selbst Arbeit einzusparen. Statt jedoch die Anzahl der für die Produktion benötigten Werkzeuge zu reduzieren, ist es jetzt wichtig zu wissen, wie man mit Informationen aus allen Teilen des Prozesses umgeht.
In der Fabrik, in der das Internet der Dinge realisiert wurde, sind die Produktionsanlagen und -geräte mit dem Internet verbunden und alle Informationen werden gesammelt. Auf der Grundlage dieser Informationen passen wir das Verhalten von Anlagen und Robotern an, um den Produktionsstatus zu visualisieren und zu verwalten. Die moderne intelligente Fabrikautomatisierung sammelt und analysiert diese Informationen und gibt Rückmeldungen für die nächste Produktion.
Edge computing ist eine wichtige Technologie, die die Nutzung des IoT weiter vorantreibt. Durch die Optimierung der Verarbeitung der riesigen Datenmengen, die gesammelt werden, wird ein genaueres und präziseres Verhalten von Geräten und Robotern erreicht. Durch die Ergänzung edge computing zur modernen Fabrikautomation machen wir die Verbindung mit IKT vernetzter und effektiver.
Die Fabrikautomatisierung bringt es auf die nächste Stufe
Wir haben uns Gedanken über die Ursprünge und die Entwicklung der Fabrikautomation sowie über die zukünftige Entwicklung gemacht. Die Fabrikautomation, die seit dem Ende des Zweiten Weltkriegs immer weiter fortschreitet, steht kurz vor der nächsten Stufe. Nicht nur die Geschwindigkeit des Verhaltens von Geräten und Robotern, sondern auch die Geschwindigkeit, mit der Informationen verarbeitet werden, wird in Zukunft ein Thema werden. Nicht nur die Automatisierung, sondern auch die effektive Nutzung der daraus gewonnenen Informationen und die Verbesserung ihrer Genauigkeit werden in der Fabrikautomatisierung der Zukunft eine wichtige Rolle spielen.
