Produkt Maschinensystem: Eigenschaften und Beispiele
Das Produkt Maschinensystem ist die Verwendung von Technologie, durch die ein Prozess oder eine Prozedur mit minimaler menschlicher Unterstützung ausgeführt wird. Es ist auch als automatische Steuerung bekannt.
Mehrere Steuerungssysteme handhaben Geräte wie Prozesse in Fabriken, Maschinen, den Anschluss an Telefonnetzwerke, Kessel und Öfen für die Wärmebehandlung, Stabilisierung und Steuerung von Schiffen, Flugzeugen und anderen Fahrzeugen und Anwendungen mit einem Minimum an Eingriffen von Menschen oder mit einem Minimum an Eingriffen von Menschen.
Das Produktmaschinensystem deckt Anwendungen ab, die von einem Haushaltsthermostat, der einen Kessel steuert, bis zu einem großen industriellen Steuersystem mit Zehntausenden von Eingangsmessungen und Ausgangssteuersignalen reichen.
Die Komplexität der Steuerung kann von einer einfachen Ein / Aus-Steuerung bis zu mehrvariablen Algorithmen auf hoher Ebene reichen.
Dieses System wurde durch verschiedene Mittel erreicht, wie zum Beispiel 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
Die flexiblen und genauen Produktmaschinensysteme sind entscheidend für die Rentabilität der Verarbeitungs- und Fertigungsprozesse.
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 Kontrollfunktionen. Die unternehmensweite Integration von Kontrolle und Information ermöglicht es der Industrie, die Abläufe industrieller Prozesse 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 bei anderen.
Maschinen können Aufgaben ausführen, die in gefährlichen Umgebungen ausgeführt werden oder die über die menschlichen Fähigkeiten hinausgehen, da sie auch bei extremen Temperaturen oder in radioaktiven oder giftigen Atmosphären arbeiten können.
Vorteile
- Höhere Leistung oder Produktivität.
- Verbesserung der Qualität oder bessere Berechenbarkeit der Qualität.
- Verbesserung der Konsistenz und Robustheit der Prozesse oder Produkte.
- Größere Konsistenz der Ergebnisse.
- Reduzierung der Kosten und direkten Kosten der menschlichen Arbeit.
- Die Installation im Betrieb verkürzt die Zykluszeit.
- Sie können Aufgaben erledigen, bei denen ein hohes Maß an Genauigkeit erforderlich ist.
- Ersetzt menschliche Bediener bei Aufgaben, die starke oder eintönige körperliche Arbeit erfordern. Verwenden Sie zum Beispiel einen Gabelstapler mit einem einzelnen Fahrer anstelle eines Teams aus mehreren Arbeitern, um einen schweren Gegenstand anzuheben. Zum Beispiel wird der Rücken durch das Heben schwerer Gegenstände weniger belastet.
- Ersetzt Menschen bei Aufgaben in gefährlichen Umgebungen wie Feuer, Weltraum, Vulkanen, kerntechnischen Anlagen, Unterwasser usw.
- Führt Aufgaben aus, die über die menschlichen Fähigkeiten von Größe, Gewicht, Geschwindigkeit, Widerstand usw. hinausgehen.
- Reduziert die Betriebszeit und die Zeit des Arbeitsmanagements erheblich.
- Geben Sie den Arbeitnehmern die Möglichkeit, andere Rollen zu übernehmen. Es bietet übergeordnete Aufgaben bei der Entwicklung, Implementierung, Wartung und Ausführung der Produktmaschinensysteme.
Nachteile
Einige Studien scheinen darauf hinzudeuten, dass das System aus Maschine und Produkt schädliche Auswirkungen haben kann, die über die betrieblichen Belange hinausgehen. Zum Beispiel die Vertreibung von Arbeitnehmern aufgrund des allgemeinen Verlusts von Arbeitsplätzen.
- Mögliche Bedrohungen oder Sicherheitslücken, da die relative Anfälligkeit für Fehler größer ist.
- Unvorhersehbare oder übermäßige Entwicklungskosten.
- Die anfänglichen Kosten für die Installation der Maschine in der Konfiguration eines Werks sind hoch. Wenn das System nicht gewartet wird, kann das Produkt selbst verloren gehen.
- Es führt zu größeren Umweltschäden und könnte den Klimawandel verschlimmern.
Beispiele
Ein Trend ist der verstärkte Einsatz von Machine Vision, um automatische Inspektionsfunktionen und Roboterführung bereitzustellen. Ein weiterer Grund ist der stetig wachsende Einsatz von Robotern.
Industrierobotik
Es ist eine Teilbranche des Maschinenproduktsystems, die mehrere Fertigungsprozesse unterstützt. Solche Herstellungsprozesse umfassen unter anderem Schweißen, Bearbeiten, Lackieren, Materialhandhabung und Montage.
Industrieroboter verwenden eine Vielzahl von Software-, Elektro- und Mechaniksystemen, die eine hohe Geschwindigkeit und Präzision ermöglichen und damit jede menschliche Leistung übertreffen.
Die Geburt des Industrieroboters erfolgte 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 wartungsarm oder wartungsfrei arbeiten kann.
Aus diesen Gründen waren 1997 rund 700.000 Industrieroboter in Betrieb, und 2017 stieg der Betrag auf 1, 8 Millionen.
In den letzten Jahren wurde künstliche Intelligenz auch in der Robotik verwendet, um mithilfe von Roboterarmen wie z. B. eine automatische Etikettierlösung zu erstellen. automatischer Etikettierer und künstliche Intelligenz zum Lernen und Erkennen der zu etikettierenden Produkte.
Speicherprogrammierbare Steuerungen
Das Produktmaschinensystem bezog speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) in den Produktionsprozess ein.
Sie verfügen über ein Prozessorsystem, mit dem die Steuerung der Ein- und Ausgänge durch eine einfache Programmierung variiert werden kann.
SPS verwenden einen programmierbaren Speicher, in dem Anweisungen und Funktionen wie Sequenzieren, Timing, Zählen usw. gespeichert sind.
Durch eine logische Sprache kann eine SPS eine Vielzahl von Eingaben annehmen und eine Vielzahl von logischen Ausgaben 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 Industrieumgebungen und für Steuerungsaufgaben optimiert sind.
Sie sind so konstruiert, dass nur Grundkenntnisse der logischen Programmierung sowie des Umgangs mit Vibrationen, Geräuschen, Feuchtigkeit und hohen Temperaturen erforderlich sind.
Der Hauptvorteil von SPS ist ihre Flexibilität. Aus diesem Grund kann eine SPS mit denselben Basissteuerungen eine Vielzahl von Steuerungssystemen bedienen.
Es ist nicht mehr erforderlich, ein System erneut zu verdrahten, um das Steuersystem zu ändern. Diese Funktion erzeugt ein kostengünstiges System für komplexe Steuerungssysteme.
