Давайте представим полностью автоматизированную производственную линию, способную удовлетворить потребности в медикаментах, фармацевтических препаратах, продуктах питания и других продуктах, необходимых для поддержания образа жизни современного общества. Туда мы поставляем только энергию и сырье, получая на выходе конечный продукт. Представьте также, что таким объектом можно управлять удалённо, без необходимости присутствия людей в цехе. И если бы мы вдруг смогли обеспечить необходимый уровень самообеспечения и реконфигурации механизмов, работающих на производственной линии, разве это не решило бы ряд проблем, с которыми мы сталкиваемся сегодня из-за кризиса коронавируса?
Ответ на этот вопрос прост — да, решило. Механизмы не нуждаются в больничном, им не нужна изоляция, они не боятся заразиться и срок их службы ограничен лишь сроком жизни комплектующих. Но гораздо более сложный вопрос заключается не в этом. Сомнения вызывает практичность применения полностью автоматизированных систем и их интеграция в ближайшем будущем. Возможно, это просто очередная фантазия и несбыточные мечты..? Ещё один важный аспект, препятствующий созданию полностью автономных производственных линий — стоимость внедрения. Окупятся ли затраченные средства, когда и на каких условиях это произойдёт?
Сегодня в мире уже есть несколько частично автоматизированных индустриальных объектов, где производство все еще осуществляется под наблюдением операторов, но уже без ручного управления. Это, в основном, небольшие одноцелевые предприятия. Мы также можем найти полностью автоматизированные склады, где всю работу выполняют роботы и автономные перевозчики. Но нет ни одного известного примера, который бы соответствовал изложенной выше идее — полностью автоматизированное и гибкое производство.
Предпосылки для «бесчеловечного» производства
Чтобы иметь возможность даже просто размышлять о полностью автоматизированном производстве, необходимо применить некоторые ключевые технологии и процедуры на практике. Они включают в себя следующее:
Доступные и общепринятые стандарты интеграции
Полностью автоматизированное производство требует интеграции компонентов от различных поставщиков. Следовательно, необходимо обеспечить их легкую взаимозаменяемость и функциональную совместимость.
Автономия и взаимодействие
Автономия в контексте автоматизированного производства означает, что некоторые компоненты будут нести полную ответственность за все аспекты работы, включая алгоритм действий в нестандартных ситуациях. В то же время, необходимо обеспечить их слаженную совместную работу для достижения общих производственных целей.
Самообслуживание и резервирование
Полностью автоматизированная производственная система нуждается в способности быстро устранять любые неисправности и сбои производственных компонентов, чтобы предотвратить остановку всего цеха. Это можно сделать несколькими способами:
- самостоятельный ремонт или восстановление узлов производственного подразделения без остановки сборочной линии;
- наличие дублирующих систем, самостоятельно встающих на замену вышедшему из строя оборудованию, с последующим ремонтом (также автоматическим) неисправного модуля.
Простая реконфигурируемость
Конструктивные особенности завода-автомата должны предусматривать гибкие изменения рабочей программы, а также самого объема производства. Это обеспечивает быструю перенастройку линий в критических ситуациях и гарантирует рациональную трату инвестиций, вложенных в полностью автоматизированное производство.
Алгоритмы искусственного интеллекта и машинного обучения
Программное обеспечение на основе машинных алгоритмов выступает в роли контролирующей структуры с целью создания полностью замкнутой и автономно работающей системы, осуществляя при необходимости эффективное взаимодействие механизмов между собой и их точную настройку, что в целом даст высокий прирост производительности и увеличит экономический эффект предприятия.
Сегодня мы можем видеть многие из этих технологий по отдельности либо в незначительном взаимодействии на современных объектах, но область их применения динамично расширяется. Однако говорить о повсеместной интеграции ещё рано. Во-первых, даже те системы, что успешно работают на производстве, реализуют заложенный в них потенциал не в полной мере, во-вторых, они всё ещё дороги и большинство заводов или производственных предприятий не может позволить себе использовать автоматизированные системы без риска «вылететь в трубу».
Давайте рассмотрим некоторые другие преимущества, которые может принести полностью автоматизированное производство.
Не просто быстрое, но ещё и гибкое
В дополнение к очевидным преимуществам автоматизированного производства: точности, повторяемости и скорости — автономные заводы также обеспечивают значительно меньшую зависимость от человеческого труда. Это важнейшее преимущество автоматизации! Наличие достаточно квалифицированной рабочей силы в нужном объёме является долгосрочной проблемой. И проблема существовала как до эпидемии коронавирусной инфекции, так и после, с той лишь разницей, что сейчас недостаток профессиональных кадров только увеличился.
Полностью автоматизированные заводы также приносят значительные выгоды после кризисного периода. Например, при обращении с опасными материалами, при соблюдении требований абсолютной стерильности или точности. Другие преимущества менее очевидны, но не менее важны. В сценарии полной автоматизации, когда на месте нет рабочих, строгие правила безопасности больше не нужны. Машины могут работать быстрее и занимают меньше места. Более того, автоматы не нуждаются в тёплом помещении, свежем воздухе, особенных климатических условиях или ярком свете на всей площади цеха (за исключением уникальных требований технологии сборки).
Из всего сказанного получается, что полностью автоматизированное производство решает многие проблемы, с которыми мы сталкиваемся сегодня. И это также предлагает ряд других преимуществ. Так почему же сегодня нет таких заводов? Основным препятствием для глобального развертывания является высокая стоимость интеграции автоматизированных структур и механизмов, сложность реализации и, зачастую, невозможность перестройки производственной линии без существенных потерь и простоя предприятия. Другая проблема — переквалификация персонала, работа которого будет направлена не на производство, а на контроль и сервисное ТО автоматизированной линии. Также проблемой может стать и сложность в переконфигурации управляющей вертикали индустриального объекта.
Автономные заводы как часть критически важной инфраструктуры
Нынешняя пандемия может оказаться хорошим стимулом в разработке и создании автоматизированных систем или комплексов, решающих ряд ключевых проблем, стоящих перед социумом сегодня. Независимые от человека производственные мощности могут стать ключевым элементом критически важной инфраструктуры государства, взяв на себя роль незаменимого инструмента в продовольственном, фармацевтическом либо любом другом производстве, которое в настоящий момент является жизненно необходимым для современного общества.
Может быть, когда нынешний кризис закончится, мы станем свидетелями развития нового направления в промышленности, способного без ущерба для себя преодолевать подобные ситуации, как в случае с пандемией COVID-10.
Узнайте больше о полностью автоматизированном производстве.
