Gennem automatiseringens historie har fremkomsten af nyere teknikker, processer og maskiner i sidste ende banet vejen for, at automatisering kan spille en større rolle i vores samfund. Hovedmålene for udviklingen af automatisering i hverdagen har været at forbedre effektivitet, produktivitet, sikkerhed og bekvemmelighed. I denne artikel vil vi dække historien om industriel automatisering for at få en bedre forståelse af, hvordan de forskellige stadier af automatiseringens udvikling har udviklet sig og avanceret til de teknologier, vi bruger i dag.
Automatiseringens historie i produktionen
Lige siden begyndelsen har almindelige mennesker og virksomhedsejere altid ledt efter forskellige måder at forbedre effektiviteten i de daglige opgaver. I oldtiden udførte vores forfædre det meste af deres arbejde manuelt ved hjælp af simple maskiner, trisser, håndtag, håndværktøj og nogle gange arbejdsdyr. Fra et produktionssynspunkt er produktionsprocesser typisk kategoriseret som:
- Fuldt manuel
- Halvautomatisk
- Fuldautomatiseret
Ved at reducere mængden af menneskelig indgriben, der kræves for at udføre en opgave, bliver processer som fremstilling langt mere effektive gennem automatisering. Tidslinjen for automatiseringens historie dækker, hvordan teknologien har udviklet sig gennem automatiseringens udvikling.
1st Århundrede f.Kr.: Vandhjul
Den sande oprindelsesdato for vandhjul er vanskelig at bekræfte, men de blev mere almindeligt brugt af grækerne og romerne til at male korn til mel omkring det 1.st århundrede f.Kr. Andre enklere maskiner, der stammer meget tidligere, krævede stadig en del menneskelig indgriben eller animalsk arbejde for at fungere. Udnyttelsen af faldende vand fra vandmøller til at drive en mekanisk proces kan ses som begyndelsen på "semiautomation" og de tidlige stadier af automatiseringsudviklingen.
Tidlige vandhjul
9th Århundrede: Fremskridt inden for møllemaskineri
Vandmøller og vindmøller er begge en type møllemaskineri, der bruger vedvarende energi til at drive en mekanisk proces. Det tidligste registrerede design af en vindmølle til praktisk brug stammer fra omkring det 7.-9. århundrede.th århundrede og blev lavet af perserne. Disse vindmøller blev også brugt til at male korn og senere udviklet til mange andre mekaniske processer.
Selvom vandmøller kan tilbyde mere kraft i forhold til deres størrelse, var vindmøller brugbare i regioner, der ikke havde rindende vand tilgængeligt. Begge teknologier blev fortsat forbedret og blev taget i brug over hele kloden for at reducere det manuelle arbejde, der krævedes i:
- Hammermøller
- Savværker
- Papirfabrikker
- Malmknusningsmøller
- Værktøjsslibningsmøller
Tidlige vindmøller
17th til 18th Århundrede: Industriel revolution
Med oprindelse i Vesteuropa, det 17.th århundredes industrielle revolution var et vigtigt vendepunkt i udviklingen af industriel automatisering. I denne æra havde opfindelsen af dampmaskiner, dampmøller og forbrændingsmotorer stort set erstattet behovet for vandmøller og vindmøller. I 1785 udviklede Oliver Evans også en automatisk melmølle, som var historiens første fuldt automatiserede industrielle proces, idet den kunne have kontinuerlig produktion uden menneskelig indgriben.
Tidlige produktionsfabrikker
I 1867 udgav James Clerk Maxwell en artikel, der etablerede begyndelsen på et teoretisk grundlag for forståelsen af kontrolteori. Industrialiserede fabrikker fortsatte med at blive anvendt til masseproduktion af materialer som bomuld, papir, plast, glas og metaller i meget større mængder med større effektivitet. Efterhånden som teknologien og processerne fra den industrielle revolution havde spredt sig over hele kloden, voksede økonomien, transporten, sundheden og medicinen verden over eksponentielt.
Dampmaskiner til lokomotiver
1900 til 1950'erne: Elektrificering og industrielle controllere
Omkring 1920'erne accelererede udviklingen inden for industriel automatisering hurtigt, da fabrikker begyndte at bruge relælogik og gennemgik elektrificering - processen med at drive maskiner med elektricitet. Udvidet brug af centrale elkraftværker kombineret med driften af nye højtrykskedler, elektriske transformerstationer og dampturbiner resulterede i en stigende efterspørgsel efter instrumenter og styringer.
Elektrisk strømfordeling
Produktionsanlæg begyndte at overgå til elmotorer, og færre anlæg fortsatte med frontlinjeaksel- og remdrev ved hjælp af dampmaskiner. Under denne overgang oplevede produktionsanlæggene en stigning i produktionen på omkring 30%. Dette skyldtes, at elmotorer havde en meget større effektivitet sammenlignet med dampmaskiner, krævede mindre vedligeholdelse og ikke oplevede de høje friktionstab fra linjeaksler og remme.
Tidlige elektriske motorer
Farvekodede lys fra kontrolrum var nødvendige for at sende signaler til fabriksarbejdere om at foretage manuelle ændringer såsom at åbne eller lukke ventiler og tænde eller slukke afbrydere. Dette er en type processtyring kendt som "on-off". I 1930'erne blev controllere introduceret i industrien for at muliggøre beregnede ændringer som reaktion på forstyrrelser fra sætpunktet. Solid-state digitale logikmoduler til fastforbundne programmerede logikcontrollere blev taget i brug af industrielle styresystemer til processtyring og automatisering i 1958. Som forgængere til programmerbare logikcontrollere (PLC), der bruges i dag, erstattede de gradvist de fleste af vores behov for elektromekanisk relælogik.
Tidlige kontrolstationer
20th til 21st Århundrede: Computere og robotteknologi
I 1971 resulterede opfindelsen af mikroprocessorer i store prisfald på computerhardware og muliggjorde en hurtig vækst af digitale styringer i fremstillingsindustrien. Vores konstante fremskridt inden for computerteknologi fortsætter med at fremme udviklingen af industriel automatisering. Med digitale computere kunne produktionsfaciliteter nu have controllere, der kan udføre mere komplekse opgaver med hurtigere hastigheder og større effektivitet.
Introduktion af computere
I takt med at teknologien fortsatte med at udvikle sig, blev udviklingen af robotprocesautomatisering mere fremtrædende i produktionsfaciliteter. Victor Scheinman, en amerikansk pioner inden for robotteknologi, opfandt "Stanford-armen" i 1969. Den var designet til at muliggøre en armløsning som en 6-akset, leddelt, fuldelektrisk robot. Dette banede vejen for robotter, der havde potentiale til at udføre mere komplekse opgaver såsom svejsning og montering. I 1973 gjorde Europa enorme fremskridt inden for industriel robotteknologi ved at bringe robotter på markedet gennem ABB Robotics og KUKA Robotics.
Robotterne i nutidens fabrikker bruges nu til næsten alle eksisterende samle- og fremstillingsprocesser. Robotter fjerner ikke kun mennesker fra farlige miljøer, men de hjælper også med at sænke omkostningerne for virksomhedsejere, så de kan forblive konkurrencedygtige ved at øge energieffektivitet, produktivitet, nøjagtighed og præcision for bedre produktionskvalitet. Vi kan nu se udviklingen af robotprocesautomatisering i processer som:
- Glasproduktion
- Papirmasse- og papirfabrikker
- Fødevare- og drikkevareforarbejdning
- Bilmontering
- Naturgasseparation
- Elektricitetsproduktion
- Elektronikproduktion
- Konservering og aftapning
Robotteknologi i produktionsfabrikker
Udviklingen af hjemmeautomation
Udviklingen af automatisering i hverdagen er mest mærkbar, når vi oplever det i vores hjem dagligt. Da elektrificeringen begyndte at vokse i det 19.th århundrede er det blevet anslået, at 70 % af amerikanske husstande var elektrificerede omkring 1930. Eldistribution førte til potentialet for husejere til at have en mulighed for at drive tidlige husholdningsapparater såsom:
- Vandvarmere
- Tørretumblere
- Opvaskemaskiner
- Køleskabe
- Støvsugere
- Vaskemaskiner
- Symaskiner
Opvarmning af vand i hjemmet
Selvom mange af disse husholdningsapparater i starten var for dyre for de fleste husstande, gjorde den gradvise introduktion på markedet kombineret med forbedrede teknologier dem til sidst mere overkommelige.
I 1970'erne resulterede det store fald i prisen på computerhardware i et markant fald i prisen på elektronik. Dette gjorde husholdningsapparater mere tilgængelige til hjemmebrug. I 1990'erne til 2000'erne udviklede internetteknologien sig markant. Dette gjorde det muligt for smarte hjem at blive mere overkommelige, hvilket resulterede i en stigning i populariteten af hjemmeautomation. Hjemmeautomation kan nemt findes i nutidens moderne hjem med smarte teknologier såsom automatiske lys, HVAC-styring, sikkerhedssystemer, TV-lifte og underholdningsstyring. Alle disse smarte teknologier er nu noget, vi nemt kan få adgang til via en smartphone med de kompatible smart home-apps. Efterhånden som hjemmearbejde bliver mere almindelig praksis, har vi også set en stigning i efterspørgslen efter elektriske stående skriveborde.
Smart hjem - lys- og underholdningsstyring
Kort fortalt
Udviklingen af automatisering i hverdagen har foregået gennem historien og vil fortsætte med at gøre sig gældende i fremtidige generationer. I takt med at vores teknologi gør fremtidige fremskridt, kan vi nu forvente at se udviklingen af robotprocesautomatisering få en større indflydelse på vores branche.
Vi håber, at du fandt dette lige så informativt og interessant, som vi gjorde, især hvis du var interesseret i industriel automations historie. Hvis du har spørgsmål eller ønsker at diskutere vores produkter yderligere, er du velkommen til at kontakte os! Vi er eksperter i det, vi gør, og vil med glæde hjælpe på enhver mulig måde.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123