Doorheen de geschiedenis van automatisering hebben nieuwere technieken, processen en machines uiteindelijk de weg gebaand voor een grotere rol van automatisering in onze samenleving. De belangrijkste doelen van de evolutie van automatisering in het dagelijks leven zijn het verbeteren van efficiëntie, productiviteit, veiligheid en gemak. In dit artikel behandelen we de geschiedenis van industriële automatisering om beter te begrijpen hoe de verschillende stadia van de evolutie van automatisering zich hebben ontwikkeld en geleid hebben tot de technologieën die we vandaag gebruiken.
Geschiedenis van automatisering in de productie
Vanaf het begin hebben gewone mensen en ondernemers altijd gezocht naar manieren om de efficiëntie bij dagelijkse taken te verbeteren. In de oudheid deden onze voorouders het meeste werk handmatig met hulp van eenvoudige machines, katrollen, hefbomen, handgereedschap en soms trekdieren. Vanuit een productieperspectief worden productieprocessen doorgaans ingedeeld in:
- Volledig handmatig
- Gedeeltelijk geautomatiseerd
- Volledig geautomatiseerd
Door de hoeveelheid menselijke tussenkomst die nodig is om een taak uit te voeren te verminderen, worden processen zoals productie veel efficiënter dankzij automatisering. De tijdlijn van de geschiedenis van automatisering beschrijft hoe technologie is gevorderd door de evolutie van automatisering.
1st eeuw v.Chr.: waterraderen
De werkelijke ontstaansdatum van waterraderen is moeilijk te bevestigen; ze werden echter rond de 1st eeuw v.Chr. door Grieken en Romeinen steeds vaker gebruikt om graan tot meel te malen. Andere, eenvoudigere machines die veel ouder zijn, vergden nog steeds behoorlijk wat menselijke tussenkomst of dierlijke arbeid om te werken. Het gebruik van vallend water uit watermolens om een mechanisch proces aan te drijven kan worden gezien als het begin van “semi‑automatisering” en de vroege stadia van de evolutie van automatisering.
Vroege waterraderen
9th eeuw: vooruitgang in molenmachines
Watermolens en windmolens zijn beide vormen van molenmachines die hernieuwbare energie gebruiken om een mechanisch proces aan te drijven. Het vroegst vastgelegde ontwerp van een windmolen voor praktisch gebruik stamt uit ongeveer de 7e tot 9th eeuw en werd gemaakt door de Perzen. Deze windmolens werden ook gebruikt om graan te malen en later ontwikkeld voor vele andere mechanische processen.
Hoewel watermolens voor hun afmeting meer vermogen kunnen leveren, waren windmolens bruikbaar in regio’s zonder stromend water. Beide technologieën bleven verbeteren en werden wereldwijd toegepast om de benodigde handarbeid te verminderen in:
- Hamermolens
- Zaagmolens
- Papiermolens
- Ertsbreekmolens
- Gereedschapsslijpmolens
Vroege windmolens
17th tot 18th eeuw: industriële revolutie
Afkomstig uit West‑Europa was de industriële revolutie van de 17th eeuw een belangrijk keerpunt in de evolutie van industriële automatisering. In deze periode vervingen de uitvindingen van stoommachines, stoommolens en verbrandingsmotoren grotendeels de noodzaak van water‑ en windmolens. In 1785 ontwikkelde Oliver Evans ook een automatische meelmolen, waarmee voor het eerst in de geschiedenis een volledig geautomatiseerd industrieel proces mogelijk werd dankzij continue productie zonder enige menselijke tussenkomst.
Vroege fabrieken
In 1867 publiceerde James Clerk Maxwell een paper die het begin vormde van een theoretische basis voor het begrijpen van regeltheorie. Geïndustrialiseerde fabrieken bleven worden ingezet om materialen zoals katoen, papier, kunststoffen, glas en metalen in veel grotere volumes en met hogere efficiëntie in massa te produceren. Naarmate de technologie en processen van de industriële revolutie zich over de wereld verspreidden, namen economie, transport, gezondheid en geneesmiddelen wereldwijd exponentieel toe.
Stoommachines voor locomotieven
1900 tot jaren 1950: elektrificatie & industriële regelaars
Rond de jaren 1920 versnelde de evolutie van industriële automatisering snel toen fabrieken relaislogica begonnen te gebruiken en elektrificatie ondergingen – het proces waarbij systemen van elektriciteit worden voorzien. De groeiende inzet van centrale elektriciteitscentrales, in combinatie met het gebruik van nieuwe hogedrukketels, elektrische onderstations en stoomturbines, leidde tot een stijgende vraag naar instrumenten en regelingen.
Distributie van elektrische energie
Productielocaties begonnen over te stappen op elektromotoren en minder faciliteiten gingen door met lijnassen en riemaandrijvingen met stoommachines. Tijdens deze overgang zagen productiefaciliteiten ongeveer 30% meer output. Dit kwam doordat elektromotoren veel efficiënter waren dan stoommachines, minder onderhoud vereisten en geen hoge wrijvingsverliezen hadden door lijnassen en riemen.
Vroege elektromotoren
Gekleurde signaallampen vanuit bedieningsruimten waren nodig om signalen te sturen zodat fabrieksarbeiders handmatige aanpassingen konden doen, zoals het openen of sluiten van kleppen en het in‑ of uitschakelen van schakelaars. Dit is een vorm van procesregeling die bekend staat als “aan‑uit”. In de jaren 1930 werden regelaars in de industrie geïntroduceerd om berekende aanpassingen mogelijk te maken als reactie op verstoringen ten opzichte van het setpoint. Solid‑state digitale logicamodules voor vast bekabelde geprogrammeerde logische controllers werden in 1958 door industriële besturingssystemen ingezet voor procesregeling en automatisering. Als de voorlopers van de tegenwoordig gebruikte programmeerbare logische controllers (PLC) vervingen zij geleidelijk de meeste behoeften aan elektromechanische relaislogica.
Vroege bedieningsstations
20th tot 21st eeuw: computers & robotica
In 1971 leidde de uitvinding van microprocessors tot forse prijsdalingen voor computerhardware en maakte ze de snelle groei van digitale regelingen in de maakindustrie mogelijk. Onze voortdurende vooruitgang in computertechnologie tot op heden blijft de evolutie van industriële automatisering aandrijven. Met digitale computers konden productiefaciliteiten nu regelaars hebben die complexere taken op hogere snelheid en met grotere efficiëntie uitvoeren.
Introductie van computers
Naarmate de technologie verder vorderde, werd de evolutie van robotgestuurde procesautomatisering steeds prominenter in productiefaciliteiten. Victor Scheinman, een Amerikaanse pionier op het gebied van robotica, vond in 1969 de “Stanford‑arm” uit. Deze was ontworpen om een armoplossing mogelijk te maken als een 6‑assige, volledig elektrische, gearticuleerde robot. Dit effende het pad voor robots om complexere taken uit te voeren, zoals lassen en assemblage. In 1973 boekte Europa enorme vooruitgang in industriële robotica door robots op de markt te brengen via ABB Robotics en KUKA Robotics.
De robots in de fabrieken van vandaag worden nu gebruikt voor bijna elk bestaand assemblage‑ en productieproces. Robots halen mensen niet alleen uit gevaarlijke omgevingen, maar helpen ook de kosten voor ondernemers te verlagen om concurrerend te blijven door de energie‑efficiëntie, productiviteit, nauwkeurigheid en precisie te verhogen voor een betere productkwaliteit. We zien de evolutie van robotgestuurde procesautomatisering nu in processen zoals:
- Glasproductie
- Pulp‑ en papiermolens
- Voedsel‑ en drankenverwerking
- Automobielassemblage
- Aardgasscheiding
- Elektriciteitsopwekking
- Elektronicaproductie
- Inblikken en bottelen
Robotica in fabrieken
Evolutie van huisautomatisering
De evolutie van automatisering in het dagelijks leven valt het meest op wanneer we die dagelijks in ons eigen huis ervaren. Toen de elektrificatie in de 19th eeuw begon te groeien, werd geschat dat rond 1930 70% van de huishoudens in de VS geëlektrificeerd was. De distributie van elektrische energie gaf huiseigenaren de mogelijkheid om vroege huishoudelijke apparaten van stroom te voorzien, zoals:
- Waterverwarmers
- Wasdrogers
- Vaatwassers
- Koelkasten
- Stofzuigers
- Wasmachines
- Naaimachines
Waterverwarming thuis
Hoewel veel van deze huishoudelijke apparaten in het begin te duur waren voor de meeste huishoudens, zorgde de geleidelijke introductie op de markt, gecombineerd met verbeterende technologieën, er uiteindelijk voor dat ze betaalbaarder werden.
In de jaren 1970 leidde de sterke prijsdaling van computerhardware tot een aanzienlijke daling van de prijzen van elektronica. Hierdoor werden huishoudelijke apparaten toegankelijker voor thuisgebruik. In de jaren 1990 tot 2000 ontwikkelde internettechnologie zich aanzienlijk. Dit maakte slimme huizen betaalbaarder, wat leidde tot een groeiende populariteit van huisautomatisering. Huisautomatisering is vandaag gemakkelijk te vinden in moderne woningen met slimme technologieën zoals automatische verlichting, HVAC‑regelingen, veiligheids‑ en bewakingssystemen, TV‑liften en entertainmentbediening. Al deze slimme technologieën zijn nu handig toegankelijk via een smartphone met compatibele smart‑home‑apps. Nu thuiswerken steeds gebruikelijker wordt, zien we ook een stijgende vraag naar elektrische zit‑sta‑bureaus.
Slim huis - licht- en entertainmentbediening
Samenvatting
De evolutie van automatisering in het dagelijks leven is door de hele geschiedenis heen aan de gang en zal ook in toekomstige generaties zijn weg blijven vinden. Naarmate onze technologie verder vooruitgaat, kunnen we verwachten dat de evolutie van robotgestuurde procesautomatisering een grotere impact op onze sector zal hebben.
We hopen dat u dit net zo informatief en interessant vond als wij, zeker als u geïnteresseerd was in de geschiedenis van industriële automatisering. Als u vragen heeft of onze producten verder wilt bespreken, neem dan gerust contact met ons op! We zijn experts in wat we doen en helpen u graag op elke mogelijke manier.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123