Genom automationens historia har framväxten av nyare tekniker, processer och maskiner så småningom format vägen för automationens roll i vårt samhälle. De viktigaste målen för automationens utveckling i vardagen har varit att bidra till att förbättra effektivitet, produktivitet, säkerhet och bekvämlighet. I den här artikeln kommer vi att gå igenom den industriella automationens historia för att få en bättre förståelse för hur de olika stegen i automationens utveckling har utvecklats och avancerat till de tekniker vi använder idag.
Automatiseringens historia inom tillverkning
Ända sedan starten har vanliga människor och företagare alltid letat efter olika sätt att förbättra effektiviteten i sina dagliga uppgifter. I forntiden utförde våra förfäder det mesta av sitt arbete manuellt med hjälp av enkla maskiner, remskivor, hävstänger, handverktyg och ibland arbetsdjur. Ur tillverkningssynpunkt kategoriseras produktionsprocesser vanligtvis som:
- Helt manuell
- Halvautomatisk
- Helt automatiserad
Genom att minska mängden mänsklig inblandning som krävs för att utföra en uppgift blir processer som tillverkning mycket effektivare genom automatisering. Tidslinjen för automatiseringens historia täcker hur tekniken har utvecklats genom automatiseringens utveckling.
1st Århundrade f.Kr.: Vattenhjul
Det verkliga ursprungsdatumet för vattenhjul är svårt att bekräfta, men de blev allt vanligare bland grekerna och romarna för att mala spannmål till mjöl runt 100-talet.st århundradet f.Kr. Andra enklare maskiner som dateras mycket tidigare krävde fortfarande en hel del mänsklig inblandning eller djurarbete för att fungera. Användningen av fallande vatten från vattenkvarnar för att driva en mekanisk process kan ses som början på "halvautomation" och de tidiga stadierna av automatiseringsutvecklingen.
Tidiga vattenhjul
9e Århundrade: Framsteg inom kvarnmaskineri
Vattenkvarnar och väderkvarnar är båda en typ av kvarnmaskineri som använder förnybar energi för att driva en mekanisk process. Den tidigaste dokumenterade designen av en väderkvarn för praktisk användning härstammar från runt 7-9e århundradet och tillverkades av perserna. Dessa väderkvarnar användes också för att mala spannmål och utvecklades senare för många andra mekaniska processer.
Även om vattenkvarnar kan erbjuda mer kraft för sin storlek, var väderkvarnar användbara i regioner som inte hade tillgång till rinnande vatten. Båda teknikerna fortsatte att förbättras och infördes över hela världen för att minska det manuella arbete som krävdes i:
- Hammarkvarnar
- Sågverk
- Pappersbruk
- Malmkrossningsverk
- Verktygsslipningsfräsar
Tidiga väderkvarnar
17e till 18e Århundrade: Industriella revolutionen
Med ursprung i Västeuropa, den 17:ee 1700-talets industriella revolution var en viktig vändpunkt i utvecklingen av industriell automation. Under denna era hade uppfinningen av ångmaskiner, ångkvarnar och förbränningsmotorer i stort sett ersatt behovet av vattenkvarnar och väderkvarnar. År 1785 utvecklade Oliver Evans också en automatisk mjölkvarn som var historiens första helt automatiserade industriella process genom att kunna ha kontinuerlig produktion utan mänsklig inblandning.
Tidiga tillverkningsfabriker
År 1867 publicerade James Clerk Maxwell en artikel som lade grunden för en teoretisk förståelse av reglerteknik. Industrialiserade fabriker fortsatte att anammas för att massproducera material som bomull, papper, plast, glas och metaller i mycket större volymer med större effektivitet. I takt med att den industriella revolutionens teknologi och processer hade spridit sig över hela världen växte ekonomin, transporterna, hälsan och medicinerna exponentiellt världen över.
Ångmaskiner för lok
1900 till 1950-talet: Elektrifiering och industriella styrenheter
Runt 1920-talet accelererade utvecklingen av industriell automation snabbt när fabriker började använda relälogik och genomgick elektrifiering - processen att driva med elektricitet. Den ökande användningen av centrala elkraftverk i kombination med driften av nya högtryckspannor, transformatorstationer och ångturbiner resulterade i en växande efterfrågan på instrument och kontroller.
Elkraftdistribution
Tillverkningsanläggningar började övergå till elmotorer och färre anläggningar fortsatte med axel- och remdrift med ångmotorer. Under denna övergång upplevde tillverkningsanläggningarna en produktionsökning på cirka 30 %. Detta berodde på att elmotorer hade mycket högre effektivitet jämfört med ångmotorer, krävde mindre underhåll och inte upplevde de höga friktionsförlusterna från axlar och remmar.
Tidiga elmotorer
Färgkodade lampor från kontrollrum krävdes för att skicka signaler till fabriksarbetare för att göra manuella ändringar som att öppna eller stänga ventiler och slå på eller av brytare. Detta är en typ av processkontroll som kallas "on-off". På 1930-talet introducerades regulatorer i industrin för att möjliggöra beräknade ändringar som svar på störningar från börvärdet. Digitala solid-state-logikmoduler för hårdkopplade programmerade logikregulatorer började användas av industriella styrsystem för processkontroll och automation 1958. Som föregångare till programmerbara logikregulatorer (PLC) som används idag ersatte de gradvis de flesta av våra behov av elektromekanisk relälogik.
Tidiga kontrollstationer
20e till 21st Århundradet: Datorer och robotik
År 1971 resulterade uppfinningen av mikroprocessorer i stora prisfall på datorhårdvara och möjliggjorde en snabb tillväxt av digitala kontroller inom tillverkningsindustrin. Våra ständiga framsteg inom datorteknik fortsätter än idag att driva utvecklingen av industriell automation på framåt. Med digitala datorer kunde tillverkningsanläggningar nu ha styrenheter som kan utföra mer komplexa uppgifter med högre hastigheter och större effektivitet.
Introduktion av datorer
I takt med att tekniken fortsatte att utvecklas blev utvecklingen av robotisk processautomation alltmer framträdande i tillverkningsanläggningar. Victor Scheinman, en amerikansk pionjär inom robotikområdet, uppfann "Stanford-armen" 1969. Den var utformad för att möjliggöra en armlösning som en 6-axlig ledad helelektrisk robot. Detta banade väg för robotar att ha potential att utföra mer komplexa uppgifter som svetsning och montering. År 1973 gjorde Europa enorma framsteg inom industriell robotik genom att introducera robotar på marknaden genom ABB Robotics och KUKA Robotics.
Robotarna i dagens fabriker används nu för nästan alla befintliga monterings- och tillverkningsprocesser. Robotar avlägsnar inte bara människor från farliga miljöer, utan de hjälper också till att sänka kostnaderna för företagare att förbli konkurrenskraftiga genom att öka energieffektivitet, produktivitet, noggrannhet och precision för bättre produktionskvalitet. Vi kan nu se utvecklingen av robotiserad processautomation i processer som:
- Glastillverkning
- Massa- och pappersbruk
- Livsmedels- och dryckesbearbetning
- Bilmontering
- Separation av naturgas
- Elproduktion
- Elektroniktillverkning
- Konservering och buteljering
Robotik i tillverkningsfabriker
Utvecklingen av hemautomation
Utvecklingen av automatisering i vardagen märks tydligast när vi får uppleva det i våra hem dagligen. När elektrifieringen började växa under 1800-talete talet har det uppskattats att 70 % av de amerikanska hushållen var elektrifierade omkring 1930. Eldistribution ledde till att husägare kunde få ett sätt att driva tidiga hushållsapparater som:
- Varmvattenberedare
- Torktumlare
- Diskmaskiner
- kylskåp
- Dammsugare
- Tvättmaskiner
- Symaskiner
Uppvärmning av vatten i hemmet
Även om många av dessa hushållsapparater till en början var för dyra för de flesta hushåll, gjorde den gradvisa introduktionen på marknaden i kombination med förbättrad teknik dem så småningom mer överkomliga.
På 1970-talet resulterade det stora prisfallet på datorhårdvara i att priset på elektronik sjönk avsevärt. Detta gjorde hushållsapparater mer tillgängliga för hemmabruk. Under 1990- till 2000-talen utvecklades internettekniken avsevärt. Detta gjorde att smarta hem blev mer överkomliga, vilket resulterade i en ökad popularitet för hemautomation. Hemautomation kan lätt hittas i dagens moderna hem med smart teknik som automatisk belysning, VVS-kontroller, säkerhets- och trygghetssystem. TV-hissar och underhållningskontroller. Alla dessa smarta tekniker är nu något vi enkelt kan komma åt via en smartphone med kompatibla smarta hemappar. I takt med att det blir allt vanligare att arbeta hemifrån har vi också sett en ökad efterfrågan på elektriska ståbord.
Smart hem - kontroller för belysning och underhållning
Sammanfattningsvis
Utvecklingen av automatisering i vardagen har pågått genom historien och kommer att fortsätta att göra sin väg i kommande generationer. I takt med att vår teknik gör framtida framsteg kan vi nu förvänta oss att se utvecklingen av robotiserad processautomation få en större inverkan på vår bransch.
Vi hoppas att du tyckte att detta var lika informativt och intressant som vi gjorde, särskilt om du var intresserad av industriell automations historia. Om du har några frågor eller vill diskutera våra produkter ytterligare, tveka inte att kontakta oss! Vi är experter på det vi gör och hjälper dig gärna på alla sätt vi kan.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123