औद्योगिक स्वचालन: इतिहास, विशेषताओं और प्रकार - प्रौद्योगिकी - 2025

औद्योगिक स्वचालन ऐसे कंप्यूटर, रोबोट और सूचना तकनीक के रूप में नियंत्रण प्रणाली द्वारा इस्तेमाल किया विभिन्न प्रक्रियाओं और एक उद्योग में मशीनों का स्वत: निष्पादन सक्षम करने के लिए प्रौद्योगिकी, मानव ऑपरेटरों के लिए आवश्यकता के बिना है।

यह मशीनीकृत उपकरण और तार्किक प्रोग्रामिंग कमांड के उपयोग के साथ मानव निर्णय लेने और मैन्युअल कमांड-प्रतिक्रिया गतिविधियों को बदलने का प्रयास करता है।

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इससे पहले, स्वचालन का उद्देश्य उत्पादकता में वृद्धि करना था, क्योंकि स्वचालित प्रणाली एक दिन में 24 घंटे काम कर सकती है, और मानव ऑपरेटरों से जुड़े लागत को कम कर सकती है, जैसे कि मजदूरी और लाभ।

यह स्वचालन विभिन्न माध्यमों, जैसे यांत्रिक, हाइड्रोलिक, वायवीय, विद्युत, इलेक्ट्रॉनिक और कंप्यूटर उपकरणों द्वारा प्राप्त किया गया है, आम तौर पर उनके बीच संयुक्त है।

औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए सामान्य प्रयोजन नियंत्रकों में शामिल हैं: प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर, स्वतंत्र I / O मॉड्यूल और कंप्यूटर।

वर्तमान स्थिति

हाल ही में, औद्योगिक स्वचालन ने विभिन्न प्रकार के उद्योग द्वारा बढ़ती हुई स्वीकार्यता को पाया है, क्योंकि विनिर्माण प्रक्रिया में इसके भारी लाभ, जैसे कि उत्पादकता, गुणवत्ता, लचीलापन और कम लागत पर सुरक्षा।

यह श्रम, बिजली की लागत और सामग्री लागत में बचत के साथ-साथ माप में अधिक सटीकता के साथ लाभ भी है।

एक महत्वपूर्ण प्रवृत्ति स्वचालित निरीक्षण कार्यों को प्रदान करने के लिए कंप्यूटर विज़न का बढ़ा हुआ उपयोग है। एक और प्रवृत्ति रोबोट के उपयोग में निरंतर वृद्धि है।

औद्योगिक प्रक्रियाओं में ऊर्जा दक्षता अब सर्वोच्च प्राथमिकताओं में से एक बन गई है।

उदाहरण के लिए, अर्धचालक कंपनियां बिजली की खपत को कम करने और इस प्रकार दक्षता को कम करने के लिए सामान्य-प्रयोजन पंप और मोटर नियंत्रण में पाए जाने वाले 8-बिट माइक्रोकंट्रोलर अनुप्रयोगों की पेशकश करती हैं।

वर्ल्ड बैंक की वर्ल्ड डेवलपमेंट रिपोर्ट 2018 सबूत दिखाती है कि औद्योगिक स्वचालन श्रमिकों को विस्थापित करता है, नवाचार नए उद्योगों और नौकरियों का निर्माण करता है।

इतिहास

अपनी स्थापना के बाद से, औद्योगिक स्वचालन ने उन गतिविधियों के बीच काफी प्रगति की है जो पहले मैन्युअल रूप से किए गए थे।

औद्योगिक क्रांति

पहले इंजनों और स्टीम इंजन की शुरूआत ने स्वचालित नियंत्रण प्रणालियों के लिए एक नई आवश्यकता पैदा की, जैसे कि तापमान नियामक और दबाव नियामक।

1771 में हाइड्रोलिक पावर द्वारा संचालित पहली पूरी तरह से स्वचालित कताई मिल का आविष्कार किया गया था। 1785 में एक स्वचालित आटा चक्की विकसित की गई, जो पहली पूरी तरह से स्वचालित औद्योगिक प्रक्रिया बन गई।

फोर्ड मोटर

1913 में, Ford Motor Company ने एक ऑटोमोबाइल प्रोडक्शन असेंबली लाइन पेश की, जिसे विनिर्माण उद्योग में स्वचालन के अग्रणी प्रकारों में से एक माना जाता है।

इससे पहले, एक कार को कुशल और अकुशल श्रमिकों की एक टीम द्वारा बनाया गया था। उत्पादन के स्वचालन ने फोर्ड की उत्पादन दरों में सुधार किया और इसके मुनाफे में वृद्धि हुई।

असेंबली लाइन और ऑटोमोबाइल का बड़े पैमाने पर उत्पादन दुनिया में अपनी तरह का पहला था। इसने कार असेंबली के समय को 12 घंटे प्रति कार से घटाकर लगभग डेढ़ घंटा कर दिया।

20 वीं शताब्दी में अग्रिम

1920 के दशक में नियंत्रण कक्ष सामान्य हो गए थे। 1930 के दशक की शुरुआत तक, प्रक्रिया नियंत्रण केवल चालू / बंद था।

नियंत्रण आकृति से विचलन के जवाब में गणना में परिवर्तन करने की क्षमता के साथ, 1930 के दशक में नियंत्रकों को पेश किया जाने लगा।

कंट्रोल रूम ने प्लांट वर्कर्स को सिग्नल में कुछ बदलाव करने के लिए कलर-कोडेड लाइट्स का इस्तेमाल किया।

1930 के दशक के दौरान, जापान घटक विकास में अग्रणी था। पहले माइक्रोस्विच, सुरक्षा रिले और उच्च परिशुद्धता वाले इलेक्ट्रिक टाइमर विकसित किए गए थे।

1945 में, जापान ने एक औद्योगिक पुनर्निर्माण कार्यक्रम शुरू किया। कार्यक्रम नई तकनीकों पर आधारित था, जैसा कि दुनिया के बाकी हिस्सों में इस्तेमाल किए जाने वाले पुरातन तरीकों के विपरीत है।

जापान औद्योगिक स्वचालन में विश्व नेता बन गया। होंडा, टोयोटा, और निसान जैसी कार कंपनियां कई उच्च-गुणवत्ता वाली, विश्वसनीय कारों का उत्पादन करने में सक्षम थीं।

विशेषताएँ

मशीनीकरण मोटर चालित मशीनरी का उपयोग करके कार्य का मैनुअल संचालन है, लेकिन मानव निर्णय लेने पर निर्भर करता है।

स्वचालन मशीनीकरण के लिए एक अतिरिक्त कदम का प्रतिनिधित्व करता है, क्योंकि यह तर्क प्रोग्रामिंग आदेशों और शक्तिशाली मशीनरी के उपयोग के साथ मानव भागीदारी की जगह लेता है।

परिचालन लागत कम

औद्योगिक स्वचालन के साथ, एक मानव कार्यकर्ता के साथ जुड़े छुट्टी, स्वास्थ्य देखभाल और बोनस की लागत समाप्त हो जाती है। इसी तरह, इसे अन्य लाभों की आवश्यकता नहीं है जो कर्मचारियों को हैं, जैसे कि पेंशन कवरेज, बोनस, आदि।

हालांकि यह एक उच्च प्रारंभिक लागत से संबंधित है, यह श्रमिकों के मासिक वेतन को बचाता है, जिससे कंपनी के लिए पर्याप्त बचत होती है।

औद्योगिक स्वचालन के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरणों से जुड़ी रखरखाव लागत कम है, क्योंकि वे टूटने की प्रवृत्ति नहीं रखते हैं। यदि वे विफल होते हैं, तो केवल आईटी और रखरखाव इंजीनियरों को इसकी मरम्मत करनी चाहिए।

उच्च उत्पादकता

जबकि कई कंपनियां अधिकतम 24 घंटे के लिए संयंत्र को तीन पारियों में चलाने के लिए सैकड़ों विनिर्माण लोगों को काम पर रखती हैं, फिर भी इसे छुट्टियों और रखरखाव के लिए बंद करने की आवश्यकता है।

औद्योगिक स्वचालन कंपनी के लक्ष्य को संतुष्ट करता है, जिससे विनिर्माण संयंत्र को दिन में 24 घंटे, सप्ताह में 7 दिन और वर्ष में 365 दिन काम करने की अनुमति मिलती है। यह संगठन की उत्पादकता में एक महत्वपूर्ण सुधार लाता है।

उच्च गुणवत्ता

ऑटोमेशन मानव-संबंधी त्रुटि की अपील करता है। इसके अलावा, रोबोट में किसी भी प्रकार की थकावट नहीं होती है, जिसके परिणामस्वरूप समान गुणवत्ता के उत्पाद होते हैं, यहां तक ​​कि अलग-अलग समय पर उनका निर्माण होता है।

उच्च लचीलापन

यदि असेंबली लाइन पर एक नया कार्य जोड़ा जाता है, तो मानव ऑपरेटर के लिए एक प्रशिक्षण आवश्यक होगा।

दूसरी ओर, रोबोट को किसी भी प्रकार का काम करने के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है। यह विनिर्माण प्रक्रिया को अधिक लचीला बनाता है।

उच्च जानकारी सटीकता

एकत्र किए गए स्वचालित डेटा से आप इस डेटा की महान सटीकता के साथ, आपकी संकलन लागत को कम करने के साथ महत्वपूर्ण निर्माण जानकारी का विश्लेषण कर सकते हैं।

यह प्रक्रियाओं को सुधारने और कचरे को कम करने की कोशिश करते समय सही निर्णय लेने में सक्षम बनाता है।

उच्च सुरक्षा

औद्योगिक स्वचालन खतरनाक परिस्थितियों को कम करने के लिए रोबोट को लागू करके श्रमिकों के लिए उत्पादन लाइन को सुरक्षित बना सकता है।

उच्च प्रारंभिक लागत

मानव उत्पादन लाइन से स्वचालित एक पर स्विच करने से जुड़ा प्रारंभिक निवेश बहुत अधिक है।

इसके अतिरिक्त, इस परिष्कृत नए उपकरण को संचालित करने के लिए कर्मचारियों को प्रशिक्षण में पर्याप्त लागत शामिल है।

प्रकार

निश्चित स्वचालन

इसका उपयोग उच्च उत्पादन दरों को प्राप्त करने के लिए दोहराए जाने वाले और निश्चित संचालन को निष्पादित करने के लिए किया जाता है।

नियत अनुक्रम प्रक्रियाओं या विधानसभा संचालन को स्वचालित करने के लिए एक विशेष उद्देश्य टीम को नियुक्त करें। संचालन का क्रम उपकरण के विन्यास से निर्धारित होता है।

प्रोग्राम किए गए कमांड गियर, वायरिंग और अन्य हार्डवेयर के रूप में मशीनों में निहित हैं जिन्हें आसानी से एक उत्पाद से दूसरे उत्पाद में नहीं बदला जा सकता है।

स्वचालन का यह रूप उच्च प्रारंभिक निवेश और उच्च उत्पादन दर की विशेषता है। इसलिए, यह उन उत्पादों के लिए उपयुक्त है जो बड़े संस्करणों में बने हैं।

प्रोग्राम ऑटोमेशन

यह बैचों में उत्पादों के निर्माण के लिए स्वचालन का एक रूप है। उत्पाद एक समय में कई दर्जन से कई हजार इकाइयों तक के बैचों में निर्मित होते हैं।

प्रत्येक नए बैच के लिए, उत्पादन उपकरण को नए प्रकार के उत्पाद के अनुरूप तैयार किया जाना चाहिए। इस रिप्रोग्रामिंग के लिए समय की आवश्यकता होती है, प्रत्येक बैच के लिए उत्पादन रन के बाद समय की गैर-उत्पादक अवधि होती है।

उत्पादन दर आम तौर पर निश्चित स्वचालन से कम होती है, क्योंकि उपकरण उत्पाद परिवर्तन की सुविधा के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं, बजाय उत्पाद विशेषज्ञता के।

इस स्वचालन प्रणाली के उदाहरण संख्यात्मक रूप से नियंत्रित मशीन, औद्योगिक रोबोट, स्टील मिल आदि हैं।

लचीला स्वचालन

इस प्रणाली के साथ एक स्वचालित नियंत्रण उपकरण प्रदान किया जाता है, जो प्रत्येक उत्पाद के लिए परिवर्तन करने के लिए महान लचीलापन प्रदान करता है। यह प्रोग्रामेबल ऑटोमेशन का विस्तार है।

प्रोग्रामेबल ऑटोमेशन के लिए नकारात्मक पक्ष यह है कि उत्पाद के प्रत्येक नए बैच के लिए उत्पादन उपकरण को फिर से तैयार करना आवश्यक है। यह उत्पादन समय खो दिया है, जो महंगा है।

लचीले स्वचालन में, रिप्रोग्रामिंग को कंप्यूटर टर्मिनल पर जल्दी और स्वचालित रूप से किया जाता है, बिना उत्पादन उपकरण का उपयोग किए बिना।

ये परिवर्तन मानव ऑपरेटरों द्वारा कोड के रूप में दिए गए निर्देशों द्वारा किए गए हैं।

नतीजतन, उत्पादों को बैचों में समूहित करना आवश्यक नहीं है। विभिन्न उत्पादों के मिश्रण को एक के बाद एक उत्पादित किया जा सकता है।

अनुप्रयोग

उद्योग 4.0

औद्योगिक स्वचालन का उदय सीधे "चौथी औद्योगिक क्रांति" से संबंधित है, जिसे उद्योग 4.0 के रूप में जाना जाता है। मूल रूप से जर्मनी, उद्योग 4.0 में कई उपकरण, अवधारणाएं और मशीनें शामिल हैं।

उद्योग 4.0 चीजों के औद्योगिक इंटरनेट के साथ काम करता है, जो कि एक आभासी प्रतिनिधित्व के माध्यम से, इंटरनेट पर विभिन्न भौतिक वस्तुओं का सही एकीकरण है, और निर्माण प्रक्रियाओं में सुधार को जोड़ने के लिए सॉफ्टवेयर / हार्डवेयर के साथ जुड़ना है।

होशियार बनाने में सक्षम होने के नाते, इन नई तकनीकों के साथ सुरक्षित और अधिक उन्नत विनिर्माण संभव है। यह पहले की तुलना में अधिक विश्वसनीय, सुसंगत और कुशल विनिर्माण मंच खोलता है।

उद्योग 4.0 विनिर्माण के कई क्षेत्रों को शामिल करता है और समय के अनुसार ऐसा करना जारी रखेगा।

औद्योगिक रोबोटिक्स

औद्योगिक रोबोटिक्स औद्योगिक स्वचालन की एक शाखा है जो विभिन्न विनिर्माण प्रक्रियाओं, जैसे कि मशीनिंग, वेल्डिंग, पेंटिंग, असेंबली और सामग्री से निपटने में मदद करती है।

औद्योगिक रोबोट उच्च परिशुद्धता और गति को सक्षम करने के लिए विभिन्न यांत्रिक, विद्युत और सॉफ्टवेयर सिस्टम का उपयोग करते हैं, जो किसी भी मानव प्रदर्शन से अधिक है।

इन प्रणालियों को संशोधित किया गया था और इस बिंदु पर सुधार किया गया था कि एक एकल रोबोट बहुत कम या बिना रखरखाव के एक दिन में 24 घंटे काम कर सकता है। 1997 में 700,000 औद्योगिक रोबोट उपयोग में थे, 2017 में यह संख्या बढ़कर 1.8 मिलियन हो गई है।

प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर

औद्योगिक स्वचालन निर्माण प्रक्रिया में प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर्स (PLC) को शामिल करता है। ये एक प्रसंस्करण प्रणाली का उपयोग करते हैं जो आपको सरल प्रोग्रामिंग के माध्यम से इनपुट और आउटपुट नियंत्रण को अलग करने की अनुमति देता है।

एक पीएलसी विभिन्न प्रकार के इनपुट प्राप्त कर सकता है और विभिन्न प्रकार के लॉजिक आउटपुट लौटा सकता है। इनपुट डिवाइस सेंसर हैं और आउटपुट डिवाइस मोटर, वाल्व आदि हैं।

PLC कंप्यूटर के समान हैं। हालाँकि, जब कंप्यूटर गणना के लिए अनुकूलित होते हैं, PLC नियंत्रण कार्यों और औद्योगिक वातावरण में उपयोग के लिए अनुकूलित होते हैं।

इनका निर्माण इस तरह से किया जाता है कि कंपन, उच्च तापमान, आर्द्रता और शोर को संभालने के लिए केवल बुनियादी तर्क-आधारित प्रोग्रामिंग ज्ञान की आवश्यकता होती है।

पीएलसी की पेशकश का सबसे बड़ा फायदा उनका लचीलापन है। वे विभिन्न नियंत्रण प्रणालियों की एक श्रृंखला संचालित कर सकते हैं। वे नियंत्रण प्रणाली को बदलने के लिए एक प्रणाली को फिर से खोलना अनावश्यक बनाते हैं। यह लचीलापन उन्हें जटिल और विविध प्रणालियों के लिए लाभदायक बनाता है।

उदाहरण

ऑटोमोटिव उद्योग में, 1-1.6% की त्रुटि दर वाले इंजन में पिस्टन की स्थापना मैन्युअल रूप से किया जाता था। वर्तमान में, यह वही कार्य स्वचालित मशीन के साथ किया जाता है, जिसकी त्रुटि दर 0.0001% है।

कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) का उपयोग रोबोटिक्स के साथ स्वचालित लेबलिंग बनाने के लिए किया जाता है, स्वचालित लेबल ऐप्लिकेटर के रूप में रोबोट हथियारों का उपयोग किया जाता है, और एआई को लेबल किए जाने वाले उत्पादों का पता लगाने के लिए।

ऑडी में स्वचालन

जर्मनी में ऑडी प्लांट में, रोबोट की संख्या लगभग 800 कर्मचारियों के बराबर है। वे अधिकांश भारी उठाने, साथ ही संभावित खतरनाक वेल्डिंग, साथ ही थकाऊ दोहराव परीक्षण करते हैं।

ऑडी में स्वचालन के लाभों में बहुत अधिक उत्पादकता और अकुशल श्रमिकों के लिए कम आवश्यकता है।

ऑडी में उपयोग किए गए रोबोट न केवल अप्रशिक्षित कर्मचारियों द्वारा पहले किए गए खतरनाक काम का ध्यान रखते हैं, बल्कि डेटा का एक धन भी इकट्ठा करते हैं जिसका विश्लेषण किया जा सकता है और कारखाने के संचालन में सुधार के लिए उपयोग किया जा सकता है।

हालांकि, अभी भी ऐसे कार्य हैं जो रोबोट नहीं कर सकते हैं और मनुष्य को संभालने के लिए बेहतर तरीके से सुसज्जित हैं।

सबसे खतरनाक कार्यों को लेने और उन कार्यों की दक्षता और उत्पादकता में सुधार करके, ऑडी मानव-केंद्रित कार्यों को करने के लिए अधिक कुशल और कुशल श्रमिकों को आकर्षित कर सकता है।

स्वचालित उत्पादन लाइन

इसमें स्टेशनों के बीच भागों को स्थानांतरित करने के लिए एक स्थानांतरण प्रणाली द्वारा जुड़े वर्कस्टेशन की एक श्रृंखला शामिल है।

यह निश्चित स्वचालन का एक उदाहरण है, क्योंकि ये लाइनें आम तौर पर लंबे उत्पादन रन के लिए स्थापित की जाती हैं।

प्रत्येक स्टेशन को एक विशिष्ट प्रोसेसिंग ऑपरेशन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, ताकि भाग या उत्पाद कदम से कदम निर्मित हो, क्योंकि यह लाइन के साथ आगे बढ़ता है।

सामान्य लाइन ऑपरेशन में, प्रत्येक स्टेशन पर एक भाग को संसाधित किया जाता है, इसलिए कई भागों को एक साथ संसाधित किया जाता है, लाइन के प्रत्येक चक्र के साथ एक तैयार भाग का उत्पादन होता है।

जो विभिन्न ऑपरेशन होते हैं, उन्हें कुशलता से संचालित करने के लिए लाइन के लिए ठीक से अनुक्रमित और समन्वित होना चाहिए।

आधुनिक स्वचालित लाइनों को प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर्स द्वारा नियंत्रित किया जाता है। ये आपके ऑपरेशन के लिए आवश्यक समय और अनुक्रमण कार्यों के प्रकारों का प्रदर्शन कर सकते हैं।

संदर्भ

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