Что такое автоматизация и как она помогает промышленности

Современная промышленность переживает технологическую революцию. На российских заводах станки работают без участия операторов, роботы выполняют сварочные операции с точностью до миллиметра, а целые производственные линии управляются из единого центра. Что такое автоматизация в контексте промышленного производства? Это комплекс технологий и систем, благодаря которым оборудование может выполнять производственные операции без прямого участия человека или при его минимальном вмешательстве.

Автоматизация: что это такое

Автоматизация производства представляет собой процесс передачи функций управления и контроля от человека к техническим устройствам. Современные системы автоматизации включают три основных уровня: полевой (датчики и исполнительные механизмы), контроллерный (ПЛК и локальные системы управления) и верхний уровень управления (SCADA-системы и MES).

По данным исследования компании Б1, в ближайшие пять лет годовой оборот российского рынка промышленной автоматизации вырастет более чем вдвое – с 83 млрд руб. в 2024 г. до 207 млрд руб. в 2030.

Автоматизация в 2025 году становится жизненной необходимостью для российских предприятий. Более 86% российских организаций уже испытывают нехватку персонала, причем общий кадровый дефицит достигает порядка 4,8 миллиона человек. В таких условиях внедрение автоматизированных систем позволяет предприятиям сохранять и наращивать объемы производства при ограниченных трудовых ресурсах.

Для чего нужна автоматизация на производстве

Российские промышленные предприятия внедряют системы автоматизации для решения комплекса задач. Первостепенная из них – компенсация дефицита рабочей силы. На нехватку сотрудников указали 42% руководителей промышленных предприятий. Автоматизированные линии позволяют одному оператору контролировать работу оборудования, которое раньше обслуживали десятки рабочих.

Второй задача – повышение качества продукции. Автоматизированные системы обеспечивают стабильность технологических параметров. Это особенно критично для таких отраслей, как металлургия, химическое производство и машиностроение.

Экономическая эффективность автоматизации проявляется в снижении операционных затрат. Несмотря на высокие первоначальные инвестиции в оборудование от ведущих производителей – Siemens, Schneider Electric (ныне Систэм Электрик), Omron – окупаемость проектов составляет 3-5 лет.

Конкретный пример: на НЛМК запустили агрегаты непрерывной разливки стали, благодаря которым предприятие сократило потребление энергоресурсов. Одновременно современные системы управления помогли оптимизировать расход сырья и увеличить выход годной продукции.

Как работает автоматизация

Основные принципы

Работа автоматизированной системы основана на трех ключевых процессах: сбор данных о состоянии оборудования и технологических параметрах, обработка информации согласно заложенным алгоритмам и выдача управляющих команд исполнительным механизмам. Этот цикл повторяется непрерывно. Благодаря этому удается поддерживать заданные режимы работы без отклонений.

Современные системы автоматизации интегрируют технологии промышленного интернета вещей (IIoT), позволяющие собирать данные с тысяч датчиков в режиме реального времени. Облачные платформы обеспечивают удаленный мониторинг и управление производством.

Ключевые компоненты

Современная система автоматизации включает четыре основных типа компонентов:

Все компоненты связаны между собой промышленными сетями и протоколами связи и составляют единую систему управления производством.

Виды автоматизации в промышленности

Автоматизация производственных процессов

Автоматизация охватывает все основные этапы производства – от обработки сырья до готовой продукции. На металлообрабатывающих предприятиях станки с ЧПУ выполняют фрезерование, токарную обработку, сверление с точностью, недостижимой при ручном управлении.

Роботизированные производственные линии представляют высший уровень автоматизации процессов. Согласно указу Президента РФ о национальных целях развития, к 2030 году Россия должна войти в топ-25 стран по плотности роботизации, достигнув общего объема задействованных роботов в 94 тыс. единиц.

Автоматизация управления

Системы автоматизированного управления технологическими процессами (АСУ ТП) координируют работу всего производственного комплекса. Они контролируют все стадии производства, обеспечивают сбор и анализ данных в реальном времени.

SCADA-системы собирают информацию с датчиков, визуализируют состояние оборудования на экранах операторов, архивируют данные для последующего анализа. MES-системы связывают уровень управления производством с корпоративными информационными системами, планируют производственные задания, отслеживают выполнение заказов.

Средства автоматизации: обзор решений

Аппаратные решения

Программируемые логические контроллеры составляют основу современных систем автоматизации. Siemens предлагает линейку ПЛК SIMATIC – от компактных S7-1200 для небольших установок до мощных S7-1500 для управления целыми производствами.

Датчики Omron точно отслеживают технологические параметры, а промышленные роботы становятся все более доступными для российских предприятий: помимо традиционных манипуляторов, все чаще используются коллаборативные роботы.

При выборе оборудования критически важна совместимость компонентов. Siderus помогает подобрать оптимальный комплект оборудования с учетом специфики производства и бюджета проекта.

Программные решения

SCADA-системы обеспечивают человеко-машинный интерфейс для управления производством; например, одна из самых распространённых в России SCADA-систем – Siemens WinCC – позволяет операторам визуализировать технологический процесс, архивировать данные и формировать отчёты.

MES-системы интегрируют производство с бизнес-процессами предприятия. Они планируют производственные задания на основе заказов из ERP-системы, отслеживают использование материалов, контролируют качество продукции. HMI-панели обеспечивают локальное управление оборудованием непосредственно на технологических установках.

Как внедрить автоматизацию: пошаговый гид

Этапы внедрения

Внедрение автоматизации на производстве проходит через четко определенную последовательность этапов:

1. Аудит существующих процессов

• Анализ технологических операций и выявление узких мест

• Определение потенциала для автоматизации

• Формирование технического задания

• Определение ключевых показателей эффективности (KPI)

2. Выбор оборудования и программного обеспечения

• Анализ текущих потребностей и перспектив развития

• Подбор оборудования с учетом масштабируемости

• Выбор импортного оборудования от Siemens, Omron, Schneider Electric

• Расчет бюджета проекта

3. Проектирование системы

• Разработка структурных схем автоматизации

• Выбор архитектуры системы управления

• Создание алгоритмов работы оборудования

• Разработка программного обеспечения для ПЛК и SCADA

4. Монтаж и пусконаладка

• Установка и подключение оборудования

• Настройка параметров и загрузка ПО

• Проверка работы всех компонентов

• Комплексное тестирование во всех режимах работы

Каждый этап требует привлечения квалифицированных специалистов и тщательного контроля качества выполнения работ.

Работа с поставщиками

Выбор надежного поставщика оборудования определяет успех проекта автоматизации. Siderus обладает многолетним опытом поставок импортного оборудования для автоматизации, обеспечивая своевременную доставку.

Преимущества работы с Siderus включают прямые поставки от производителей, полный комплект технической документации на русском языке, помощь в выборе оптимальной конфигурации оборудования. Специалисты компании консультируют по вопросам совместимости компонентов, помогают подобрать аналоги при необходимости, обеспечивают поставку запасных частей.

Преимущества автоматизации для российских производств

Внедрение систем автоматизации обеспечивает российским предприятиям комплекс преимуществ:

1. Экономия ресурсов

   • Точное дозирование сырья и минимизация потерь

   • Оптимизация энергопотребления (энергоэффективные двигатели Siemens обеспечивают экономию электроэнергии до 60%)

   • Снижение себестоимости продукции за счет сокращения брака

2. Повышение конкурентоспособности

   • Стабильное качество продукции независимо от человеческого фактора

   • Быстрая перенастройка на выпуск новой продукции

   • Оперативное реагирование на изменения рыночного спроса

3. Решение кадровой проблемы

   • Компенсация дефицита квалифицированных рабочих (сейчас дефицит кадров достиг 1,5 млн человек)

   • Возможность развития производства без увеличения штата

   • Переквалификация персонала на более высокооплачиваемые позиции

4. Улучшение условий труда

   • Исключение человека из опасных производственных зон

   • Снижение физической нагрузки на работников

   • Повышение культуры производства

Конкретный пример эффективности демонстрирует опыт предприятий пищевой промышленности. После внедрения автоматизированных линий упаковки производительность увеличилась на 40%, количество брака снизилось с 3% до 0,5%, а потребность в операторах сократилась в три раза. При этом оставшиеся сотрудники смогли повысить свою квалификацию и, как следствие, получать более высокую заработную плату.

Вызовы и решения при внедрении автоматизации

Высокие первоначальные затраты часто останавливают предприятия от модернизации. Решением становится поэтапное внедрение – начиная с наиболее критичных участков производства. Siderus помогает оптимизировать бюджет проекта, предлагая оборудование с оптимальным соотношением цены и качества.

Обучение персонала представляет серьезный вызов при переходе на автоматизированное производство. Операторы должны освоить работу со SCADA-системами, наладчики – программирование ПЛК. Производители оборудования предлагают программы обучения.

Интеграция нового оборудования с существующими системами требует тщательного планирования. Современные системы поддерживают открытые протоколы связи – OPC, Modbus, Profibus, что упрощает интеграцию. Siderus накопила обширный опыт решения типовых проблем при внедрении автоматизации, помогая избежать распространенных ошибок.

5 шагов к успешной автоматизации производства:

1. Проведите аудит: Определите процессы для автоматизации (управление оборудованием, контроль качества).

2. Подберите оборудование и ПО: Выберите проверенные импортные решения (ПЛК, датчики, роботы, SCADA, MES) под конкретные задачи вашего производства.

3. Обратитесь Siderus: Мы поможем с подбором надежного оборудования и обеспечим квалифицированную техническую поддержку.

4. Запустите пилотный проект: Проведите тестирование системы и обучение сотрудников.

5. Оцените результаты и масштабируйте: Замерьте показатели эффективности, качества и снижение затрат, после чего расширьте автоматизацию на всё производство.

Тренды автоматизации в 2025 году

Гиперавтоматизация предполагает комплексное применение передовых технологий – искусственного интеллекта, машинного обучения, роботизации процессов. Правительство России предложило на 80% нарастить финансирование исследований в области искусственного интеллекта в 2024 году.

Промышленный интернет вещей (IIoT) трансформирует подход к сбору и анализу производственных данных. Беспроводные датчики, облачные платформы, аналитика больших данных позволяют создавать "цифровые двойники" производства.

Подготовка производства к будущему требует выбора масштабируемых решений. Импортное оборудование от ведущих производителей обеспечивает возможность поэтапной модернизации. Siderus помогает российским предприятиям выбрать оборудование, соответствующее не только текущим потребностям, но и перспективным планам развития.

В условиях растущего дефицита кадров и ужесточения конкуренции только автоматизированные производства смогут обеспечить необходимую эффективность и качество. Siderus готова стать надежным партнером в этом процессе, поставляя качественное импортное оборудование. Обсудите задачи вашего производства со специалистами. Звоните по телефону +7 (499) 647-47-07 или отправляйте заявку на почту info@siderus.ru, чтобы получить персональное техническое предложение и консультацию.