Застосування автоматичних пристроїв на виробництві та в побуті.
Використання комп’ютерної техніки в сучасних виробничих процесах
Завдання 1
Роздивіться автоматизовані пристрої, зображені на малюнку 137, а-в, й
розкажіть, від виконання яких дій вони звільняють людину.
Автоматизація — напрям розвитку виробництва, який характеризується звільненням
людини не тільки від витрат м'язової енергії для виконання рухів, пов'язаних із
виробничим процесом, а й від безпосереднього керування відповідними машинами або
механізмами.
В умовах автоматизованого виробництва робітник лише налаштовує машини або
групи машин і системи керування ними, вмикає їх і проводить оперативний
контроль за їхньою роботою. Участь людини в операціях вмикання автоматичної
системи і її налагодження при цьому не враховуються. Автоматизація — головний
технічний напрям і показник технічного рівня сучасного виробництва, адже саме
вона відображає зміст науково-технічного розвитку людства: заміну людини
технічними засобами безпосередньо у виробничих умовах.
Напрями автоматизації технологічних процесів досить різноманітні.
Найхарактерніші риси автоматизації сучасного виробництва — швидкий розвиток
робототехніки, роторних і роторно-конвеєрних ліній, гнучких автоматизованих
виробництв, які забезпечують високу продуктивність.
Автоматизація не приводить до повного заміщення людини автоматами, але
характер взаємодії з машиною різко змінюється: праця стає змістовнішою, але й
складнішою. Основні обов'язки робітника тепер полягають у технічному
обслуговуванні машин-автоматів та інтелектуальній діяльності. Тому людина вже
не є простим, безініціативним виконавцем: вона вивільняється не лише від ручної
праці, а й частково від нетворчих функцій.
Сучасне виробництво неможливо уявити без робототехніки особливих технічних
засобів, спроможних замінити людину у виконанні виснажливих або шкідливих для
її здоров'я операцій, — робототехніки.
Робототехніка — це створення технічних систем, подібних до деяких із найважливіших систем
організму людини.
У робототехніці розвивається чимало напрямів, ось лише деякі з них:
- сенсорна
технологія — створення та використання штучних органів відчуття для
роботів;
- розділ
штучного інтелекту та інформатики — навчання роботів елементам розумової
діяльності людини;
- механіка
— розробка механічних маніпуляторів;
- промислова
робототехніка, або робототехнологія, — конструювання маніпуляторів...
Роботизація як найвищий рівень автоматизації виробничих процесів є
передумовою створення безлюдних виробництв.
Приклади автоматизації робочих місць. Роботизовані
комплекси оснащені лазерами великої потужності, що дає змогу в автоматичному
режимі наплавляти на дефектні деталі ремонтні шари різних металів, повністю
відновлюючи працездатність окремих вузлів. Лазер виконує безліч завдань: ріже
матеріали, зварює їх, наплавляє, очищує поверхні. Використовуваний метод
лазернопорошкового наплавлення дає змогу в короткий термін провести ремонт і
відновлення деталей.
Одним із характерних прикладів використання усіх цих методів впливу на
оброблюваний матеріал є автоматичні й роботизовані комплекси з різних галузей
виробництва.
Наприклад, американською компанією Stratasys у 2016 році було розроблено
новий 3D-принтер, здатний створювати вироби різної форми й розміру. Завдяки
тривимірному принтеру Infinite-Build (мал. 138) можна не лише створювати
необхідні деталі в одиничних екземплярах, а й запустити серійне виробництво.
Для виготовлення кінцевого виробу можна використовувати найрізноманітніші
матеріали, зокрема й метали. Недоліком нового принтера є його нездатність до
створення великих за розміром предметів. Утім, виготовлення складових, з яких
потім можна буде зібрати такі габаритні вироби, — завдання, з яким
InfiniteBuild легко впорається. У новій розробці використано два основних
пристрої: конвеєр і маніпулятор.
Перший дає змогу постачати створені деталі на потік, що і є головним
нововведенням, а другий — сканувати вже наявні деталі для створення їх точних
копій. Новий винахід згодом може стати дуже популярним і внести фундаментальні
зміни у виробництво багатьох речей.
Автоматизація цілісних промислових
виробничих комплексів. Автоматизована лінія обладнання (верстатів)
являє собою комплекс технологічного обладнання з автоматичним транспортуванням
і керуванням, призначена для послідовної обробки деталей в єдиному технологічному
процесі виробництва готового виробу або напівфабрикату. В автоматизованих
лініях частину операцій виконує людина (мал. 139).
Автоматичні лінії — це сукупність технологічного обладнання, встановленого відповідно
до послідовності технологічних процесів і оснащеного автоматичними
завантажувально-розвантажувальними пристроями і загальною системою управління
або кількома взаємопов'язаними системами управління в поєднанні з автоматичним
транспортуванням. Зазвичай їх застосовують для виготовлення виробів і деталей в
умовах великосерійного й масового виробництва (мал. 140).
Сучасні аграрні машини. Сільське
господарство є однією з найважливіших галузей промисловості. Воно дає їжу,
корми й біопаливо, необхідні для нашого виживання. Як очікується, до 2050 року
кількість населення світу досягне 9 млрд. Отже, продуктивність
сільськогосподарського виробництва має подвоїтися, щоб задовольнити потреби
людства, а врожайність — зрости на 25 %.
Мал. 139.
Автоматизована лінія збирання бронетранспортерів на заводі Iveco
Нині загальносвітовою тенденцією є розвиток точного землеробства,
доповненого передовими технологіями, зокрема й робототехнікою. У світі існують
сотні компаній (від конгломератів до стартапів), які використовують розробки в
галузі робототехніки для вирішення проблем сільського господарства.
Безліч проблем, якими переймається нині людство, спонукають до змін. На
додачу до глобального зростання населення збільшується вартість води,
впроваджуються політичні й нормативні процедури, обмежуються орні площі,
завдяки автоматизації зростає випуск дешевших продуктів. До того ж, змінюється
клімат — і це лише деякі фактори, які нині визначають існування людини.
Сучасні фермери вже опанували високі технології. Тепер вони користуються
інвентарем із цифровим управлінням. Діють частково й повністю автоматичні
пристрої для більшості видів сільськогосподарських робіт: від щеплення до
висаджування (мал. 141), від заготівлі до сортування та пакування (мал. 142).
До послуг селян системи програмного забезпечення, карти-схеми, отримані за
допомогою квадрокоптерів, а дані, необхідні для діяльності на місцях, можна
знайти в мережі Інтернет. Вони використовують системи автоматичного управління,
включені в системи керування багатьох нових тракторів, які відстежує система
GPS і якою управляє програмне забезпечення. Деякі фермери починають переводити
свої операції на повну автоматизацію. Отже, сьогодні далекоглядні
сільгоспвиробники зможуть оминути повільні, поступові поліпшення і перейти
безпосередньо до роботизованої автоматизації.
Автоматичний сучасний транспорт. Перший
український автомобіль-безпілотник на базі КрАЗ-Спартан успішно пройшов
випробування і готовий поповнити лави бойової техніки Збройних сил України.
Управління бойовою машиною здійснюється за допомогою українського автопілота
Pilotdrive. Він оснащений тепловізором з функцією автоматичного збільшення,
відеокамерою з охопленням 360°, датчиком присутності людини в радіусі 18 м,
далекоміром. Ці датчики дають змогу визначати ширину дороги й перешкоди.
Реакція на них спрацьовує миттєво.
Управляти безпілотником можна за допомогою планшета, «розумних рукавичок»
або операторської станції. Зв'язок з авто здійснюється через WiFi/Wimax, радіус
дії від 10 до 50 км. Крім того, програмно-апаратний комплекс SmartDrive має
можливість запам'ятовувати заданий маршрут. Його координати передаються по GPS
через супутник (мал. 143).
Такий безпілотник допомагає знизити ризики для життя українських вояків під
час виконання різних тактичних завдань.
Автомобілі-безпілотники використовують і в промисловості. Наприклад, новий
кар'єрний самоскид компанії Komatsu можна назвати безпілотною машиною нового
покоління. Кабіна водія повністю зникла з конструкції, що робить самоскид
повністю безпілотним транспортним засобом. Крім того, інженери компанії розробили
нову конструкцію машини, яка забезпечує ефективніший розподіл навантаження і
зчеплення з дорогою.
Оснащений двигунами загальною потужністю 2700 к.с., безпілотний кар'єрний
самоскид здатний розвивати швидкість 64 км/год і витримувати корисне навантаження
в 230 т. Важливо, що система виявлення перешкод може враховувати (обробляти)
навколишнє оточення з усіх боків машини, що дає змогу самоскиду рухатися в
будь-якому напрямку без допомоги водія або оператора (мал. 144). Очікується,
новинка вийде на ринок вже в 2017 році.
Автоматичні пристрої у побуті. Новітні
технології не оминули й повсякденне життя. Цілком звичними для нас стали речі,
про які ще 20-30 років тому ваші батьки могли хіба що прочитати в
науково-фантастичних романах. Нині ж мультиварки, пральні й посудомийні машини,
холодильники, якими можна управляти зі смартфона, робот-пилосос і навіть
«розумний будинок», який сам встановлює й регулює температурний, світловий та
інші режими життя своїх господарів, — буденна реальність (мал. 145).
Чи добре засвоїли?
- 1.
Назвіть основні напрями автоматизації сучасного виробництва.
- 2. Чим
відрізняються автоматичні лінії від автоматизованих?
- 3.
Наведіть приклади використання автоматизації в сучасному світі.
- 4. Які,
на вашу думку, перспективи автоматизації транспортної сфери?
Поясніть
- 1. Що
спричинює широке впровадження автоматизації у всі сфери життя? Назвіть
відомі вам приклади автоматизації, які не знайшли відображення у тексті
параграфа.
- 2. Які,
на вашу думку, можливі напрями автоматизації? Що ще можна автоматизувати?
- 3. Що
відбувається у навколишньому середовищі не автоматично? Поміркуйте
самостійно або у колективі однокласників.
Підбиваємо підсумки
Автоматизація сприяє звільненню людини від виконання та керування
виробничими процесами. Автоматизація на сучасному етапі розвитку виробничих
технологій охоплює такі напрями: повна автоматизація окремих робочих місць;
автоматизація виробничих комплексів; автоматизація сучасних аграрних машин;
автоматизація побутової техніки; розробка систем автоматичного (без участі
людини) технологічного, пасажирського та військового транспорту.
Комментариев нет:
Отправить комментарий