什么是工控？

** 工業(yè)自動化**使用計算機控制系統(tǒng)和機器人（即自動化機械）來代替人類決策和參與制造過程。例如，自動化加工工具和移動部件對材料進行加工和精加工操作，自動化輸送系統(tǒng)將部件和部件移動到各個制造階段。

〔工業(yè)自動化的好處〕

由于工業(yè)自動化技術的集成所帶來的好處——包括提高生產(chǎn)速度、更好的質(zhì)量控制和提高安全性——幾乎每個行業(yè)的制造設施越來越多地選擇采用它，而不是傳統(tǒng)的手動或機械化方法。一些最重要的好處包括：

提高制造質(zhì)量和靈活性

卓越制造能力的標志之一是更好的質(zhì)量，即降低整體生產(chǎn)錯誤率。自動化制造和裝配設備，例如 CNC 機床，已經(jīng)集成了旨在處理重復性任務且錯誤率越來越低的程序。此外，可以對這些機器進行編程，以便在裝配過程中立即執(zhí)行新操作和附加步驟。

提高生產(chǎn)力

與人工操作的設施相比，自動化制造設施提供了更快和連續(xù)操作的能力，而不會因操作員疲勞而出現(xiàn)錯誤風險。雖然工業(yè)自動化可能仍需要一些人力進行檢查和監(jiān)督，但自動化流程在制造車間的人均生產(chǎn)率遠高于手動或機械流程。

降低成本

盡管初始成本很高，但工業(yè)自動化可以通過以下方式幫助設施降低總體成本：

• 將分析工具集成到流程中，以最大限度地降低數(shù)據(jù)收集和管理成本。
• 降低整體勞動力成本，例如工資、福利和其他醫(yī)療保健成本。
• 集成傳感器和自動警報，降低設備故障或服務中斷的風險。

安全

自動化流程更安全，因為它們需要較少的操作員參與。人工主管無需扮演操作員的角色，而是可以從更安全的距離監(jiān)控任務和生產(chǎn)，而機器可以處理具有潛在危險材料或設備的任務，例如：

• 化學品
• 鋒利的金屬和設備
• 重型材料和設備
• 需要極端高溫或低溫的材料
• 電子設備

〔工業(yè)自動化的類型〕

制造設施可以使用不同級別或程度的自動化組合來構建其制造流程。這些類型的工業(yè)自動化包括：

固定自動化（也稱為硬自動化）

許多制造設施執(zhí)行例行的、重復的任務，這些任務不會因產(chǎn)品而異。需要這些持續(xù)或大規(guī)模運行的過程使用具有固定自動化的專用機器，也稱為硬自動化過程。雖然固定的自動化流程不靈活且初始成本可能很高，但它們制造的產(chǎn)品速度、準確性和安全性都很高。

柔性自動化（也稱為軟自動化）

柔性自動化，也稱為軟自動化，可以實現(xiàn)更靈活的生產(chǎn)。與使用硬編碼的機器不同，它不像硬自動化那樣使用硬編碼的機器來處理一組沒有任何偏差的任務，而是使用計算機程序中的指定命令。更改代碼不僅可以更改步驟的順序，還可以更改執(zhí)行的實際過程。例如，零件和產(chǎn)品的單獨 CAD 模板可以轉(zhuǎn)換為 CNC 機器的特定說明。此外，導引車和其他動態(tài)制造工具使用靈活的自動化流程來處理復雜的制造任務。

可編程自動化

在可編程自動化中，制造任務由向機器提供特定指令的計算機程序處理。這些過程可能因批次而異，因為工程師可以修改指令集以適應特定制造應用的規(guī)格。

可編程自動化非常適合生產(chǎn)小批量和生產(chǎn)使用許多相同步驟和工具的類似產(chǎn)品的制造設施。雖然全新的配置和序列是可能的，但它們通常需要更長的設置和處理時間。與靈活自動化不同，可編程自動化允許從相同的基礎系統(tǒng)和工具重新配置硬自動化設置，以用于每次生產(chǎn)運行。這種類型的自動化在造紙廠或軋鋼廠很常見。

綜合自動化

集成自動化完全由計算機和控制過程處理，人工參與最少。計算機可以設計必要的零件、測試設計并制造零件。這種類型的工業(yè)自動化最接近于 1980 年代首次設想的“熄燈”自動化。

〔與自動化兼容的制造過程類型〕

制造流程建立了生產(chǎn)最終零件或產(chǎn)品所需的操作，而自動化流程則決定了操作的執(zhí)行方式。例如，組裝預制件（制造過程）可以通過硬自動化或可編程自動化（自動化過程）來實現(xiàn)。

幾種類型的制造過程與上面列出的四種類型的自動化兼容。一些最常見的兼容制造類型包括：

重復制造

重復制造用于長時間制造相同的零件或產(chǎn)品，通常是大批量制造。這種類型的制造使用裝配線或生產(chǎn)線格式來制造商品，并且隨著時間的推移，制造設置、材料或其他考慮因素幾乎沒有變化。雖然可以修改操作速度以滿足波動的需求，但一般步驟和步驟順序保持不變。重復性制造設施可以 24/7 全天候運行，而無需人工監(jiān)督，以保持高生產(chǎn)率。

重復制造常用于以下行業(yè)：

• 汽車
• 計算機和電子產(chǎn)品
• 機械制造

這種類型的制造可以通過硬自動化和可編程自動化過程來實現(xiàn)。

離散制造

離散制造允許在整個制造過程中發(fā)生變化。這種類型使用扇出的裝配或生產(chǎn)線，以允許在不同的生產(chǎn)階段進行有限數(shù)量的不同操作。但是，選項是有限的，并且在少數(shù)設置變量之外，不允許動態(tài)更改。離散制造生產(chǎn)線也傾向于制造彼此相似的產(chǎn)品，并且與重復生產(chǎn)線一樣，通常處理實體或預成型組件。

離散制造常用于以下行業(yè)：

• 消費產(chǎn)品
• 食品包裝
• 醫(yī)療的
• 紡織品

這種類型的制造可以與靈活的自動化過程相結合。

車間制造

與重復和離散制造中使用的線性生產(chǎn)線不同，這種類型的制造發(fā)生在固定的生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)。產(chǎn)品保留在配備必要工具和人工監(jiān)督員的工作站中。車間制造生產(chǎn)更復雜的產(chǎn)品，通常用于較小的生產(chǎn)運行。它也比其他類型的制造方式更加勞動密集。

車間制造通常用于以下行業(yè)：

• 定制機械
• 高技能勞動力
• 手工消費品

這種類型的制造可以通過靈活的自動化流程來實現(xiàn)。然而，許多操作可能需要更多的體力勞動，并涉及讓人類操作員控制較小的自動化任務。

批處理制造

流程制造，也稱為批量制造，處理較小的生產(chǎn)運行并使用無法達到嚴格標準的原材料。這種制造方法在需求水平較低或季節(jié)性水平較低且只需要偶爾“批量”的行業(yè)中很常見。

批處理制造常用于以下行業(yè)：

• 食品和飲料
• 油漆
• 藥品

這種類型的制造可以通過集成和靈活的自動化來實現(xiàn)。

連續(xù)過程制造

連續(xù)過程制造提供了對原始流體材料（例如氣體、液體、粉末、漿料和顆粒）的一致處理（通過熱、機械或化學過程）。雖然從頭到尾的制造過程沒有改變，但不同的訂單或運行可能會在不同的階段進入或離開該過程。

連續(xù)過程制造常用于以下行業(yè)：

• 食品和飲料
• 油漆
• 藥品
• 油和氣

這種類型的制造可以通過集成和靈活的自動化來實現(xiàn)。像重復制造一樣，這個過程是連續(xù)的并且相對不變。