Automatiseerimise arendamise ajalugu

Automatiseerimise ajalugu hõlmab tuhandeid aastaid, arenedes lihtsatest mehaanilistest seadmetest keerukate süsteemideni, mis juhivad kaasaegset tööstust. Allpool on ülevaade automatiseerimise arendamise põhietappidest:

1. Iidsed ja varajased mehaanilised seadmed

  - Enne tavalist ajastut: iidsed tsivilisatsioonid leiutasid tööjõu vähendamiseks ja tootlikkuse parandamiseks lihtsad mehaanilised seadmed, nagu hoovad, rihmarattad ja vesirattad. Näiteks kreeka matemaatik Archimedes konstrueeris niisutamiseks veekruvi.

  - Keskaeg: mehaanilised kellad ja automaatid töötati välja keskajal, esindades varaseid mehaanilise automatiseerimise katseid. Kellamehhanismid said aluseks keerukamatele masinatele.

2. Esimene tööstusrevolutsioon (18. sajandi lõpp kuni 19. sajandi algus)

  - Aurujõud ja masinad: tööstusrevolutsioon tähistas aurumasinate ja mehaaniliste seadmete tõusu. Sellised masinad nagu ketrav jenny tekstiilitootmises võimaldasid osalist automatiseerimist, parandades oluliselt tõhusust.

  - Varased juhtimismehhanismid: masinad muutusid keerukamaks, tekkis vajadus automatiseeritud juhtimise järele. Aastal 1788 leiutas James Watt tsentrifugaalregulaatori aurumasina kiiruse reguleerimiseks, mis on üks esimesi automaatjuhtimisseadmeid.

3. Teine tööstusrevolutsioon (19. sajandi lõpp kuni 20. sajandi algus)

  - Elektrienergia ja varajane automatiseerimine: elektri kasutuselevõtt võimaldas masinaid kasutada elektrimootoritega ja juhtida elektrisüsteemidega, asendades mehaanilised jõuallikad. Andureid ja releesid hakati kasutama automatiseerimise varajastes vormides.

  - Koosteliini tootmine: 1913. aastal võttis Henry Ford autotootmises kasutusele koosteliini, automatiseerides osa tootmisprotsessist. Selle lähenemisviisi võtmeks oli standardimine ja tööjaotus.

4. Kontrolliteooria areng (20. sajandi keskpaik)

  - Tagasiside kontrolli teooria: 1940. aastatel töötas matemaatik Norbert Wiener välja küberneetika kontseptsiooni, võttes kasutusele tagasiside juhtimissüsteemid. Need süsteemid kohandavad sisendeid stabiilsuse säilitamiseks, moodustades kaasaegse automatiseeritud juhtimise aluse.

  - Mehaaniline ja elektrooniline integratsioon: elektroonikatehnoloogia arenedes hakkasid automatiseerimissüsteemid hõlmama elektroonilisi kontrollereid, andureid ja lüliteid, võimaldades masinate keerukamat ja täpsemat juhtimist.

5. Arvutustehnika ja infotehnoloogia tõus (20. sajandi keskpaigast kuni lõpuni)

  - Digitaalne juhtimine ja arvutite integreerimine: 1960. aastatel muutis arvutite areng automatiseerimist. Kasutusele võeti arvjuhtimisseadmed (NC) ja tööstusrobotid, mis võimaldavad automatiseerida väga spetsiifilisi ülesandeid. Arvutipõhine disain (CAD) ja arvutiga integreeritud tootmine (CIM) muutsid tootmises revolutsiooni.

  - Programmeeritavad loogikakontrollerid (PLC): 1968. aastal võeti kasutusele esimene PLC, mis asendas traditsioonilised releepõhised süsteemid programmeeritava elektroonilise juhtimisega, mis on kaasaegse tööstusautomaatika nurgakivi.

6. Kolmas tööstusrevolutsioon ja kaasaegne automatiseerimine (20. sajandi lõpust tänapäevani)

  - Arukas automatiseerimine ja robootika: 20. sajandi lõpuks hakati tööstusroboteid laialdaselt kasutama sellistes tööstusharudes nagu autotööstus ja elektroonika. Need robotid olid programmeeritavad, võimaldades keerukamaid ülesandeid suurema täpsuse ja tõhususega automatiseerida.

  - Süsteemiintegratsioon: kaasaegsed automatiseerimissüsteemid integreerivad mehaanilisi, elektrilisi ja digitaalseid komponente koos kõrgtehnoloogiatega, nagu tehisintellekt (AI), suurandmed ja asjade internet (IoT), mis viivad täielikult digiteeritud ja intelligentsete tootmisprotsessideni.

7. Tulevikutrendid

  - Tehisintellekt ja adaptiivsed süsteemid: tänu masinõppe ja suurandmete analüüsi edusammudele muutuvad automatiseerimissüsteemid intelligentsemaks, võimelised ise õppima ja adaptiivseks juhtimiseks, optimeerides protsesse reaalajas.

  - Täielikult autonoomsed tehased (nutikas tootmine): tulevikus võidakse näha täielikult autonoomseid tehaseid, mida mõnikord nimetatakse "valgustuse väljalülitamiseks tootmiseks", kus tootmisprotsesse kontrollivad täielikult intelligentsed süsteemid minimaalse inimsekkumisega.

Automatiseerimine pole mitte ainult muutnud tootmist, vaid muutnud pöörde ka sellistes valdkondades nagu transport, tervishoid ja teenused, mängides kaasaegse ühiskonna edendamisel olulist rolli. Sanan pühendub tööstuse automatiseerimisele IO-moodulite, din-rööpakatete ja klemmplokkidega.