SISTEMA PRODOTTO MACCHINA: CARATTERISTICHE ED ESEMPI - TECNOLOGIA - 2025

Il sistema macchina-prodotto è l'uso della tecnologia mediante la quale un processo o una procedura viene eseguita con l'assistenza umana minima. È anche noto come controllo automatico.

Vari sistemi di controllo gestiscono apparecchiature come processi di fabbrica, macchinari, connessione a reti telefoniche, caldaie e forni per il trattamento termico, stabilizzazione e governo di navi, aeroplani e altri veicoli e applicazioni con un intervento umano minimo o minimo.

Fonte: geralt, tramite Wikimedia Commons

Il sistema del prodotto macchina copre applicazioni che vanno da un termostato domestico che controlla una caldaia, a un grande sistema di controllo industriale con decine di migliaia di misurazioni in ingresso e segnali di controllo in uscita.

In termini di complessità del controllo, può variare dal semplice controllo on / off ad algoritmi multivariabili di alto livello.

Questo sistema è stato realizzato con vari mezzi, quali unità pneumatiche, idrauliche, meccaniche, elettroniche, elettriche e informatiche, generalmente combinate tra loro.

I sistemi complessi, come si è visto nelle recenti fabbriche, aeroplani e navi, spesso utilizzano tutte queste tecniche in combinazione.

caratteristiche

I sistemi di produzione di macchine flessibili e precisi sono fondamentali per la redditività delle operazioni di produzione e lavorazione.

Lo sviluppo di applicazioni per monitorare e controllare gli impianti può essere difficile, perché testare le applicazioni in impianti reali è costoso e pericoloso. I progettisti di sistemi spesso si affidano alla simulazione per convalidare le proprie soluzioni prima dell'implementazione.

I moderni sistemi di controllo distribuito offrono funzioni avanzate di controllo e verifica. L'integrazione del controllo e delle informazioni in tutta l'azienda consente alle industrie di ottimizzare le operazioni dei processi industriali.

Possono anche essere mantenuti con semplici controlli di qualità. Tuttavia, in questo momento, non tutte le attività possono essere automatizzate e alcune attività sono più costose da automatizzare rispetto ad altre.

Le macchine possono svolgere compiti che vengono svolti in ambienti pericolosi o che esulano dalle capacità umane, in quanto possono operare anche a temperature estreme o in atmosfere radioattive o tossiche.

Vantaggio

- Prestazioni o produttività più elevate.

- Migliore qualità o maggiore prevedibilità della qualità.

- Miglioramento della consistenza e robustezza dei processi o dei prodotti.

- Maggiore coerenza dei risultati.

- Riduzione dei costi diretti e delle spese del lavoro umano.

- L'installazione in esercizio riduce il tempo di ciclo.

- Può completare attività in cui è richiesto un alto grado di precisione.

- Sostituisce gli operatori umani in attività che comportano un lavoro fisico pesante o monotono. Ad esempio, l'utilizzo di un carrello elevatore con un solo conducente invece di una squadra di più lavoratori per sollevare un oggetto pesante riduce alcuni infortuni sul lavoro. Ad esempio, schienali meno tesi dal sollevamento di oggetti pesanti.

- Sostituisce gli esseri umani in compiti svolti in ambienti pericolosi, come fuoco, spazio, vulcani, strutture nucleari, sott'acqua, ecc.

- Esegue compiti che vanno oltre le capacità umane di dimensioni, peso, velocità, resistenza, ecc.

- Riduce notevolmente il tempo di funzionamento e il tempo di gestione del lavoro.

- Libera i lavoratori di assumere altri ruoli. Fornisce un lavoro di livello superiore nello sviluppo, implementazione, manutenzione ed esecuzione di sistemi di prodotti per macchine.

svantaggi

Alcuni studi sembrano indicare che il sistema macchina-prodotto potrebbe imporre effetti deleteri al di là delle preoccupazioni operative. Ad esempio, lo spostamento di lavoratori dovuto alla generale perdita di posti di lavoro.

- Possibili minacce alla sicurezza o vulnerabilità dovute alla relativa maggiore suscettibilità a commettere errori.

- Costi di sviluppo imprevedibili o eccessivi.

- I costi iniziali di installazione della macchina in un ambiente di fabbrica sono elevati e la mancata manutenzione del sistema può comportare la perdita del prodotto stesso.

- Porta a ulteriori danni ambientali e potrebbe esacerbare il cambiamento climatico.

Esempi

Una tendenza è l'aumento dell'uso della visione artificiale per fornire funzioni di ispezione automatizzate e guida del robot. Un altro è il continuo aumento dell'uso dei robot.

Robotica industriale

È un ramo secondario del sistema prodotto macchina, che supporta vari processi di produzione. Tali processi di produzione includono saldatura, lavorazione meccanica, verniciatura, movimentazione dei materiali e assemblaggio, tra gli altri.

I robot industriali utilizzano vari sistemi software, elettrici e meccanici, che consentono alta velocità e precisione, superando così di gran lunga qualsiasi prestazione umana.

La nascita del robot industriale è avvenuta poco dopo la seconda guerra mondiale, poiché gli Stati Uniti hanno visto la necessità di un modo più rapido per produrre beni industriali e di consumo.

La logica digitale e l'elettronica a stato solido hanno consentito agli ingegneri di costruire sistemi migliori e più veloci. Questi sistemi sono stati rivisti e migliorati fino a quando un singolo robot è in grado di lavorare con poca o nessuna manutenzione 24 ore al giorno.

Per questi motivi, nel 1997 erano in funzione circa 700.000 robot industriali e nel 2017 il numero è aumentato a 1,8 milioni.

Negli ultimi anni, l'intelligenza artificiale è stata utilizzata anche con la robotica per creare una soluzione di etichettatura automatica, utilizzando bracci robotici come. applicatore automatico di etichette e intelligenza artificiale per apprendere e rilevare i prodotti da etichettare.

Controllori logici programmabili

Il sistema prodotto macchina coinvolgeva controllori logici programmabili (PLC) nel processo di produzione.

Hanno un sistema di processore che consente la variazione dei controlli di input e output utilizzando una semplice programmazione.

I PLC fanno uso di memoria programmabile, memorizzando istruzioni e funzioni come sequenziamento, temporizzazione, conteggio, ecc.

Utilizzando il linguaggio logico, un PLC può accettare una varietà di ingressi e restituire una varietà di uscite logiche. Le unità di ingresso sono sensori e le unità di uscita sono valvole, motori, ecc.

I PLC sono analoghi ai computer. Tuttavia, i computer sono ottimizzati per i calcoli, mentre i PLC sono perfezionati per l'uso in ambienti industriali e per attività di controllo.

Sono costruiti in modo tale che sia necessaria solo una conoscenza di base della programmazione logica e della gestione di vibrazioni, rumore, umidità e alte temperature.

Il principale vantaggio offerto dai PLC è la loro flessibilità. Pertanto, con gli stessi controller di base, un PLC può gestire un'ampia varietà di sistemi di controllo.

Non è più necessario cablare nuovamente un sistema per cambiare il sistema di controllo. Questa caratteristica crea un sistema conveniente per sistemi di controllo complessi.

Riferimenti

1. Wikipedia, l'enciclopedia libera (2019). Automazione. Tratto da: en.wikipedia.org.
2. Encyclopaedia Britannica (2019). Automazione. Tratto da: britannica.com.
3. Encyclopaedia Britannica (2019). Vantaggi e svantaggi dell'automazione. Tratto da: britannica.com.
4. Riassunti tecnici (2019). Capire le macchine intelligenti: come daranno forma al futuro. Tratto da: techbriefs.com.
5. Sistemi di aiuto (2019). Operazioni automatizzate: 5 vantaggi dell'automazione. Tratto da: helpystems.com.