تعریف اتوماسیون صنعتی
اتوماسیون در زبان یونان باستان به معنی خود فرمان است. روباتیزه کردن یا اتوماسیون صنعتی به معنی استفاده از ابزارهای کنترلی(مثلاً کامپیوتر) به منظور هدایت و کنترل ماشین آلات صنعتی و پروسه های تولید است. در حیطه صنعتی سازی اتوماسیون قدم بعدی مکانیزه سازی است. به این شکل که مکانیزه سازی،ماشین را جایگزین نیروی فیزیکی انسان می کند فیزیکی و اتوماسیون نقش احساس و مجری بودن مستقیم انسان در صنعت را به شکل چشمگیری کاهش می دهد.


تنها کاربرانی که در این سیستم ها در پروسه تولید شرکت دارند،ناظرانی هستند که به آنها مهندسین ساکن میگویند. چرخه ی تولید اتوماسیون سازی شده شامل کلیه عوامل لازم برای اندازه گیری، انتقال،نمایش،ذخیره سازی و تنظیم اطلاعات از مراحل ساخت و اجرای فرامین مربوطه می باشد. با روی کارآمدن تراشه های پردازش گر و کنترلر ایده ایجاد چنین سیستم هایی به وجود آمد. سیستم هایی که قادر باشند دخالت انسان در چرخه تولید را به حداقل رسانده و تنها او را ناظری بر پروسه ساخت گردانند. روباتهای صنعتی مهم ترین نقش را در این سیستم ها ایفا می کنند.

کاربرد اتوماسیون صنعتی
اتوماسیون یکی از مهمترین ارکان تولید صنعتی به حساب می آید. تا قبل از روی کارآمدن این نوع سیستم ها از دستگاههای مختلفی برای کنترل خطوط تولید استفاده می شد،که هر کدام به صورت مستقل عمل می کردند و محدودیت های بسیاری داشتند. اما هدف از اتوماسیون سازی و استفاده از روبات، تزریق احساس به پروسه تولید است. هم سویی و هم هدف کردن دستگاهها و روباتها و ایجاد شبکه در یک نظام تولید،حاصل به کارگیری تکنولوژی اتوماسیون است. به عبارت دیگر اتوماسیون وظیفه ای بیش از کنترل فرایند تولید را بر عهده دارد. اما وظایف تعریف شده ی یک سیستم اتوماسیون که توسط کارشناسان مربوطه تنظیم شده است عبارتند از:

1- جاری ساختن استراتژی های کنترلی در کارخانه.
2- تبادل اطلاعات میان بخش های تولید.
3- ایجاد یک واسطه بین کاربر و مجموعه تحت کنترل.

سیستم های اتوماسیون در هر دو نوع از فرایندهای تولید که شامل:

1- فرایندهای پیوسته (واگرا) مثل: پالایش، غذائی و .....
2- فرایندهای گسسته (همگرا) مثل: خودرو، لوازم خانگی و ....

می شود، کاربرد دارند. یک فرایند تولید متناسب با نوع محصول مورد نظر به سه بخش تولید،بسته بندی و توزیع تقسیم میشود. تولید مهمترین بخش فرایند ساخت است. از سنجش کیفیت مواد اولیه،انجام عملیات ابتدائی ساخت روی آنها تا فراوری محصول نهائی و آزمایش های پایانی کنترل محصول. روباتهای جابه جا کننده و برش دهنده پای ثابت این بخش دراکثر خطوط تولید هستند. اما از آنجا که تمام فراورده ها و محصولات در پایان فرایند تولید نیاز به بسته بندی دارند و عواملی چون مدت مصرف، مسائل بهداشتی،سادگی حمل و.... در کیفیت محصول و توزیع فروش آن تأثیر گذارند، پس توجه به این بخش الزامی است.

از بارگیری محصول در خودروهای باربری تا عرضه محصول در فروشگاهها جزو بخش توزیع قرار می گیرد. استفاده از روباتهای ویژه بارگیری و خطوط حمل و نقل هوشمند،از مهمترین دستاوردهای اتوماسیون در بخش توزیع محسوب می شود. اتوماسیون حتی در سطوح مدیریتی تولید نیز کارایی به سزایی دارد. این مهم به کمک واسط های ماشین انسان (hmi) انجام پذیر است. چرا که علاوه بر کنترل سیستم،جمع آوری،هماهنگ سازی اطلاعات و نمایش آن در سطوح مختلف مدیریتی را امکان پذیر می سازد. کنترل سیستم به کمک hmi از راه دور به سادگی امکان پذیر است.

مزایای اتوماسیون صنعتی

از گذشته تا به حال:
روباتها اولین بار ۱۹۵۴ در صنعت به کار گرفته شدند. این روباتها که به بازوی روباتی معروف بودند،دارای سه محور آزادی برای حرکت بودند،امروزه همان روباتها با شش محور آزادی هستند. همچنین امروزه هدف از اتوماسیون برای شرکت های تولیدی از اهداف اولیه ای چون کاهش هزینه ها و افزایش تولید به اهداف والاتری چون افزایش کیفیت و انعطاف پذیری سیستم تغییر یافته است. اهداف اولیه بدون دوراندیشی و مشتری مداری بود.

اتوماسیون و امنیت کار:
در زمینه امنیت کار تقریباً همه با اتوماسیون موافقند. چرا که در بسیاری از صنایع که برای انسان خطراتی وجود دارد (نظیر صنایع شیمیایی و اتمی) این سیستم از جایگاه والا و مؤثری برخوردار است. در عین حال در بسیاری از صنایع میزان دقت لازم به هیچ وجه توسط انسان دستیافتنی نیست. در اینگونه محیط ها نیز فقط باید از دستگاههای اتوماتیک و کنترل شده توسط کامپیوتر استفاده کرد.

اتوماسیون و انعطاف پذیری:
تصور کنید مالک کارخانه ای هستید که بازار از محصولاتش اشباع شده است،یا کالای شما دیگر خریدار ندارد و یا به هر دلیل دیگری قصد دارید محصول دیگری تولید کنید. برای این کار شما باید تمامی دستگاههای خط تولید را تعویض کرده و به عبارت دیگر باید هزینه بسیار زیادی را برای جلوگیری از ضرر بپردازید. اما اگر به روی خط تولید خود یک سیستم اتوماسیون صنعتی را پیاده سازی کرده باشید و وظایف عمده ی ساخت را به روباتها محول کرده باشید،برای تعویض محصول تولیدی تنها کافیست نرم افزار شبکه خود تغییر داده و اندکی در سخت افزار خود دست ببرید. به عبارت دیگر با اتوماسیون صنعتی می توان از زیان های بزرگ و در واقع از ورشکستگی فرار و تنوع در تولید را ایجاد کرد.

اتوماسیون در ایران
بازار:
صنایع ایران هم اکنون با چالش های عمده ای روبه رو است. اقتصاد در حال تحول ایران با حذف انحصارات و موانع تجارت آزاد،در معرض هجوم فزاینده شرکت های خارجی جویای بازارهای جدید قرار گرفته است. طیف این شرکت ها از تولید کنندگان با قیمت پایین و کیفیت نازل آسیای جنوب شرقی (مانند برخی تولید کنندگان چینی) تا تولید کنندگان دارای کیفیت بسیار بالا (مانند آلمان) را دربرمی گیرد. رقابت در چنین بازاری نیاز به نوسازی اکثر صنایع کشور را برای افزایش کیفیت طراحی و ساخت محصولات اجتناب ناپذیر می کند. در این راستا اتوماسیون نقش استراتژیک و تعیین کننده ای در باقی ماندن تولید کنندگان ایرانی در عرصه رقابت دارد.اما آیا به میزان این اهمیت،در ایران به اتوماسیون پرداخته شده است؟ پاسخ این سئوال مطمئناً منفی است. بازار اتوماسیون در ایران تنها شاهد فعالیت چند شرکت نوپا و کوچک است که بیشتر فعالیتشان در حوزه برق است. این شرکت ها به نوعی خدماتی محسوب می شوند و تنها فعالیتشان نصب،راه اندازی،تعمیر و در برخی موارد آموزش سطحی این سیستم ها می باشد. البته بعضی شرکتها هم در زمینه وارد کردن قطعات و ابزارآلات و دستگاههای مربوط به اتوماسیون تلاش می کنند. ولی این گونه فعالیت ها برای رسیدن به هدف مورد نظر که به نوعی همان چشم انداز بیست ساله است کافی نیست.

اما یکی از تنهاترین شرکتهای ایرانی که در زمینه طراحی و ساخت ربات های صنعتی و شبکه های اتوماسیون فعالیت می کند، شرکت مهندسی توسعه سایپا (سیکو) است که علاوه بر موارد مطرح شده وظیفه پشتیبانی خطوط تولید سایپا را نیز برعهده دارد.

این شرکت چند کارخانه اتومبیل سازی را در قسمت خطوط رنگ مجهز به سیستم اتوماسیون کرده است. هر چند،این شرکت نیز اکثر ربات ها و دستگاهها را از خارج وارد می کند. در واقع می توان گفت در ایران هیچ روباتی به صورت خط تولید در کارخانه و یا تولید انبوه ساخته نمی شود. روباتهای ساخته شده به صورت موردی و آن هم توسط برخی مراکز پژوهشی و دانشگاه ها بوده است. البته مقصود من روباتهای صنعتی هستند. شاید یکی از دلایل این امر،این باشد که صنایع داخلی ما هنوز آنقدر پیشرفت نکرده که نیاز به تولید انبوه ربات باشد. دلیل دیگر نیز شاید ارتباط ضعیف بین صنعت و دانشگاه باشد. شاید هم این تکنولوژی به خوبی معرفی نشده و اطلاع رسانی در این رابطه درست انجام نشده است و این عامل باعث شده تا سرمایه گذاران ریسک حضور در این حوزه را قبول نکنند.

فعالیت ها:
هر ساله در ایران مسابقات روباتیک زیادی برگزار میشود. گروههای دانشجویی و دانش آموزی در سراسر کشور مشغول ساخت ربات های آموزشی و سرگرمی هستند. این گونه فعالیت ها زمینه ساز پیشرفت کشور در حوزه روباتیک است. اما باید دید در زمینه ربات صنعتی و اتوماسیون چه تلاشهایی شده است. بهتر است در ابتدا فعالیت دولت را بررسی کنیم. در ادامه سیاست گذاری اولیه در صنعت الکترونیک برای بخش اتوماسیون صنعتی،با حضور استادان باسابقه ی دانشگاه ها و متخصصان باتجربه در صنعت اتوماسیون کشور،برای سیاست گذاری در این صنعت کمیته ای تشکیل شد. این کمیته ی تخصصی طی برگزاری جلسات هفتگی به بررسی شرایط اتوماسیون صنعتی در ایران و جهان پرداخت. سپس برای رسیدن به اهداف مورد نظر اقدامات را اولویت بندی کرد که برخی از آنها را بیان نموده ایم:

1- نرم افزارهای برنامه نویسی کنترلی.

2- نرم افزارهای سیستم عامل بلادرنگ.

3- سیستم های فیلدباس و انتقال اطلاعات.

4- سخت افزارهای کنترل گر و ادوات کنترل وابزار دقیق.

5- سیستم های انعطاف پذیر.

اما سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور که متولی اجرای قانون حداکثر استفاده از توان داخلی در اجرای پروژه های کنترل و سیگنالینگ ریلی (اعم از قطار شهری و راه آهن سراسری است)،پیشنهاد انجمن شرکت های اتوماسیون صنعتی را پذیرفته و از صاحب نظران و کارشناسان و مسئولین اجرائی پروژه های ریلی دعوت به عمل آورد تا پروژه های مربوط را عملی کنند. در مورد فعالیت های پژوهشی می توان به روباتی اشاره کرد که در تابستان امسال ساخت آن به پایان رسید. این یک ربات بسته بندی است که با هدف افزایش بازده تولید و کاهش خطاهای بسته بندی طراحی و ساخته شده است. دستگاه ساخته شده (ربات بسته بندی) مراحل چیدمان محصولات در انتهای خط تولید درون کارتن را انجام می دهد که در انواع صنایع غذائی،آرایشی، بهداشتی و مواد شوینده کاربرد دارد.

این ربات دارای هوش مصنوعی قدتمند است که میتواند به انجام کنترل کیفیت محصولات پرداخته و قابلیت تطبیق با خطوط مختلف تولید کارخانجات را با کمترین تغییر دارد. این سیستم با 20 تا 50 درصد افزایش ظرفیت و سرعت بسته بندی،سرعت تولید و راندمان را ارتقاء داده و خطاهای بسته بندی که غالباً به دلیل نیروی انسانی است ،حذف می کند و با کاهش قیمت نسبت به نمونه های خارجی که قابلیت های منحصر به فرد این طرح را نیز ندارد،با هزینه 40 تا 60 میلیون تومان تهیه می شود در حالی که هزینه نمونه های مشابه که با قبول سفارش کار ساخته می شوند بیش از 100 تا 120 هزار دلار است.

گفته مدیران:
به گفته رئیس هئیت مدیره انجمن اتوماسیون به دلیل مستقل شناخته نشدن در سیستم رتبه بندی ها،کیفیت صنعت اتوماسیون در پروژه ها آسیب می بیند. شرکت هایی که برای فعالیت های مختلف مهندسی،طراحی و نصب اتوماسیون انتخاب میشوند اغلب شرکت هایی هستند که امور مربوط به برق و غیره را انجام می دهند. او گفت در اتوماسیون وابستگی ما به خارج هفتاد درصد است. اگر یک پروژه را در فازهای طراحی،ساخت،نصب و راه اندازی در نظر بگیریم،در بخش های طراحی،نصب و راه اندازی مشکلی نداریم اما از نظر ساخت به خارج وابسته هستیم،چون تکنولوژی این صنعت بسیار پیشرفته است و هر روز در حال تغییر است و ما متأسفانه عقب افتاده ایم.

دلیل این عقب افتادگی آن است که تنوع تجهیزاتی که در اتوماسیون به کار می رود بسیار زیاد است به طوری که بیش از 800 نوع ابزار دقیق و سیستم کنترل در دنیا ساخته میشود،که نیازمند سرمایه گذاری بسیار سنگینی برای ساخت است و تنها شرکت هایی می توانند این سرمایه گذاری را انجام دهند که بازارهای جهانی را در اختیار داشته باشند و بدون شک سرمایه گذاری برای بازارهای منطقه ای توجیه اقتصادی ندارد. از آنجا که حضور در بازارهای جهانی هم با توجه به رقابت بسیار فشرده آن سخت است،می توان گفت در حال حاضر سرمایه گذاری بخش خصوصی در این زمینه امیدوار کننده نیست.

همچنین از توان دولت نیز خارج است. او در خصوص چگونگی توسعه صنعت اتوماسیون و کاهش واردات اظهار کرد در این زمینه خاص نباید تولید به عنوان هدف در نظر گرفته شود،بلکه هدف باید یکپارچه سازی تجهیزات اتوماسیون قرار گیرد و چون این تجهیزات کامپیوتری هستند نیازی نیست همه قطعات را تولید کرد. مسأله مهم دانشی است که به واسطه آن قطعات را جمع کرد و نرم افزارهای مناسبی روی آن نصب کرد تا مورد استفاده قرار گیرد. در دهه گذشته تلاش زیادی کردیم تا دولت شرایطی فراهم کند تا شرکت های خارجی نتوانند تنها فروشنده صرف محصولات باشند. به این معنا که گفته شود تنها در صورتی میتوانند با شرکت های داخلی همکاری کنند که سیستم یکپارچه سازی در داخل ایران صورت گیرد.

از این رو پیشنهاد ما این است که دولت با تصویب طرح یکپارچه سازی نرم افزارهای سیستم،به شرکت های داخلی ما این فرصت را بدهد تا بتوانند این صنعت را توسعه دهند،در این صورت با این اقدام بیش از 50 درصد از مبالغ ارزی که در گذشته از ایران خارج می شد،در داخل مصرف می شود و توان علمی داخل را نیز ارتقاء خواهد داد و تنها قطعات و سخت افزارهایی که مورد نیاز است وارد می شود و در داخل جمع و نرم افزار آن نوشته می شود.

او همچنین اضافه کرد که با وجود توان انجام چنین امری در داخل و کسب موفقیت های بسیار بالای برخی شرکت ها در سطح جهانی،اما به دلیل نبود حمایت کافی،به ناچار مجبور به تعطیلی شرکت خود شده و متحمل ضررهای هنگفتی نیز شده اند.


اتوماسیون در جهان
صاحبنظران به حق اتوماسیون را صنعتِ صنعت ساز نامیده اند. صرف نظر از اینکه سیستم های اتوماسیون نقش مغز و اعصاب را برای یک کارخانه بازی می کنند و در نتیجه مهمترین و حساس ترین بخش های یک فرایند تولیدی را تشکیل می دهند،شواهد بسیاری برای راهبردی بودن اتوماسیون و کنترل در صنایع کشورها دلالت مینمایند. آمارهای جهانی نشان دهنده این واقعیت هستند که چند کشور صنعتی بزرگ جهان هم بزرگترین تولید کنندگان و هم بزرگترین مصرف کنندگان این فناوری می باشند.

این آمارها بیان گر آن است که آمریکا،ژاپن و آلمان که سه قدرت صنعتی اول جهان هستند، به ترتیب حدود 39% و 23% و 10% مصرف سیستم های اتوماسیون را (مجموعاً 72%) به اختصاص داده اند و از طرف دیگر 36% و 26% و 16% از تجهیزات و نرم افزارهای اتوماسیون صنعتی (مجموعاً 78%) را نیز تولید می کنند.


این آمار به خوبی نشانگر آن است که در صورتی که بخواهیم در زمینه صنعت توفیق داشته باشیم باید هم به استفاده گسترده و مناسب از فناوری پیشرفته اتوماسیون در صنایع خود و هم به تولید این فناوری در کشور اهتمام ورزیم. از این دیدگاه فناوری اتوماسیون به دلیل همین جنبه خاص یعنی اهمیت آن برای رقابت پذیر ساختن تولید در همه رشته های صنعتی جایگاه ویژه ای دارد.در کشور ژاپن حدود 10 تا 15 کارخانه در حوزه تولید ربات فعالیت می کنند. نکته جالب در ژاپن وجود کارخانه هایی به نام کارخانه های تاریک است که با اتوماسیون سازی کارخانه ها در این کشور رواج یافته است. این کارخانه ها بدون هیچ گونه نور و روشنایی فعالیت می کنند و برای ایجاد روشنایی،برقی مصرف نمی کنند. کاوازاکی از جمله شرکت هایی است که در زمینه تولید ربات فعالیت می کند. شرکتی قدرتمند با سالها سابقه و پشتوانه ی مالی که دارای تعدادی ربات نصب شده در کارخانجات مختلف سطح کشور می باشد. در حقیقت اولین روباتهای صنعتی نصب شده در کشور از نوع کاوازاکی بودند که در سال 1373 در خط تولید پراید در کارخانه سایپا نصب شدند و عملیات جوشکاری سقف بدنه ها را انجام می دادند. شرکت های دیگری چون abb و امثال اینها به نوعی تمامی بازار جهانی را در اختیار گرفته اند و رقابت با آنها اگر هوشمندانه نباشد غیرممکن است.