# Автоматизация производства

Технология · 8 класс · Автоматизация производства
Источник: https://razlozheno.ru/subject/tehnologiya/8/16-avtomatizaciya-proizvodstva

Автоматизация производства — передача трудовых функций человека автоматическим устройствам. Разбираем, зачем она нужна (не только скорость, но и здоровье), чем отличаются три уровня — частичная, комплексная и полная автоматизация, — где какой уровень уместен и почему полную автоматизацию ставят прежде всего на опасных производствах.

## Чему научишься

- Объяснять, что такое автоматизация производства и какие цели она преследует: производительность, качество, освобождение от монотонного труда, безопасность.
- Различать частичную, комплексную и полную автоматизацию по одному признаку — сколько функций человека передано автоматам и что остаётся человеку.
- Определять по описанию производства его уровень автоматизации и объяснять, почему полная автоматизация нужна на опасных производствах и не всегда целесообразна.

## С чего начать

Фабрика чипсов: за смену надо почистить и нарезать тонкими ломтиками сотни килограммов картофеля. Одинаково, тысячи раз подряд. Как сделать эту работу хотя бы не мучительной — и где заканчивается «помочь человеку машиной» и начинается «убрать человека из цеха совсем»? И почему на атомной станции его убирают специально?

## 1. Что такое автоматизация и зачем она нужна

*От сотен килограммов картофеля к машине, которая не устаёт*

Вернёмся на фабрику чипсов. Чистить и резать картофель руками — работа, в которой нет ничего сложного, но она бесконечно однообразна и утомительна. Совершенствование производства идёт двумя путями: сначала **механизация** — человеку дают машину, но управляет ею он сам; потом **автоматизация** — машина начинает работать и следить за результатом сама.

**Автоматизация производства**

**Автоматизация производства** — техническое и технологическое оснащение, при котором многие, а иногда и все, трудовые функции человека по управлению технологическим оборудованием и контролю результатов технологических процессов передаются автоматическим устройствам.

**Как понять и запомнить: автоматизация**

Разница между механизацией и автоматизацией — как между велосипедом и автопилотом. Велосипед помогает ехать быстрее, но крутишь педали и рулишь ты. Автопилот сам держит курс и сам проверяет, не сбился ли, — ты только задаёшь, куда лететь. В определении спрятаны две функции, которые могут уходить от человека к машине: **управление** оборудованием и **контроль** результата — «многие, а иногда и все». На первой ступени автомат берёт на себя лишь отдельные операции, на высшей — всё.

Зацепка: **АВТОматизация — АВТОматически выполняет трудовые функции человека: управляет оборудованием и контролирует результат.**

*Рисунок: Автоматические станки управляют производственным процессом и проверяют готовое изделие, человек не вмешивается*

**Зачем.** Основная цель автоматизации — освобождение человека от однообразного монотонного труда, повышение производительности и качества продукции. Но есть и вторая цель, не менее важная: улучшение условий труда — устранение условий, вредных и опасных для здоровья, сокращение числа монотонных операций. Картофель на фабрике чипсов — про монотонность; цех окраски кузовов, где в воздухе растворитель, — про здоровье.

**Четыре причины автоматизировать**

1. **Производительность** — автомат не устаёт и работает быстрее.
2. **Качество** — одинаковые ломтики, одинаковые швы: у автомата нет «плохого дня».
3. **Монотонность** — однообразный труд отдают машине, человеку остаётся то, где нужна голова.
4. **Безопасность и здоровье** — вредные и опасные операции выполняют без человека.

**Неправильно:** Автоматизация нужна только чтобы делать быстрее и дешевле.
**Правильно:** Скорость и производительность — лишь одна из целей. Учебник называет и другие: освободить человека от монотонного труда и убрать его с вредных и опасных операций. Иногда автоматизируют не потому, что так быстрее, а потому, что так безопаснее.

**Проверь себя:** Рабочий сам ставит заготовку, включает станок и проверяет размер, а тяжёлую операцию — прессование — за него выполняет автомат по нажатию кнопки. Есть здесь автоматизация?
**Ответ:** Да, частичная: одна трудоёмкая операция передана автомату, хотя управление и контроль остались у человека. Автоматизация начинается уже с передачи отдельных операций, а не только управления и контроля целиком.

### Проверь себя

**Что в контексте автоматизации производства означает передача трудовых функций автоматическим устройствам?**
- Механизация труда
- Автоматизация производства — верно
- Роботизация быта
- Диспетчеризация
> Это базовое определение, описывающее процесс технического оснащения для освобождения человека от функций управления и контроля.

**Какую аналитическую деятельность должен освоить ученик в рамках темы автоматизации?**
- Запоминать биографии всех конструкторов манипуляторов.
- Проводить ремонт гидравлических систем робота.
- Рассчитывать себестоимость производства каждого робота.
- Оценивать влияние современных технологий на развитие социума. — верно
> Программа (ФРП) требует от ученика понимания того, как технологии меняют жизнь общества.

**К какому разделу практической деятельности относится разработка идей проекта по робототехнике?**
- Администрирование производства
- Фундаментальная наука
- Техническое обслуживание
- Проектная деятельность ученика — верно
> Разработка идей для проекта прямо указана в требованиях к тому, чему ученик должен научиться на практике.

## 2. Три уровня: частичная, комплексная, полная

*Один вопрос, чтобы их различить: что осталось человеку?*

Автоматизация — не выключатель «есть/нет», а лестница из трёх ступеней. Различают **частичную**, **комплексную** и **полную** автоматизацию производства. На каждой ступени у человека забирают всё больше функций.

**Частичная автоматизация**

**Частичная автоматизация производства** — автоматизация некоторых трудоёмких производственных операций, которые тяжелы для выполнения.

Частично автоматизируют также операции, где автомат просто более эффективно, чем человек, выполняет утомительную или вредную для здоровья работу.

**Как понять и запомнить: частичная**

На кухне ты чистишь и режешь всё сам, но тесто месит миксер: одну тяжёлую операцию отдали машине, остальные — по-прежнему руками. Так и на фабрике чипсов: картофель чистит и режет автомат, а упаковку, скажем, пока делают люди.

Зацепка: **ЧАСТИчная — автоматизируют только ЧАСТЬ трудоёмких, тяжёлых операций.**

*Рисунок: Автоматический подъёмник выполняет одну тяжёлую операцию с заготовкой, рядом человек выполняет остальные действия*

**Комплексная автоматизация**

**Комплексная автоматизация производства** — автоматизация, включающая в себя один производственный процесс на участке, в цехе, на целом предприятии, при которой автоматические станки или устройства образуют автоматизированные линии, работающие без непосредственного участия человека.

Мастера и наладчики автоматизированных линий осуществляют наладку и контроль.

*Рисунок: Конвейерная сборка автомобильного кузова*

*Рисунок: Конвейер с кондитерскими изделиями*

**Как понять и запомнить: комплексная**

Комплексная — это не один миксер, а вся кухня-автомат от муки до готового печенья: станки выстроены в линию и передают заготовку друг другу без человека. Человек рядом есть — мастер и наладчик, — но он не участвует в процессе, а настраивает и проверяет линию. Причём автоматизирован один процесс: на автозаводе цеха сварки и окраски кузовов могут быть комплексно автоматизированы, а некоторые участки сборки — вообще нет.

Зацепка: **КОМПЛЕКСная — целый КОМПЛЕКС автоматических станков выстроен в линию и работает без непосредственного участия человека.**

*Рисунок: Несколько соединённых автоматических станков образуют производственную линию и последовательно обрабатывают заготовку без людей*

**Полная автоматизация**

**Полная автоматизация производства** — высший уровень автоматизации, при котором функции человека исключены не только из технологии получения или преобразования предмета труда, но и из управления и контроля результатов производства.

Все операции от начала и до конца выполняют автоматические устройства, даже контроль за ходом и результатами происходит автоматически. Функции работника сводятся к наблюдению; работник (диспетчер) может вмешаться только в чрезвычайной ситуации, когда автоматика не справляется.

**Как понять и запомнить: полная**

Полная автоматизация — это самолёт на автопилоте с пилотом в кресле: он не ведёт самолёт и не проверяет приборы вручную, он просто наблюдает и готов вмешаться, если случится нештатное. Отличие от комплексной — в контроле: на комплексной линии контроль ведёт наладчик, при полной — сама автоматика.

Зацепка: **ПОЛНАЯ — человек ПОЛНОСТЬЮ исключён из получения или преобразования предмета труда, управления и контроля.**

*Рисунок: Полностью роботизированный цех: машины преобразуют заготовку, управляют процессом и проверяют результат без людей*

**Три уровня автоматизации**

|  | Частичная | Комплексная | Полная |
| --- | --- | --- | --- |
| Что автоматизировано | отдельные тяжёлые, утомительные или вредные операции | целый производственный процесс: участок, цех, предприятие | всё: технология, управление и контроль |
| Что делает человек | выполняет остальные операции сам | не участвует в процессе; мастера и наладчики ведут наладку и контроль | только наблюдает; диспетчер вмешивается лишь в чрезвычайной ситуации |
| Кто контролирует результат | человек | наладчики линии | автоматика |
| Пример | автомат чистит и режет картофель, остальное — люди | цех сварки или окраски кузовов на автозаводе | химические производства, атомные и тепловые электростанции |

**Неправильно:** При комплексной автоматизации в цехе нет ни одного человека.
**Правильно:** Люди есть — мастера и наладчики линии: они настраивают её и контролируют. Нет людей в самом процессе — линия работает без их непосредственного участия. Совсем без контроля человека обходится только полная автоматизация.

**Проверь себя:** Прикинь: в цехе одна линия варит кузова сама, а рядом люди вручную ставят зеркала и сиденья. Какой уровень у цеха сварки и какой — у завода в целом?
**Ответ:** Цех сварки автоматизирован комплексно; на заводе в целом соседствуют комплексно автоматизированные и неавтоматизированные участки — так и бывает на автозаводах.

### Проверь себя

**Какой уровень автоматизации предполагает внедрение устройств только на отдельных, наиболее тяжелых операциях?**
- Полная автоматизация
- Частичная автоматизация — верно
- Локальная автоматизация
- Комплексная автоматизация
> Согласно источнику, этот уровень касается лишь некоторых трудоёмких операций, облегчая работу человека.

**При каком условии автоматизация считается «комплексной»?**
- Автоматизируется целый производственный процесс, образующий линию без участия человека. — верно
- Функции человека исключены из управления и контроля на всем предприятии.
- Автоматизируется только одна функция контроля результатов.
- Используются только ручные манипуляторы без программного обеспечения.
> Комплексность подразумевает объединение устройств в линии, охватывающие целый участок или цех.

**Что является отличительной чертой полной автоматизации производства?**
- Автоматизация только вспомогательных процессов.
- Исключение человека из управления и контроля результатов. — верно
- Использование роботов только для переноски тяжестей.
- Обязательное присутствие оператора у каждого станка.
> Это высший уровень, где автоматика берет на себя не только физическую работу, но и аналитические функции контроля.

## 3. Когда нужна полная — и всегда ли она нужна

*Опасные производства и здравый смысл*

Полная автоматизация — самая дорогая ступень, поэтому ставят её не везде, а там, где без неё нельзя. Прежде всего это **вредные для здоровья и опасные для жизни** производства: химические заводы, предприятия атомной промышленности. И ещё — производства, где случайное вмешательство или ошибка человека могут привести к авариям и катастрофам: экологически вредные производства, тепловые и атомные электростанции.

**Правило выбора уровня**

Задай два вопроса о производстве:

1. **Опасно ли человеку там находиться** (вредные вещества, радиация, температура)? Да — человека убирают из процесса: полная автоматизация.
2. **Опасна ли ошибка человека для других** (авария, катастрофа)? Да — управление и контроль отдают автоматике: снова полная.

Нет ни того ни другого — обычно достаточно частичной или комплексной: автоматизируют тяжёлое и монотонное, а человека оставляют там, где он полезнее автомата. Это ориентир, а не закон: полная автоматизация применяется **прежде всего** на опасных производствах, но не каждое такое производство автоматизировано полностью, и решение зависит от конкретного процесса.

**Пример: Определи уровень автоматизации: а) атомная электростанция; б) фабрика чипсов, где автомат чистит и режет картофель, а фасуют люди; в) цех окраски кузовов**

1. а) Атомная станция — опасное для жизни производство, где ошибка человека грозит катастрофой. Управление и контроль ведёт автоматика, диспетчер только наблюдает: полная автоматизация.
2. б) Автомату отдали одну трудоёмкую монотонную операцию, остальные выполняют люди: частичная.
3. в) Один производственный процесс — окраска — выполняется линией без непосредственного участия человека, наладчики контролируют: комплексная.

**Всегда ли целесообразна полная автоматизация?** Нет. Она нужна там, где опасно или где цена ошибки высока. Там, где человек справляется лучше автомата — где нужны гибкость, оценка, работа с непредсказуемым, — полная автоматизация не окупится и не даст выигрыша. Учебник даже просит привести примеры технологий, которые сегодня автоматизировать невозможно, — подумай, какие операции требуют именно человеческого суждения.

**Подумай: турникеты в автобусе**

Автоматические турникеты на входе в автобус, троллейбус или трамвай увеличивают время посадки и мешают графику движения. Зачем же их ставят? Это автоматизация не производства, а контроля: турникет забирает у кондуктора функцию проверки оплаты — однообразную и конфликтную. Выигрыш не в скорости, а в том, что рутинный контроль выполняет устройство. Это хороший пример того, что у автоматизации бывает цель, не связанная с производительностью.

**Проверь себя:** Химический завод хотят автоматизировать частично — оставить людей на разливе кислоты, а автоматизировать только упаковку. Правильный ли уровень?
**Ответ:** Порядок приоритетов перепутан: в первую очередь автоматизировать стоит именно вредную операцию — разлив кислоты, а упаковка как раз безопасна для человека. Именно на вредных и опасных производствах прежде всего и применяют полную автоматизацию, хотя выбор уровня зависит от конкретного процесса.

### Проверь себя

**Что из перечисленного входит в содержание программы блока «Автоматизация производства»?**
- Классификация промышленных роботов — верно
- Основы органической химии
- Методы добычи полезных ископаемых
- История развития паровых машин
> Это один из обязательных пунктов программного содержания, указанных в источнике.

**Согласно программе, какой принцип является фундаментальным в теории автоматического управления?**
- Обратная связь — верно
- Визуальное наблюдение
- Ручное дублирование
- Периодическое отключение
> Обратная связь позволяет системе получать информацию о результатах действий и корректировать процесс управления.

**Как называются устройства, которые при комплексной автоматизации образуют линии, работающие без участия человека?**
- Электрические ручные дрели
- Механические рычаги управления
- Бытовые приборы
- Автоматические станки или устройства — верно
> Согласно определению комплексной автоматизации, именно они объединяются в автоматизированные линии.

## Ключевые термины

- **Автоматизация производства** — Техническое и технологическое оснащение, при котором трудовые функции человека по управлению оборудованием и контролю результатов передаются автоматическим устройствам.
- **Частичная автоматизация** — Автоматизация некоторых трудоёмких производственных операций, которые тяжелы для выполнения.
- **Комплексная автоматизация** — Автоматизация одного производственного процесса на участке, в цехе или на предприятии, при которой автоматические станки образуют линии, работающие без непосредственного участия человека.
- **Полная автоматизация** — Высший уровень автоматизации: функции человека исключены из технологии, управления и контроля результатов производства.

## Итог

- Автоматизация производства — передача автоматическим устройствам трудовых функций человека по управлению оборудованием и контролю результатов.
- Цели: освободить человека от монотонного труда, повысить производительность и качество, устранить вредные и опасные условия труда.
- Частичная — автоматизированы отдельные тяжёлые, утомительные или вредные операции, остальное делает человек.
- Комплексная — целый процесс (участок, цех, предприятие) выполняют линии автоматов без непосредственного участия человека; мастера и наладчики ведут наладку и контроль.
- Полная — человек исключён из технологии, управления и контроля, только наблюдает; применяется на вредных и опасных производствах (химия, атомная промышленность, электростанции) и там, где ошибка грозит катастрофой. Целесообразна не везде.

## Шпаргалка

**Автоматизация** — функции управления оборудованием и контроля результата передаются автоматам (механизация — машина помогает, но управляет человек).

**Цели:** производительность, качество, освобождение от монотонного труда, безопасность и здоровье.

**Частичная** — отдельные тяжёлые/утомительные/вредные операции; остальное — человек. **Комплексная** — целый процесс (участок, цех, предприятие) на автоматизированных линиях без участия человека; наладчики настраивают и контролируют. **Полная** — человек исключён из технологии, управления и контроля; только наблюдает, вмешивается в ЧС.

**Полную ставят:** вредные и опасные производства (химия, атом), электростанции — где опасно находиться или опасна ошибка. Целесообразна не везде.

## Любопытное

- На одном автозаводе могут соседствовать разные уровни: цеха сварки и окраски кузовов автоматизированы комплексно, а некоторые участки сборки — не автоматизированы вообще.
- При полной автоматизации даже контроль результата ведёт автоматика; диспетчеру оставлено единственное право — вмешаться, когда автоматика не справляется с чрезвычайной ситуацией.