Système machine produit: caractéristiques et exemples

Le système machine du produit est l’utilisation de la technologie grâce à laquelle un processus ou une procédure est exécuté avec le minimum d’assistance humaine. Il est également connu sous le nom de contrôle automatique.

Plusieurs systèmes de contrôle traitent des équipements tels que les processus dans les usines, les machines, la connexion aux réseaux téléphoniques, les chaudières et les fours pour le traitement thermique, la stabilisation et la direction des navires, avions et autres véhicules et les applications avec une intervention humaine minimale ou réduite.

Le système machine du produit couvre des applications allant d’un thermostat domestique contrôlant une chaudière à un grand système de commande industriel avec des dizaines de milliers de mesures d’entrée et de signaux de commande de sortie.

Quant à la complexité du contrôle, elle peut aller d’un simple contrôle on / off à des algorithmes multi-variables de haut niveau.

Ce système a été réalisé par divers moyens, tels que des unités pneumatiques, hydrauliques, mécaniques, électroniques, électriques et informatiques, généralement combinées les unes aux autres.

Les systèmes complexes, comme dans les usines, les avions et les navires récents, combinent souvent toutes ces techniques.

Caractéristiques

Les systèmes de machine de produit flexibles et précis sont essentiels à la rentabilité des opérations de traitement et de fabrication.

Développer des applications pour surveiller et contrôler des installations peut s'avérer difficile, car tester des applications dans des installations réelles est coûteux et dangereux. Les concepteurs de systèmes s'appuient souvent sur la simulation pour valider leurs solutions avant leur mise en œuvre.

Les systèmes de contrôle distribués modernes offrent des fonctions de contrôle et de vérification avancées. L'intégration du contrôle et de l'information dans l'ensemble de l'entreprise permet aux industries d'optimiser les opérations des processus industriels.

Ils peuvent également être maintenus avec de simples contrôles de qualité. Cependant, pour l'instant, toutes les tâches ne peuvent pas être automatisées et certaines tâches sont plus coûteuses à automatiser que d'autres.

Les machines peuvent effectuer des tâches qui sont effectuées dans des environnements dangereux ou qui dépassent les capacités humaines, car elles peuvent fonctionner même à des températures extrêmes ou dans des atmosphères radioactives ou toxiques.

avantage

- Augmentation des performances ou de la productivité.

- Amélioration de la qualité ou plus grande prévisibilité de la qualité.

- Amélioration de la cohérence et de la robustesse des processus ou des produits.

- Plus grande cohérence des résultats.

- réduction des coûts et des coûts directs du travail humain.

- L'installation dans les opérations réduit le temps de cycle.

- Vous pouvez effectuer des tâches nécessitant un degré élevé de précision.

- Remplace les opérateurs humains dans les tâches impliquant un travail physique intense ou monotone. Par exemple, utilisez un chariot élévateur à fourche avec un seul conducteur au lieu d’une équipe de plusieurs travailleurs pour soulever un objet lourd, afin de réduire certaines blessures au travail. Par exemple, moins de stress au dos en soulevant des objets lourds.

- Remplace les humains lors de tâches exécutées dans des environnements dangereux, tels que les incendies, l'espace, les volcans, les installations nucléaires, les sous-marins, etc.

- Effectue des tâches dépassant les capacités humaines telles que la taille, le poids, la vitesse, la résistance, etc.

- Réduit considérablement le temps d'opération et le temps de gestion du travail.

- Libérez les ouvriers pour qu'ils assument d'autres rôles. Il fournit des tâches de niveau supérieur dans le développement, la mise en œuvre, la maintenance et l'exécution des systèmes de la machine du produit.

Inconvénients

Certaines études semblent indiquer que le système machine-produit pourrait imposer des effets néfastes au-delà des préoccupations opérationnelles. Par exemple, le déplacement de travailleurs en raison de la perte générale d’emplois.

- Menaces possibles ou vulnérabilités en matière de sécurité car la probabilité relative de commettre des erreurs est plus grande.

- Coûts de développement imprévisibles ou excessifs.

- Les coûts initiaux d'installation des machines dans la configuration d'une usine sont élevés et l'absence de maintenance du système peut entraîner la perte du produit lui-même.

- Cela entraîne des dommages environnementaux plus importants et pourrait aggraver le changement climatique.

Des exemples

L'une des tendances est l'utilisation accrue de la vision industrielle pour fournir des fonctions d'inspection automatique et un guidage par robot. Une autre est l'augmentation continue de l'utilisation de robots.

Robotique industrielle

C'est une sous-branche du système de produits de la machine, qui prend en charge plusieurs processus de fabrication. Ces procédés de fabrication incluent notamment le soudage, l’usinage, la peinture, la manutention et l’assemblage.

Les robots industriels utilisent une variété de logiciels, de systèmes électriques et mécaniques qui permettent une vitesse et une précision élevées, dépassant de loin toutes les performances humaines.

La naissance du robot industriel est survenue peu après la Seconde Guerre mondiale, alors que les États-Unis ont compris la nécessité de trouver un moyen plus rapide de produire des biens industriels et de consommation.

La logique numérique et l'électronique à semi-conducteurs ont permis aux ingénieurs de construire des systèmes meilleurs et plus rapides. Ces systèmes ont été révisés et améliorés jusqu'à ce qu'un seul robot puisse fonctionner avec peu ou pas de maintenance, 24 heures par jour.

Pour ces raisons, quelque 700 000 robots industriels étaient opérationnels en 1997 et leur montant est passé à 1, 8 million en 2017.

Ces dernières années, l’intelligence artificielle est également utilisée avec la robotique pour créer une solution d’étiquetage automatique, utilisant des bras robotiques. applicateur automatique d'étiquettes et intelligence artificielle pour apprendre et détecter les produits à étiqueter.

Contrôleurs logiques programmables

Le système de machine du produit impliquait des automates programmables (PLC) dans le processus de production.

Ils ont un système de processeur qui permet la variation des commandes des entrées et des sorties en utilisant une programmation simple.

Les automates programmables utilisent une mémoire programmable, stockant des instructions et des fonctions telles que le séquencement, la synchronisation, le comptage, etc.

Grâce à un langage logique, un automate peut prendre diverses entrées et renvoyer diverses sorties logiques. Les unités d'entrée sont des capteurs et les unités de sortie sont des vannes, des moteurs, etc.

Les automates sont analogues aux ordinateurs. Toutefois, les ordinateurs sont optimisés pour les calculs, tandis que les automates sont parfaitement adaptés aux environnements industriels et aux tâches de contrôle.

Ils sont construits de manière à ce que seules une connaissance élémentaire de la programmation logique et du traitement des vibrations, du bruit, de l'humidité et des températures élevées soient nécessaires.

Le principal avantage des automates réside dans leur flexibilité. Par conséquent, avec les mêmes contrôleurs de base, un API peut gérer une grande variété de systèmes de contrôle.

Il n'est plus nécessaire de devoir reconnecter un système pour changer le système de contrôle. Cette fonctionnalité génère un système rentable pour les systèmes de contrôle complexes.