工厂自动化

工厂自动化，也称车间自动化，指自动完成产品制造的全部或部分加工过程。

简介

Factory Automation（缩写：FA） ，工厂自动化，也称车间自动化。指自动完成产品制造的全部或部分加工过程的性质：指整个工厂实现综合自动化，它包括设计制造加工等过程的自动化，企业内部管理、市场信息处理以及企业间信息联系等信息流的全面自动化。它和信息与通信、办公自动化、新材料、生物工程、保健与医疗技术并列为当代六大主导新技术。它的常规组成方式是将各种加工自动化设备和柔性生产线(FML)连接起来，配合计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)系统，在中央计算机统一管理下协调工作，使整个工厂生产实现综合自动化。技术(见自动化、机械制造及其自动化)。

发展史

20世纪40年代开始, 人们开始使用分散式测量仪表和控制装置, 进行单参数自动调节, 取代了传统的手工操作。

50 年代，人们开始把检测与控制仪表集中在中央控制室, 实行车间集中控制, 一些工厂企业初步实现了检测仪表化和局部自动化．这一阶段, 过程控制系统结构绝大多数还是单输入单输出系统, 受控变量主要是温度、压力、流量和液位四种参数, 控制的目的是保持这些参数的稳定, 消除或减少对生产过程的干扰影响．而过程控制系统采用的方法是经典控制理论中的频率法和轨迹法, 主要解决了单输入单输出系统的常值控制和系统综合控制问题．

60 年代, 工业生产的不断发展, 工厂自动化程度大大提高。在自动化仪表方面, 开始大量采用单元组合仪表．为了满足定型、灵活、多功能等要求, 还出现了组装仪表, 以适应比较复杂的模拟和逻辑规律相结合的控制系统需要．与此同时, 开始采用电子计算机对大型设备, 如大型蒸馏塔、大型轧钢机等, 进行最优控制, 实现了直接数字控制（DDC）及设定值控制（SPC）。在系统方面,出现了包括反馈和前馈的复合控制系统。在过程控制理论方面, 除了仍采用经典控制理论解决实际生产过程中的问题外, 现代控制理论也开始得到应用, 控制系统由单变量系统转向复杂的多变量系统．在此期间, 工厂企业实现了车间或大型装置的集中控制．

70—90年代, 现代工业生产的迅猛发展, 自动化仪表与硬件的开发, 微计算机的问世, 使生产过程自动化进入了新的高水平阶段。对整个工厂或整个工艺流程的集中控制, 应用计算机系统进行多参数综合控制, 或者用多台计算机对生产过程进行分级综合控制和参与经营管理, 是这一阶段的主要特征。在新型自动化技术工具方面, 开始采用微机控制的智能单元组合仪表, 显示和调节仪表, 以适应各种复杂控制系统的需要．现代控制理论中的状态反馈、最优控制和自适应控制等设计方法和特殊控制规律, 在过程控制中得到了广泛应用, 自动化技术呈现出一派欣欣向荣的新景象．

进入21世纪以来，“以人为本”、“节能环保”的观念深入人心，对工厂自动化提出了新的要求。随着计算机技术、无线技术、现场总线技术、工业以太网技术、IT技术、机器人技术，传感器技术以及安全技术等科学技术的不断发展与创新，工厂自动化在经历了单机自动化、车间自动化、全厂集中控制等几个重要阶段之后正向工厂综合自动化 (又称全盘自动化)发展，即把过程控制、监督控制 、产品设计 、质量监测 、工厂管理等方面融为一体，运用现代控制理论、大系统理论、人工智能、4C ( Computer 、Commu -Iieation、CRT、Contro1)技术，实现优化控制、分级控制、分散控制、测试自动化、建筑物自动化、信息处理与经营决策自动化，以便进一步提高工作效率，保证质量与安全，节约能源和原材料。

工厂自动化成果

据美国科学院对麦道飞机公司、迪尔拖拉机公司，通用汽车公司、西屋公司和英格索尔铣床公司等五家企业的调查分析 。采用全厂一体化控制获得如下效益， ：产品质量提高 2— 5倍 、生产效率提高 40— 70% 、设备利用率提 着 2—3倍 、生产周期缩短30一 60% 、工程师的工作能力提高3— 35倍。