Технологии автоматизации

Автоматизация – это основа промышленного производства. Она повышает производительность заводов и фабрик, делает их более эффективными и надежными, а также позволяет предприятиям быстрее реагировать на рыночные изменения. Прорыв, благодаря которому «Сименс» занял лидирующие позиции на мировом рынке технологий автоматизации, произошел в 1959 году после создания SIMATIC.

image
Модуль SIMATIC, 1959 год

1959 год: SIMATIC G

В 1959 году компания «Сименс» представила SIMATIC G – первое поколение «модульных систем бесконтактного управления». В традиционных электромеханических системах в качестве переключающих компонентов использовались реле и пускатели, а в SIMATIC G – транзисторы небольшого размера, не подверженные механическому износу. Поэтому в первую очередь SIMATIC G стали применять там, где особенно важна надежность элементов управления: на трансформаторных станциях и электростанциях.

В 1970-е годы началась эра программируемых логических контроллеров. Их функциональные возможности обеспечивались не проводными соединениями, а сохранялись в виде программы, что значительно упрощало программирование. В то же время стремительно выросли вычислительные мощности, что позволило контроллерам SIMATIC не только выполнять функции управления, но и решать задачи более высокого уровня.
 

Система промышленной автоматизации SIMATIC непрерывно совершенствуется. Ее функции также существенно расширились за прошедшие годы. Если первые контроллеры компании «Сименс» применялись в первую очередь для управления, то последнее поколение SIMATIC может выполнять практически все задачи, связанные с автоматизацией производства. Именно поэтому крупнейшие автопроизводители по всему миру используют на своих фабриках системы автоматизации «Сименс». 

image
Фрезерный станок с системой управления SINUMERIK, 1967 год

1960: SINUMERIK

В 1960 году компания «Сименс» разработала первую систему числового управления, предназначенную для промышленного использования, в частности для управления станками. Спустя четыре года эта система получила название SINUMERIK. Впервые она была опробована на токарно-револьверном станке. Затем были разработаны специализированные версии для токарных работ, фрезерования, шлифования и вырубки.

 

Важным шагом в развитии числового программного управления (ЧПУ) было создание в 1973 году первой системы компьютеризированного числового управления SINUMERIK 500C. Еще через три года появилась SINUMERIK System 7 – первая система ЧПУ с микропроцессором, позволяющая использовать групповое ЧПУ. 

 

В 1994 году компания «Сименс» представила SINUMERIK 840D, который стал стандартом для подобных систем. Он позволял управлять цифровым приводом и имел открытое ядро числового управления, что позволило внедрить в ЧПУ программные компоненты. Позднее у SINUMERIK появилась функция моделирования, безопасности, а также возможность использования средств автоматизированного проектирования (CAD). 

image
Автоматизированное производство двигателей с помощью TIA на предприятии компании «Даймлер-Крайслер» (DaimlerChrysler) в Бад Канштатт, Германия, 1999 год

1996 год: Totally Integrated Automation (TIA)

В 70-х годах ХХ века все сегменты предприятия были соединены между собой с помощью так называемой магистральной системы. Время производства полностью контролировалось центральными компьютерами, а расчетное заданное значение для каждой операции передавалось различным производственным машинам напрямую.  

 

В 90-х годах компания «Сименс» разработала концепцию комплексной системы автоматизации Totally Integrated Automation (TIA), в которой все этапы и компоненты автоматизированного производства были объединены на базе единой системы – SIMATIC.

 

Ее можно было использовать на всех фазах производственно-сбытовой цепочки – от подачи материала до производства, упаковки и логистики. Применение TIA помогло увеличить производительность, усилить контроль качества, упростить обслуживание автоматизированной системы и сократить стоимость жизненного цикла.

image
Установки Corex-C-3000 на сталелитейном заводе группы «Баостил» в г. Лоцзин вблизи Шанхая, 2011 год

2007 год: крупнейшая в мире установка Corex

В 2007 году китайский производитель стали «Баостил Груп» (Baosteel Group) ввел в эксплуатацию крупнейшую в мире установку выплавки чугуна по технологии «Корекс» (Corex) производительностью 1,5 млн тонн жидкого чугуна в год. Установка была построена компанией «Сименс» всего за 29 месяцев после подписания договора. 

 

В отличие от традиционного процесса технология «Корекс» позволяет получать жидкий чугун непосредственно из угля и кусковой руды или гранул, без использования промышленного оборудования с высоким уровнем выбросов, такого как коксовые печи и агломерационные установки. Технология «Корекс» сокращает выбросы серы и оксида азота, а также сверхмелкой пыли, содержащейся в выхлопных газах, на целых 90% по сравнению с традиционными технологиями выплавки чугуна. А газ, поступающий из установки «Корекс», можно использовать для производства энергии и отопления. 

 

Вторая установка «Корекс» аналогичной конфигурации была введена в эксплуатацию в 2011 году на сталелитейном заводе в г. Лоцзин вблизи Шанхая.

image
Totally Integrated Automation Portal (TIA Portal), 2010 год

2010 год: Totally Integrated Automation Portal (TIA Portal)

Объединение промышленного программного обеспечения и средств автоматизации в едином решении сыграло ключевую роль в сокращении срока вывода новых продуктов на рынок. 

 

Появление в 2010 году программного обеспечения Totally Integrated Automation Portal (TIA Portal) ознаменовало начало новой инженерно-технической эры. На его основе развивались все последующие системы для планирования, программирования и ввода в эксплуатацию средств автоматизации и приводных систем компании «Сименс». TIA Portal объединяет все ключевые компоненты автоматизации в единой интегрированной системе с унифицированным интерфейсом пользователя. Базовый функционал этого ПО можно легко расширить, установив дополнительные программные пакеты.

 

Разрабатывая TIA Portal, специалисты компании «Сименс» несколько лет анализировали как стандартные приложения для инженеров, так и требования заказчиков по всему миру. Получившийся в результате программный продукт понравился всем пользователям – от начинающих до опытных. 

image
Модель марсохода Curiosity, 2012 год

2013 год: программное обеспечение PLM для марсохода

В 2012 году NASA (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США) использовало программное обеспечение компании «Сименс» для управления жизненным циклом изделия на всех этапах разработки марсохода Curiosity: при автоматизированном конструировании, численном моделировании и виртуальной сборке космического аппарата еще до изготовления опытных образцов. Данное программное обеспечение позволило гарантировать собираемость всех деталей и узлов, их правильное функционирование и способность выдержать любые условия, с которыми столкнется марсоход. Усилия увенчались огромным успехом: в 2013 году аппарат успешно приземлился на Марсе и приступил к исследованию планеты. 

 

Процесс управления жизненным циклом изделия (Product Lifecycle Management, PLM) означает объединение данных, технологий и бизнес-систем компании при активном участии работников – и все это с помощью систем управления информацией. Программное обеспечение PLM позволяет эффективно управлять всем жизненным циклом изделия – от возникновения идеи до проектирования, производства, обслуживания и утилизации.

 

Уникальное сочетание средств автоматизации и программного обеспечения PLM компании «Сименс» не только помогает сократить сроки вывода новых продуктов на рынок почти на 50%, но и снижает потребление энергии и других ресурсов. 

image
MindSphere, 2016 год

2016 год: MindSphere

В 2016 году «Сименс» представил платформу MindSphere – первую открытую облачную операционную систему компании для «Интернета вещей» (IoT). С ее помощью можно разрабатывать, использовать и продавать приложения и цифровые услуги.

 

MindSphere позволяет повысить эффективность предприятий за счет сбора и анализа больших объемов производственных данных. Инженеры и машиностроители, со своей стороны, могут использовать платформу для мониторинга работы оборудования и его дальнейшего обслуживания по всему миру. Это дает возможность сократить простои на производстве и разработать новые бизнес-модели.

 

Приложения на платформе MindSphere могут использоваться для анализа данных в самых разных отраслях: от промышленного производства до строительства и энергетики. С MindSphere вы можете управлять данными, поступающими от уже имеющегося оборудования и физической инфраструктуры, и использовать полученную информацию для трансформации своего бизнеса. 

 

MindSphere предлагает бесшовную связь между основанными на данных сервисами компании «Сименс» и сторонних поставщиков. Эта платформа является одним из важнейших элементов стратегии цифровизации компании «Сименс».