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)。
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、
Control)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。
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。