Definition und Zweck:
Automatisierung bezeichnet den Einsatz von Technologien, Maschinen und Systemen, um Aufgaben oder Prozesse mit minimalem oder ohne menschliches Eingreifen auszuführen. Das Ziel ist es, Arbeitsabläufe zu rationalisieren, zu beschleunigen, zu präzisieren und zu optimieren, die zuvor manuell oder durch begrenzte mechanische Mittel erledigt wurden.
Ein automatisiertes System besteht typischerweise aus drei Grundelementen:
- Sensoren: Erfassen Informationen über den Zustand des Prozesses oder der Umgebung (z.B. Temperatur, Druck, Position, Anwesenheit).
- Steuerung: Verarbeitet die von den Sensoren erhaltenen Informationen und trifft Entscheidungen basierend auf vordefinierten Regeln oder Algorithmen (z.B. SPS, IPC, Robotersteuerung, CNC).
- Aktoren: Führen die physikalischen Aktionen aus, die von der Steuerung befohlen werden (z.B. Motoren, Ventile, Zylinder, Roboterarme).
Die Automatisierung kann von einfachen, einzelnen Schritten bis hin zu komplexen, voll integrierten Produktionsprozessen reichen.
Ziele und Vorteile der Automatisierung:
Die Gründe für die Implementierung von Automatisierung sind vielfältig und umfassen:
- Steigerung der Effizienz und Produktivität: Automatisierte Systeme können rund um die Uhr arbeiten, sind schneller und haben weniger Ausfallzeiten.
- Verbesserung der Qualität und Präzision: Maschinen führen Aufgaben mit höherer Wiederholgenauigkeit und Präzision aus als Menschen, was zu einer gleichbleibenden Produktqualität führt.
- Kostensenkung: Langfristige Reduzierung von Betriebskosten (z.B. Personalkosten, Energieverbrauch, Materialausschuss).
- Erhöhung der Sicherheit: Übernahme gefährlicher, repetitiver oder ergonomisch ungünstiger Aufgaben durch Maschinen, Schutz des Personals.
- Flexibilität und Skalierbarkeit: Schnellere Anpassung an Produktwechsel oder erhöhte Produktionsmengen.
- Optimierung der Ressourcennutzung: Bessere Steuerung des Material- und Energieflusses.
Entwicklung und Industrie 4.0:
Historisch gesehen begann die Automatisierung mit mechanischen Systemen und entwickelte sich über die Relaissteuerung, die SPS und den PC-basierten Steuerungen hin zur heutigen Industrie 4.0. Die vierte industrielle Revolution, Industrie 4.0, ist stark von der weiteren Digitalisierung und Vernetzung der Automatisierung geprägt. Konzepte wie das Industrial Internet of Things (IIoT), Künstliche Intelligenz (KI), Big Data und die kollaborative Robotik treiben die Automatisierung auf ein neues Niveau der Intelligenz und Autonomie.
Die Automatisierung ist somit nicht nur ein technischer Prozess, sondern eine strategische Säule für die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen in nahezu allen Industriebereichen weltweit.
→ Siehe auch: SPS, Roboter, Sensor, Aktor, Industrie 4.0, Regelungstechnik, Prozessleitsystem (PLS)
