Automatyka i robotyka

Automatyka i robotyka
Polecane artykuły

Automatyka i robotyka jest to dział nauki technicznej zajmujący się zagadnieniami sterowania różnymi procesami na styku z mechaniką, elektroniką, sensoryką, cybernetyką oraz informatyką. Domeną tego działu są również rozważania nad sztuczną inteligencją.

Jak podaje Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej układy i systemy automatyki znajdziemy dziś w prawie wszystkich dziedzinach życia, zwłaszcza w gospodarce, przemyśle i nauce. Korzyści wynikające z automatyzacji i robotyzacji widać wyraźnie, zwłaszcza w przemyśle (samochodowym, okrętowym, lotniczym i zbrojeniowym), komunikacji, medycynie, energetyce oraz rolnictwie. Z ekonomicznego punktu widzenia upowszechnianie automatyzacji i robotyzacji jest ze wszech miar pożądane, gdyż rosnąca konkurencyjność gospodarki oraz postępujący w skali światowej proces globalizacji wymuszają obniżanie kosztów produkcji, przy jednoczesnym zwiększaniu jakości i niezawodności produktu oraz skracaniu czasu potrzebnego na jego wytworzenie. Znamienne wreszcie jest również to, że obecnie poziom cywilizacyjny państw ocenia się biorąc pod uwagę między innymi stopień skomputeryzowania i zautomatyzowania różnych gałęzi gospodarki[1].

Dział automatyki

Automatyka jest to technologia w której procesy lub procedury są realizowany z minimalnym udziałem zasobów ludzkich. Automatyka lub automatyczne sterowanie polega na stosowaniu różnych systemów sterowania do obsługi przy minimalnej lub zmniejszonej interwencji człowieka urządzeń takich jak[2]:

  • maszyny oraz procesy w fabrykach,
  • kotły i piece do obróbki termicznej,
  • sieci telefoniczne,
  • sterowanie i stabilizowanie statków, samolotów i innych pojazdów.

Termin "automatyzacja" wywodzi się od języka greckiego i oznacza niezależne działanie. Dlatego też, systemy automatyki są w stanie samodzielnie rozwiązywać zadania lub problemy o stałym lub zmiennym charakterze. Rozwiązywanie zadań lub problemów należy rozumieć jako "cele".

Automatyzacja w węższym znaczeniu oznacza nieodłączne dążenie systemów do osiągania, formowania i utrzymywania celów poprzez autonomiczne działania polegające na ustabilizowaniu systemu pomimo istniejących zakłóceń[3].

Automatyzacja obejmuje zastosowania, począwszy od domowego termostatu sterującego kotłem, po duży przemysłowy system sterowania z dziesiątkami tysięcy pomiarów wejściowych i wyjściowych sygnałów sterujących. Pod względem złożoności sterowania może wahać się od prostej kontroli włączania/wyłączania, do wielowymiarowych algorytmów wysokiego poziomu.

Powody wprowadzania automatyzacji

  • Wzrost wydajności lub wielkości produkcji
  • Zwolnienie ludzi z monotonnej lub ciężkiej fizycznie pracy
  • Zmniejszenie kosztów zatrudnienia personelu
  • Poprawa jakości produktu
  • Wyrównanie jakości produktu
  • Zminimalizowanie nieprawidłowości w produkcji (istotne w procesach z wieloma etapami produkcji)
  • Usprawnienie procesów zamówień oraz produkcji
  • Bezpieczne i wydajne projektowanie przepływu materiałów

Dział robotyki

Robotyka to interdyscyplinarna dziedzina nauki z obszaru badań naukowych blisko powiązanych z informatyką i inżynierią. Robotyka obejmuje projektowanie, budowę, obsługę i wykorzystanie robotów. Celem robotyki jest zaprojektowanie inteligentnych maszyn, które mogłyby pomóc ludziom w ich codziennym życiu oraz zapewnić bezpieczeństwo. Robotyka korzysta z osiągnięć[4]:

  • inżynierii informatycznej,
  • inżynierii komputerowej,
  • inżynierii mechanicznej,
  • inżynierii elektronicznej i elektrotechnicznej
  • i innych.

Termin "robotyka" został wymyślony przez autora książek Science Fiction Isaaca Asimova, który po raz pierwszy wspomniał o nim w swojej krótkiej historii "Runaround" w marcu 1942 roku w magazynie Astounding. Zgodnie z definicją Asimova robotyka oznacza badanie robotów.

Robotyka jest dyscypliną naukową zajmującą się rozwojem robotów. Ważną rolę odgrywają tutaj konstrukcje mechaniczne oraz sterowanie elektroniczne. Mechaniczne modelowanie robota polega głównie na metodach systemów wieloczęściowych lub dynamice wielu ciał, podczas gdy konstrukcja systemu sterowania robotami pochodzi z dziedziny technologii automatyzacji.

Przypisy

  1. Automatyka i robotyka
  2. Groover, Mikell, (2014)., Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials, Processes, and Systems
  3. Weller W. (2008)., Automatisierungstechnik im Überblick. Was ist, was kann Automatisierungstechnik?
  4. International classification system of the German National Library (GND)

Bibliografia

Autor: Anna Mrajca