اتوماسیون صنعتی و صنعت آرد ، بررسی معایب و مزایا

در این مقاله به عناوین زیر می پردازیم 

مقدمه ای بر نان و آرد

جایگاه سیستم‌های اتوماسیون صنعتی در کارخانجات آرد چیست

مکانیزاسیون و اتوماسیون و نقش آن ها در تولید آرد چیست؟

انواع سیستم‌ های اتوماسیون چیست

اتوماسیون مناسب کارخانه آرد کدام است

جایگاه و نقش اتوماسیون صنعتی در ایران

آیا اجرای یک سیستم اتوماسیون صنعتی موجب بیکاری می گردد یا اشتغالزاریی؟

مقدمه

نان به عنوان مهمترین منبع تامین کننده انرژی و پروتئین بسیاری از مردم جهان شناخته شده و اهمیت این کالای استراتژیک بر کسی پوشیده نیست. بدین جهت تولید کنند‌ه‌ها و متولیان این صنعت همیشه در راستای افزایش کیفیت و سلامت این ماده غذایی ارزشمند کوشیده‌اند. همچنین با توجه به رشد روزافزون فناوری در صنایع مختلف مخصوصا صنایع‌ غذایی، تولید محصول با کیفیت و قیمت تمام شده بدون نوسازی صنایع و کارخانه‌ها و همسوشدن با روند پیشرفت تکنولوژی میسر نخواهد بود.

برای آشنایی اولیه با اتوماسیون صنعتی می توانید مقاله آشنایی گام به گام با اتوماسیون صنعتی را مشاهده کنید

نقش و جایگاه سیستم‌های اتوماسیون صنعتی در کارخانجات آرد

سیستم اتوماسیون یکپارچه، یک کارخانه آرد را مجهز به آخرین تکنولوژی روز دنیا نموده و این ساختار یکپارچه سبب افزایش راندمان تولید، افزایش کیفیت محصول، کاهش قیمت تمام شده و همچنین کاهش مصرف انرژی می‌شود. این سیستم شامل مجموعه‌ای از نرم‌افزارها، سخت‌افزارها، ادوات ابزار دقیق و تجهیزاتی است که در کنار هم مجتمع گردیده و متناسب با ماشین‌آلات کارخانه، سیستم کنترل جامعی را برای فرآیند تولید فراهم می‌ کند.
به زبان ساده اگر بخواهیم بیان کنیم، اتوماسیون صنعتی در حکم روح و جانی است که در جسم و کالبد کارخانه دمیده می‌شود. ماشین‌آلات، تجهیزات و دستگاه‌های کارخانه به خودی خود قابلیت عملکرد را ندارد بنابراین نیازمند سیستمی ‌می‌باشند که تمام اجزای آن را کنترل و هدایت نماید.

مکانیزاسیون و اتوماسیون

در اینجا با دو مفهوم روبرو هستیم اول مکانیزاسیون یا همان ماشینی کردن تولید و دومی‌ اتوماسیون یا خودکارسازی تولید. مکانیزاسون به این معناست که هر کدام از عملیات تولید آرد مثل ذخیره‌سازی در سیلوها، بوجاری، نم‌زنی، آسیاب، کیسه‌گیری و … با کمترین دخالت مستقیم نیروی انسانی و توسط ماشین‌آلات انجام شود. مفهوم اتوماسیون صنعتی در مرتبه بالاتری نسبت به مکانیزاسیون قرار دارد به این معنا که پیش‌نیاز پیاده‌سازی اتوماسیون در یک کارخانه آرد، وجود مکانیزاسیون می ‌باشد. در واقع اتوماسیون صنعتی رسالت دارد تا تمام ماشین‌ آلات را به صورت یکپارچه و تحت سیستم کنترل واحدی مورد هدایت و نظارت قرار دهد.
زمانی که اتوماسیون صنعتی یکپارچه در یک کارخانه آرد پیاده‌سازی می‌شود، این امکان فراهم می‌شود تا بتوانیم تمام فرآیند تولید از ورود گندم به کارخانه تا خروج کیسه‌ های آرد از انبار را در قاب یک یا چند مانیتور مشاهده نماییم. خطاها و ایرادات پیش‌ آمده در خط تولید را به صورت هوشمندانه و درلحظه مشاهده کنیم و بر اساس نرم‌افزار کنترلی از قبل طراحی شده، تصمیم مناسب را برای حل آن اتخاذ کنیم. میزان مصرف انرژی را در لحظه و در بازه‌های روزانه و ماهانه مشاهده کنیم. گزارش‌ های منظم و مرتب دوره ای را از فرآیند تولید و وضعیت ماشین‌ آلات کسب کنیم. این موارد تنها بخشی از مزایای اتوماسیون صنعتی برای کارخانه‌ های آرد و دیگر صنایع می‌ باشد.

انواع سیستم‌های اتوماسیون

سیستم‌های اتوماسیون را از دیدگاه‌های مختلفی می‌توان دسته بندی کرد. یکی از متداولترین دسته‌بندی‌های انواع سیستم اتوماسیون مربوط می‌شود به مغز متفکر و پردازنده آن که می‌توان به سه دسته ذیل تقسیم‌بندی نمود:

• سیستم اتوماسیون PC Based
• سیستم اتوماسیون PLC Based
• سیستم اتوماسیون Classic

نوع اول: سیستم اتوماسیون PC Based

در نوع اول عملیات پردازش داده‌ها و کنترل دستگاه‌ ها و ماشین‌ آلات توسط کامپیوتر‌های صنعتی صورت می‌ گیرد. قابلیت پردازش سریع و امکان دسترسی آسان به تمامی ‌امکانات کامپیوتری از مزایای این مدل می‌ باشد. در عوض نیاز به تجهیزات جانبی زیاد، تعمیرات و نگهداری سخت و عدم امکان نصب در مکان‌ های صنعتی پرمخاطره از نقاط ضعف این نوع سیستم اتوماسیون می‌ باشد.

نوع دوم: سیستم اتوماسیون PLC Based

در نوع دوم سیستم اتوماسیون عملیات پردازش به کنترلرصنعتی با نام PLC واگذار می‌ شود. امکان نصب در انواع محیط‌ های صنعتی، سرعت بالای پردازش، امکان ارتباط با انواع پروتکل‌ های شبکه صنعتی و … از مزایای PLC می‌ باشد.

نوع سوم: سیستم اتوماسیون Classic

نوع سوم زیاد فراگیر نیست و در سیستم‌ های قدیمی ‌و یا ماشین‌ آلات انحصاری و محدود استفاده می‌ گردد. وابستگی شدید این سیستم به کارخانه سازنده مهمترین عیب آن می‌ باشد.

پیاده سازی

به منظور پیاده‌ سازی در کارخانه‌ های آرد می‌ بایست زیر ساخت‌ هایی را فراهم نمود. تعبیه محل مناسب به عنوان اتاق برق و اتاق مانیتورینگ از ملزومات این مهم می‌ باشند. اتاق برق محل نصب و قرارگیری تابلوهای برق می‌ باشد و اگر بخواهیم کمی‌ تخصصی‌ تر بیان کنیم؛ تابلوهای برق سیستم اتوماسیون یک کارخانه آرد شامل تابلو‌های PLC و Marshaling، تابلوهای قدرت یا MCC، تابلو کلید اصلی یا Incoming، تابلوهای بانک خازن یا اصلاح ضریب توان و تابلو روشنایی می‌ باشند. اتاق مانیتورینگ نیز محلی است که سیستم مانیتورینگ و اپراتوری در آنجا نصب می‌ شود و در واقع مقر فرماندهی خط‌ تولید است.

اتوماسیون مناسب کارخانه آرد

اگر بخواهیم به این سوال پاسخ دهیم که کدام نوع سیستم اتوماسیون برای یک کارخانه آرد مناسب تر است، نوع دوم (PLC Based) را پیشنهاد می‌کنیم. به طور خلاصه باید بیان کنیم که یک سیستم اتوماسیون جامع و یکپارچه بهترین نوع می‌ باشد. نه تنها برای یک کارخانه آرد بلکه برای تمام صنایع. جامعیت و یکپارچگی بدین معنا که تمام اجزای کارخانه از ماشین‌ آلات گرفته، سیلوها، سنسورهای دما و رطوبت، دستگاه‌ های والس و بوجاری، تجهیزات تامین و انتقال برق کارخانه و … می‌ بایست زیرمجموعه و تحت کنترل سیستم اتوماسیون باشند. بدین صورت امکان آن فراهم خواهد شد که از صفر تا صد فرآیند ذخیره سازی گندم، تولید آرد و کیسه‌ گیری و انبارداری در قاب مانیتورهای اتاق مانیتورینگ قابل مشاهده باشد.
همچنین تمامی‌خطاها و اتفاقاتی که در خط تولید رخ می‌دهد در لحظه ثبت می‌شود و هشدارهای لازم برای اپراتور قابل مشاهده خواهد بود. میزان مصرف انرژی در لحظه و به صورت دوره‌های روزانه و ماهانه قابل ثبت و مشاهده باشد. هر کدام از عناصر عملگر یا Actuator که در خط تولید وظیفه ایجاد حرکت، بازو بسته کردن دریچه‌‌ ها و … را بر عهده دارند را بتوان به صورت دستی و یا اتومات فرمان داد. همچنین میزان کارکرد آن‌ها به منظور گزارش‌ های واحد نت (نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه) قابل ثبت و مشاهده باشد. این‌ ها گوشه‌ ای از امکانات یک سیستم اتوماسیون یکپارچه برای کارخانه آرد است.

تهیه سیستم اتوماسیون از داخل یا خارج کشور

این سوال یکی از چالشی‌ ترین مباحث صنعت کشور می‌ باشد. عده‌ ای معتقدند که ماشین‌ آلات را می‌ بایست از کمپانی‌ های خارجی تهیه کرد. همچنین سیستم اتوماسیون را باید از همان کمپانی تهیه کرد. در مقابل عده ای معتقدند که ماشین‌ آلات و خط تولید ساخت شرکت‌ های داخلی را باید استفاده نمود و از آنجاییکه معمولا سازنده‌ های ماشین‌ آلات داخلی در حوزه تخصصی سیستم اتوماسیون وارد نشده‌ اند بنابراین بخش سیستم‌ اتوماسیون را به شرکت‌ های متخصص در این زمینه واگذار می‌ کنند.
هر دو این عقاید و نظرات قابل بحث و گفتگو می‌ باشند. به طور صریح اگر بخواهیم بررسی کنیم کمپانی‌ های مطرحی در دنیا وجود دارند که تولیدکننده ماشین‌آلات کارخانجات آرد هستند و تبدیل به برند شده‌ اند. در خیلی از کارخانجات داخلی نیز از ماشین‌ آلات و خدمات این کمپانی‌ ها استفاده شده‌ است. اما نکته قابل توجه اینجاست که در مقایسه خرید تجهیزات و ماشین‌ آلات و خدمات وابسته آن با خرید تجهیزات و خدمات اتوماسیون صنعتی برای یک کارخانه آرد، ارزش افزوده اصلی در خدمات فنی و مهندسی اتوماسیون صنعتی می‌باشد. بدین معنا که اگر برای راه اندازی یک کارخانه آرد 1000 تومن را برای ماشین‌ آلات و نیز 500 تومن را برای اتوماسیون صنعتی هزینه کنیم؛ به مراتب ارزش افزوده آن 500 تومن بیشتر از 1000 تومن می‌ باشد. اینجاست که بحث خروج ارز و ارزش ارز مطرح می‌ شود.

توانمندی ایران در تولید سیستم اتوماسیون یکپارچه

آیا توان فنی و علمی‌کافی در شرکت‌ های ایرانی وجود دارد تا اینکه بتوانند سیستم اتوماسیون یکپارچه و کارآمد را در کارخانجات پیاده کنند؟ پاسخ بله. بسیاری از شرکت‌های قدر و حتی دانش بنیان در سطح کشور هستند که توانایی و تجربه لازم در زمینه طراحی، ساخت، پیاده‌سازی و نیز خدمات پس‌از‌فروش در زمینه اتوماسیون صنعتی را دارند و در این زمینه حرف‌های جدی برای گفتن دارند.
پس صحبت ما با صاحبان صنایع و مدیران تصمیم گیرنده صنعت کشور می‌ باشد. هنگامی که توان و تخصص کافی در شرکت‌ های ایرانی وجود دارد که می‌ توانند کارخانه‌ های آرد را از صفر تا صد طراحی و اجرا کنند؛ روا نیست که ارز با ارزش را به راحتی از کشور خارج کنیم. اگر هم با دلایل فنی و قابل قبول اقدام به خرید ماشین‌ آلات و سخت افزار خط تولید می‌ کنیم، در زمینه سیستم اتوماسیون یکپارچه می‌ توانیم کار را با خیال راحت به شرکت‌ های دانش بنیان داخلی بسپاریم. و ارزش افزوده راه‌ اندازی یک کارخانه را با هزینه‌ ای به مراتب کمتر و با کیفیتی برابر و گاها بالاتر، از داخل کشور تامین کنیم.

نتیجه

این استراتژی زمانی اهمیت خود را دو چندان نشان می‌دهد که بحث خدمات پس از فروش و پشتیبانی فنی مطرح باشد. می‌ دانیم که امکان خدمات پس از فروش برای ماشین‌ آلات خارجی توسط متخصصین داخلی به راحتی امکان پذیر است. اما در نقطه مقابل امکان خدمات پس از فروش سیستم اتوماسیون توسط متخصصین ایرانی وجود ندارد. نه تنها متخصصین ایرانی بلکه توسط هیچ متخصصی به غیر از کمپانی سازنده امکان و دسترسی اصلاحات، تعمیرات و بروز‌رسانی سیستم اتوماسیون یک کارخانه آرد را ندارد! اینجاست که دستمزدهای نجومی‌ دلاری و بهانه جویی‌ های ناشی از تحریم‌ها ‌مانع از حضور کارشناسان خارجی جهت خدمات پس از فروش برای سیستم اتوماسیون می‌ شود.
بنابراین به عنوان نتیجه گیری می‌خواهیم فرهنگ استفاده از خدمات پیاده‌سازی و بروزرسانی اتوماسیون صنعتی کارخانجات را در صنعت کشورمان نهادینه کنیم و بگوییم که حتی اگر قصد خرید ماشین‌آلات و خط تولید را از خارج کشور دارید؛ قرارداد خود را بدون در نظر گرفتن سیستم کنترل و یا سیستم اتوماسیون لحاظ کنید و با مراجعه به شرکت‌های قدرتمند و دانش بنیان داخلی و با خیالی آسوده از در دسترس بودن این خدمات، از خروج ارز جلوگیری کرده و هزینه‌های راه اندازی کارخانه را تا حد قابل توجهی کاهش دهیم.

اجرای سیستم اتوماسیون در کارخانجات، عامل بیکاری است یا اشتغالزایی

بیایید یک مثال را با هم بررسی کنیم. یک کارخانه با 100 نفر نیروی کار داریم. فرآیند تولید از صفر تا صد به صورت دستی انجام می‌ شود. بنابراین 100 نفر مستقیم مشغول به کار هستند. تولید خروجی این کارخانه نهایتا می‌ تواند 5 تن در روز باشد. در فاز اول بروزرسانی این کارخانه، ماشین‌ آلاتی خریداری می‌ شوند. بنابراین عملیات تولید توسط ماشین‌ آلات انجام می‌ شود و از دخالت مستقیم نیروی انسانی جلوگیری می‌ شود. دیگر نیازی به حضور 100 نفر نیروی کار نیست بلکه 40 نفر می‌ توانند این کارخانه را اداره کنند. تولید خروجی کارخانه به 100 تن در روز افزایش می‌ یابد. در نگاه ساده و سطحی، موقعیت شغلی از 100 نفر به 40 نفر کاهش یافته و این یعنی 60 نفر تقلیل نیروی کار!
حال کارخانه با اجرای فاز دوم توسعه و پیشرفت خود اقدام به پیاده‌سازی سیستم اتوماسیون یکپارچه می‌ نماید. کنترل یکپارچه تمام ماشین‌ آلات به PLC (سیستم کنترل مرکزی) سپرده می‌ شود و در واقع یک کامپیوتر صنعتی که از قبل برنامه‌ نویسی و برنامه‌ ریزی شده است تمام فرآیند را در دست می‌ گیرد. در اینجا 40 نفر نیروی کار تبدیل به 25 نفر می‌شوند. و تولید خروجی کارخانه به 450 تن در روز افزایش می‌ یابد. خب تا اینجا با یک حساب کتاب سرانگشتی و سطحی به این نتیجه می‌ رسیم که پس از اجرای دو فاز توسعه این کارخانه، حدود 75 نفر از کار بیکار شده‌ اند. به راستی نتیجه واقعی بروزرسانی کارخانه آرد فوق، صرفا بیکاری است!؟
پاسخ اینجاست خیر. می‌بایست به طور دقیق‌تر تمام ابعاد این فرآیند را مورد بررسی قرار دهیم و نکاتی را مد نظر قرار دهیم :

نکته اول

اینکه اگر آن کارخانه سنتی با 100 نفر نیروی کار می‌خواست به کار خود ادامه دهد بدلیل اینکه تمام محصول آن به صورت دستی تولید می‌شد داشتن کیفیت پایین و ظرفیت تولید بسیار پایین به این کارخانه اجازه رقابت با رقبا را نمی‌داد و به زودی از گردونه رقابت خارج می‌شد. بنابراین 100 نفر از کار بیکار می‌شدند و کارخانه نیز به متروکه ای بدل می‌شد.

نکته دوم

هنگامی که سیستم اتوماسیون در یک کارخانه پیاده می‌شود؛ به جای اینکه نیروی انسانی به طور مستقیم با تولید محصول سروکار داشته باشد؛ به یک مرحله بالاتر ارتقا می‌یابند بنابراین نتیجه آن در دو مورد فوق‌ العاده خودش را نشان می‌ دهد. اول اینکه امنیت جانی نیروی انسانی بسیار بیشتر از قبل حفظ می‌ گردد و در یک محیط ایمن‌تر به کار خود ادامه می‌ دهند. دوم اینکه کیفیت محصول به مراتب افزایش می‌ یابد چراکه بدون خطای انسانی، بدون دخالت مستقیم دست انسان و در یک محیط ایزوله و بهداشتی محصول نهایی تولید خواهد شد. بنابراین اتوماسیون منجر به افزایش امنیت جانی نیروی انسانی و نیز افزایش کیفیت و سرعت تولید می‌ شود.

نکته سوم

اینکه بجای استفاده از کارگران ساده که مجبور به انجام کارهای سخت و طاقت فرسا در محیطی ناایمن هستند؛ تکنسین‌‌ ها و مهندسین در لایه ای ایمن‌تر به نظارت بر خط تولید مشغول می‌ شوند و در مواقع ضروری اقدام به تعمیرات و نگهداری و یا بروزرسانی خط تولید می‌ کنند. بنابراین هنگامی که اتوماسیون صنعتی در یک کارخانه پیاده می‌ شود منجر به ایجاد موقعیت‌های شغلی جدید با کرامت انسانی بالاتر خواهد شد. این مهم می‌ تواند برای همان کارگران ساده قبلی نیز مفید فایده باشد چراکه با آموزش‌ هایی می‌توانند در مرتبه بالاتر شغلی قرار بگیرند و جایگاه مادی و معنوی والاتری را کسب کنند.

نکته چهارم

اینجاست که هنگامی که یک کارخانه اقدام به توسعه و بروز رسانی خط تولید خود می‌ کند نه تنها تقلیل نیرو نخواهد داشت بلکه موقعیت جدید شغلی نیز می‌ تواند ایجاد کند و این یعنی اصل اشتغالزایی. بدین صورت که با افزایش کیفیت محصول آرد تولیدی و افزایش ظرفیت تولید روزانه، امکان رقابت در بازار برای این کارخانه به مراتب بیشتر می‌ شود. این یعنی کسب درآمد بیشتر. توسعه بیشتر کارخانه در گرو این کسب درآمد و کسب اعتبار در بازار است. لذا در توسعه‌ های بعدی کارخانه افراد خیلی بیشتری مشغول به کار می‌ شوند و در پست‌های سازمانی ارزشمند مثل تکنسین، مهندس، مهندس ارشد، مدیر، امور اداری و حسابداری، نیروی انسانی و… اقدام به جذب نیرو خواهد کرد.

جمع بندی

اگر بخواهیم جمع‌بندی کنیم باید بگوئیم که نتیجه اتوماسیون صنعتی در یک کارخانه صنعت آرد به غیر از افزایش بهره وری و کیفیت محصول آرد تولیدی، ایجاد موقعیت‌ های شغلی جدید و افزایش اشتغال است. البته با این شرط که خدمات اتوماسیون صنعتی از شرکت‌ های معتبر، با تجربه و دانش بنیان اخذ گردد تا اینکه منجر به نتایج مثبت برای صنعت و کارخانه گردد.
اینجاست که هنگامی که یک کارخانه اقدام به توسعه و بروز رسانی خط تولید خود می‌ کند نه تنها تقلیل نیرو نخواهد داشت بلکه موقعیت جدید شغلی نیز می‌ تواند ایجاد کند و این یعنی اصل اشتغالزایی. بدین صورت که با افزایش کیفیت محصول صنعت آرد تولیدی و افزایش ظرفیت تولید روزانه، امکان رقابت در بازار برای این کارخانه به مراتب بیشتر می‌ شود. این یعنی کسب درآمد بیشتر. توسعه بیشتر کارخانه در گرو این کسب درآمد و کسب اعتبار در بازار است. لذا در توسعه‌ های بعدی کارخانه افراد خیلی بیشتری مشغول به کار می‌ شوند و در پست‌های سازمانی ارزشمند مثل تکنسین، مهندس، مهندس ارشد، مدیر، امور اداری و حسابداری، نیروی انسانی و… اقدام به جذب نیرو خواهد کرد.