尼得科CT看工業自動化的行業發展史
今年,Control Techniques公司(以下簡稱尼得科CT)迎來五十周年誕辰,回望過去的半個世紀,我們見證了一場潤物無聲的技術革命。尼得科CT始終以全球領先的驅動器研發與制造企業的身份,站在時代前沿引領創意與變革。
本文是尼得科CT五十周年慶專題推文系列的第二篇,我們將看到驅動器在工業自動化歷史中扮演的角色,進一步理解這段歷史如何塑造了當今的生活方式。
01 機械提升效率的歷史可追溯到幾世紀前
早在200萬年前,居住在東非大裂谷的原始人就能把石頭磨成鋒利的切割工具。從此以后,我們就放棄了赤手空拳地勞作,借助工具設備來提升效率與產能,隨著時間流逝,工具設備也變得越來越復雜精巧?,F代意義上的工業自動化,或者說人類學習如何使用機器代替人力制造物品,則始于18世紀的英國工業革命。
珍妮紡紗機與動力紡織機等新發明大大提高了紡織品的生產速度與效率;不斷發展的蒸汽引擎則提供了可以替代人類肌肉力量的全新動力來源。
以蒸汽為動力的機器很快就改變了制造業與其他工業行業。這些機器不僅可以連續工作,生產速度也比人工更快。依靠機器,工廠可以大規模生產商品,從而拉低價格,讓越來越多的消費者能更容易購買到產品。
19世紀,全新的自動化制造工藝逐漸傳遍歐洲與美國。經濟爆炸式增長,人口隨之增加。勞動力從農業轉向工業,人口從鄉村遷徙到城鎮,大家庭支離破碎,新的思想和身份逐漸成型。毀譽參半的現代社會初具雛形。
后來,工業生產中廣泛引進流水線技術,自動化又向前邁進了一大步。讓產品沿著生產線移動,在不同的生產單元將工人安排在固定崗位反復進行同樣的操作,這種想法并不新鮮,但是,19世紀晚期出現的機械傳送帶大大提升了裝配流水線的產能。
02 流水線為大規模產品生產奠定基礎
1913年,亨利·福特在美國密歇根州高地公園的福特工廠引進裝配流水線,用于生產T型福特汽車。從前,生產一輛汽車耗費12個工時,啟動流水線后,生產一輛車只需耗費1.5個工時,每3分鐘就有一輛車運出流水線。成本降低后,普通工人破天荒地有能力購買類似汽車的復雜制成品,不過,死板的裝配流程限制了消費者的選擇——福特說,你的車可以是任何你想要的顏色,只要它是黑色的!
裝配流水線為大規模生產奠定了基礎,與傳統制造方式相比,流水線大大提高了生產速度。由于流水線生產過程中需要專用機械和工具依次完成特定任務,隨著流水線投入使用,此類機械和工具也隨之發展。
03 變速驅動器賦能電動引擎
蒸汽推動了18世紀和19世紀的工業化進程,但20世紀的進步則仰賴更高效、更可控的電能。1813年,英國科學家邁克爾·法拉第發現磁場生電原理,19世紀晚期的塞爾維亞/美國發明家尼古拉·特斯拉則為開發具有工業價值的電機做出了卓越貢獻。
作為動力來源,電有許多優點:與馬匹和蒸汽機相比,電清潔、高效、便于運輸、動力強大,可以在瞬間啟動或關閉。不斷發展的電動機挖掘出工業自動化的無窮潛力,與蒸汽驅動的機器相比,電力驅動的機器無論是效率和可控性都更勝一籌。
然而,直到20世紀50年代變頻驅動器問世,電動機才徹底在自動化領域釋放潛力。變頻驅動器能夠控制電機轉速、扭矩與可用扭力,從而實現精確控制機械和其他自動化系統運動的目標,對于復雜工藝和需要精細處理的材料來說,上述功能至關重要。
能精準控制電機轉速與扭矩的驅動器,填補了復雜自動化流程中的空白。變頻驅動器能夠根據所需載荷調節電機轉速,大大節約了能源,也降低了電機自身損耗,繼而提升系統穩定性,延長設備使用壽命。
04 尼得科CT致力于開發經濟高效、強勁可靠的驅動器
CT公司在1973年推出了首款變頻器,徹底改變了早期電機笨重又不可靠的缺陷。隨后,公司繼續推出一系列更小、更經濟、更可靠、功能更強大的變頻器,比如1986年的Mentor I,這是當時首款完全由微處理器控制的變頻器。新型變頻器在功率、靈活性和控制能力上都大為改善,也改變了工業自動領域電機的性能?,F在,驅動器已經非常普及,無論多么復雜的任務,現在幾乎都可以依靠它們來完成。
現代驅動器具有先進的計算和通信能力,可以完全集成到使用人工智能的復雜自動生產系統中。將人工智能算法用于實時分析數據、做出預測和行動決策中,能使機器更為獨立地運行,也更容易適應不斷變化的情況。這有助于優化生產流程,提升質量控制水平并降低成本。人工智能在工業生產中占據著越來越重要的位置,將自動化提升到全新的水平。有一些專家甚至認為,未來人工智能機器逃脫人類控制接管世界的擔憂并非無稽之談!
20世紀60年代的另一項重要發展則是將機器人應用在制造業?,F在的機器人能以較高的準確度高速完成任務,成為眾多自動化流程至關重要的組成部分。它們可以連續不斷地工作,提高生產效率和產能,在對人類具有危險的場景中發揮特殊的作用。而家用吸塵機器人的主人們深知它們也能完成枯燥乏味的日常工作!
05 變速驅動器賦能電動引擎
工業自動化前景如何?物聯網(IoT)一詞描述了由智能設備組成的網絡,配置著傳感器并具有生產能力的智能設備可以互相通訊。將人工智能和物聯網集成到工業自動化過程中,則意味著生產系統可以自行感知、分析和做出決策,驅動器將成為數字大腦和電動機實體肌肉之間至關重要的連接環節。
過去的250年間,從珍妮紡紗機到工業革命,我們走過了很長一段路。工業自動化能量之強大、涉及范圍之廣泛,已經影響到社會的方方面面,未來仍將繼續發揮影響。如今,人類能做到的事情幾乎都可以用機器代勞。但是,只有我們才能決定要如何使用這種力量,是讓我們和地球上的其他人過上更好的生活,還是完全相反?
(來源:尼得科CT官網)
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