АННОТАЦИЯ 3
Введение 3
1 Теоретические основы автоматизации производственных процессов 9
1.1 Понятие и сущность автоматизации в промышленности 9
1.2 Классификация и виды автоматизированных систем 14
1.3 Преимущества и недостатки автоматизации производства 19
1.4 Современные тенденции развития автоматизации 24
2 Пути совершенствования автоматизации производства 30
2.1 Перспективные технологии автоматизации 30
2.2 Влияние автоматизации на производительность и экономическую эффективность 36
2.3 Практические рекомендации по внедрению новых решений 42
3 Анализ производственных процессов на АО "Физтех-Энерго" 50
3.1 Организация деятельности АО "Физтех-Энерго" 50
3.2 Анализ производственной системы АО "Физтех-Энерго" и возможности совершенствования 51
3.3 Выявленные проблемы и разработка рекомендаций по их устранению 54
Заключение 56
Список использованных источников и литературы 58
Современное производство переживает глубокую и многоплановую трансформацию, обусловленную стремительным развитием цифровых, информационных и инженерных технологий. Важную роль в этих изменениях играет повсеместное распространение концепций Индустрии 4.0, включающей в себя элементы интернета вещей (IoT), больших данных (Big Data), киберфизических систем, искусственного интеллекта и машинного обучения. Эти технологии кардинально меняют подход к организации производственного процесса, повышая его гибкость, адаптивность, прозрачность и управляемость. Одновременно усиливается конкуренция как на национальном, так и на международном уровне: предприятия вынуждены бороться не только за рынки сбыта, но и за ресурсы, инновации и кадры. На фоне роста требований к качеству продукции, скорости выполнения заказов и способности к индивидуализации массового производства, традиционные модели функционирования промышленности теряют эффективность.
В этих условиях всё большее число предприятий осознаёт необходимость внедрения автоматизации как ключевого стратегического инструмента повышения своей конкурентоспособности, экономической устойчивости и технологической независимости. Автоматизация даёт возможность пересмотреть и оптимизировать структуру производственных процессов, минимизировать потери, связанные с простоем оборудования, браком, неэффективной логистикой и нерациональным использованием материалов. Внедрение автоматизированных систем управления, датчиков мониторинга, роботов и программных комплексов позволяет ускорить выпуск продукции, обеспечить её стабильное и предсказуемое качество, а также снизить долю операций, подверженных ошибкам из-за человеческого фактора.
Кроме того, автоматизация позволяет компаниям быстро реагировать на изменения во внешней среде, такие как колебания спроса, нехватка кадров, рост цен на сырьё или ужесточение требований к экологичности и энергоэффективности. В условиях динамичного рынка и конкуренции технологий способность быстро перестраивать производство, расширять или диверсифицировать ассортимент продукции становится ключевым фактором успеха бизнеса. Автоматизированные системы становятся не просто инструментами, а полноценными участниками процесса устойчивого развития компаний.
Сегодня автоматизация — это не просто улучшение отдельных процессов на производстве, а трансформация всей системы работы промышленного предприятия. Это переход к более гибкой, стабильной и интеллектуальной модели производства, где ключевую роль играют не только машины, но и интеграция технологий, данных и компетенций.
Внедрение автоматизации на предприятиях охватывает множество аспектов — от автоматизации отдельных операций до полной цифровизации всего производственного процесса. При этом автоматизация рассматривается не только как способ увеличения производительности, но и как инструмент стратегического управления, направленный на долгосрочное развитие предприятия.
Организации, которые внедряют автоматизированные системы, получают возможность оперативно анализировать и обрабатывать большие объёмы данных, отслеживать эффективность оборудования в режиме реального времени, а также моделировать производственные процессы до их реализации. Такой подход позволяет не только минимизировать риски, но и прогнозировать возможные проблемы, быстро реагировать на нестандартные ситуации и в целом повысить надёжность и прозрачность производственной деятельности.
Автоматизация оказывает влияние не только на технологические процессы, но и на социальную структуру предприятия. Традиционная модель организации труда, предполагающая массовое участие человека в операционном производстве, уступает модели, в которой основная роль отводится специалистам по программированию, наладке, обслуживанию и сопровождению автоматизированных комплексов. Это требует пересмотра подходов к подготовке кадров, повышения уровня квалификации персонала и внедрения принципов непрерывного обучения. Снижение доли ручного труда и повышение интеллектуальной составляющей работы также позитивно сказывается на снижении производственного травматизма, улучшении условий труда и формировании современной производственной культуры.
Примером предприятия, в рамках которого можно наблюдать реализацию принципов автоматизации на практике, является акционерное общество «Физтех -Энерго». Предприятие располагается в Томской области и известно под торговой маркой Diora — производителя современной светотехнической продукции, в том числе энергоэффективных светодиодных систем освещения. За время своей деятельности компания зарекомендовала себя не только как стабильный поставщик светотехнического оборудования, но и как инновационный научно-технический центр с современными инженерными решениями. Одним из ключевых векторов развития компании является внедрение технологических новшеств в производственные процессы, включая элементы автоматизации.
Хотя компания не является полностью автоматизированным предприятием, она демонстрирует устойчивый прогресс в области технологических аспектов, включая внедрение новых информационных решений, оптимизацию логистических процессов и внутреннего контроля качества. Автоматизация рассматривается как инструмент для повышения эффективности, снижения затрат, улучшения условий труда и соответствия современным рыночным требованиям.
Таким образом, опыт АО «Физтех-Энерго» может быть использован в данной работе как пример поэтапного внедрения автоматизации в условиях предприятия среднего масштаба, с учетом имеющихся ресурсов, кадрового потенциала и особенностей производственного цикла.
Кроме того, наблюдение за внедрением автоматизированных решений в реальных условиях позволяет не только подтвердить теоретические положения, изложенные в научной литературе, но и критически осмыслить сложности, с которыми сталкиваются предприятия в процессе трансформации: от необходимости переподготовки персонала до адаптации существующей инфраструктуры к требованиям новых технологий. Это делает рассмотрение автоматизации на конкретном производственном примере особенно ценным и прикладным в рамках исследования.
Актуальность темы автоматизации производственных процессов обусловлена совокупностью технологических, экономических и социальных факторов, оказывающих влияние на современное промышленное производство. В условиях глобализации, нестабильной экономической среды, роста конкуренции и стремительного технологического прогресса предприятиям необходимо не просто сохранять эффективность, но и быстро адаптироваться к внешним вызовам. Всё это требует гибкости, надёжности и высокой степени управляемости производственных систем, которую традиционные формы организации труда и управления обеспечить уже не в состоянии.
На первый план выходит способность производства работать с минимальными издержками, обеспечивать стабильное качество продукции, быть энергоэффективным, безопасным и технологически современным. Автоматизация является важнейшим средством достижения этих целей, так как позволяет переосмыслить принципы построения производственного процесса, интегрируя в него системы реального времени, удалённого мониторинга, самодиагностики, точного учёта и анализа. Предприятия, не внедряющие автоматизацию своевременно, рискуют потерять свою рыночную позицию, столкнуться с ростом себестоимости и снижением конкурентоспособности.
Отдельного внимания заслуживает и социальный аспект автоматизации. Трансформация структуры занятости, необходимость переподготовки кадров, изменение характера трудовой деятельности требуют системного и гуманного подхода к внедрению новых технологий. Грамотная реализация автоматизации не только не ведёт к массовой безработице, но и создаёт новые формы занятости, стимулирует рост квалификации персонала и способствует развитию инженерной культуры на производстве.
Таким образом, исследование процессов автоматизации является не только научно значимым, но и практически важным. Оно позволяет не просто осмыслить современное состояние промышленности, но и предложить конкретные решения, способствующие переходу к более эффективной, устойчивой и инновационной модели организации производственного процесса.
Целью настоящей дипломной работы является комплексное исследование теоретических и прикладных аспектов автоматизации производственных процессов в условиях современной промышленности, а также разработка практических рекомендаций по повышению эффективности её внедрения на конкретном предприятии — акционерном обществе «Физтех-Энерго». Актуальность выбранного направления обусловлена не только глобальными тенденциями технологического обновления производств, но и объективной необходимостью повышения экономической устойчивости,
производительности и адаптивности предприятий к быстро меняющимся условиям рынка. В современном мире автоматизация перестала быть прерогативой исключительно крупных корпораций: всё чаще она рассматривается как обязательный элемент конкурентоспособности даже на уровне средних и малых предприятий. Благодаря внедрению автоматизированных решений удаётся оптимизировать ресурсоёмкие процессы, повысить точность выполнения операций, минимизировать влияние человеческого фактора и обеспечить стабильное качество продукции.
В условиях цифровизации производства и перехода к так называемой «Индустрии 4.0» автоматизация приобретает всё более системный характер, выходя за рамки простой замены ручного труда машинами. Она включает в себя использование интеллектуальных систем управления, интеграцию оборудования в единую информационную сеть, применение технологий интернета вещей (IoT), анализа больших данных и других цифровых инструментов, способствующих принятию более обоснованных управленческих решений. Таким образом, цель данной работы выходит за рамки формального изучения автоматизации как технологического приёма: она направлена на всестороннее понимание её сущности, функций, последствий и условий эффективного внедрения, а также на формирование практических рекомендаций, способных принести реальную пользу конкретному производственному предприятию.
Для реализации поставленной цели в процессе выполнения дипломной работы решается ряд взаимосвязанных исследовательских и прикладных задач, направленных на поэтапное изучение как теоретических, так и практических аспектов автоматизации. Прежде всего, необходимо рассмотреть понятие автоматизации в контексте современной промышленной деятельности, выявить её сущностные характеристики, цели и ключевые принципы. Существенную роль в исследовании играет анализ существующих классификаций автоматизированных систем, позволяющих структурировать подходы к их внедрению в зависимости от уровня автоматизации, сложности технологических процессов и степени интеграции с другими элементами производственной среды. Исследование направлено на то, чтобы определить, какие преимущества и возможные проблемы могут возникнуть при автоматизации, как с технической и организационной точек зрения, так и с экономической и социальной.
В рамках этой работы не только изучаются теоретические аспекты, но и проводится анализ современных тенденций в области автоматизации. Среди них: цифровизация, гибкие производственные системы, внедрение промышленных роботов, модульных и адаптивных решений. Эти тенденции играют ключевую роль в оценке актуальности различных подходов и формировании практических рекомендаций по внедрению новых технологий. Исследование также направлено на то, чтобы оценить влияние автоматизации на производственные и экономические показатели предприятия. В частности, речь идёт об уровне производительности, себестоимости продукции, эффективности использования ресурсов и организации труда.
Объектом исследования выступают производственные процессы, реализуемые на промышленных предприятиях в условиях технологических преобразований. В качестве предмета исследования рассматриваются организационно-технические и экономические аспекты автоматизации, включая методологию её внедрения, выбор технических решений, управление изменениями и оценку результатов. Особое внимание уделяется анализу состояния автоматизации на конкретном предприятии — АО «Физтех-Энерго», с целью выработки практических рекомендаций, учитывающих его специфику, структуру производства и имеющиеся ресурсы.
Структура дипломной работы выстроена в соответствии с логикой исследования: от изучения общетеоретических основ и актуальных тенденций до анализа конкретного предприятия, и формулирования практических рекомендаций. Такой подход позволяет не только всесторонне рассмотреть тему автоматизации производственных процессов, но и обеспечить практическую применимость полученных результатов. В первой части работы рассматриваются теоретические аспекты автоматизации в промышленности. Здесь даётся определение понятия автоматизации, раскрывается её сущность как системного процесса преобразования производства, а также проводится классификация существующих автоматизированных систем. Также внимание уделяется преимуществам и недостаткам автоматизации, включая технические, экономические и социальные последствия её внедрения. Завершает теоретическую часть анализ современных тенденций, определяющих вектор развития автоматизированных производств в условиях цифровизации экономики.
Во второй части диплома рассмотрены перспективные направления совершенствования автоматизации с позиции внедрения новых технологий. На основе анализа научной и практической литературы исследуется влияние автоматизации на ключевые показатели деятельности предприятий, такие как производительность труда, качество продукции и экономическая эффективность. В рамках данной части работы также формулируются практические рекомендации по внедрению и адаптации автоматизированных решений в производственную среду, с учётом возможных ограничений, рисков и факторов успеха.
Заключительная часть исследования посвящена анализу производственной системы АО «Физтех-Энерго». В ней рассматриваются структура и особенности деятельности предприятия, оценивается текущее состояние автоматизации, выявляются проблемные зоны, сдерживающие технологическое развитие, и предлагаются конкретные направления по их устранению. На основе проведённого анализа делаются обобщения, позволяющие не только оценить эффективность уже реализованных мер, но и определить вектор дальнейшего развития предприятия в направлении повышения уровня автоматизации. Таким образом, работа сочетает в себе научную проработку темы и прикладную направленность, ориентированную на решение актуальных задач реального производственного предприятия.
В ходе выполнения дипломной работы была достигнута поставленная цель — всестороннее исследование процессов автоматизации производственных операций и разработка практических рекомендаций по их совершенствованию на примере предприятия АО «Физтех-Энерго». В рамках исследования были решены основные задачи: проанализированы понятие, сущность и классификация автоматизации в
промышленности; определены преимущества и недостатки внедрения
автоматизированных систем; рассмотрены современные тенденции и технологии, влияющие на развитие автоматизации; а также выполнено прикладное исследование текущего состояния автоматизации на конкретном производственном предприятии с последующей разработкой предложений по его оптимизации.
На теоретическом этапе работы было подробно рассмотрено, что представляет собой автоматизация как системный процесс преобразования промышленного производства. Были выделены ключевые виды автоматизированных систем (АСУТП, MES, ERP и др.), проанализированы уровни и структуры автоматизации, а также определена роль человека в управлении автоматизированными комплексами. Кроме того, особое внимание было уделено современным тенденциям развития автоматизации в контексте перехода к Индустрии 4.0: широкому внедрению киберфизических систем, интернета вещей, систем искусственного интеллекта и машинного обучения. Установлено, что автоматизация сегодня перестаёт быть просто способом механизации отдельных операций — она превращается в стратегический инструмент управления производством, обеспечивающий его гибкость, энергоэффективность и устойчивость в условиях меняющейся рыночной среды.
Практическая часть исследования была посвящена анализу текущего состояния производственных процессов на предприятии АО «Физтех-Энерго», известного как производитель современной светотехнической продукции под торговой маркой Diora. В рамках анализа была рассмотрена организационная структура компании, особенности её технологических процессов, а также уровень внедрения автоматизированных решений. Установлено, что на предприятии уже реализован ряд мер по оптимизации производства, включая применение отдельных элементов автоматизации, цифровизацию контроля качества и логистики. Тем не менее, выявлен целый ряд проблемных зон, препятствующих полному переходу к более высокому уровню автоматизации: это отсутствие интеграции между отдельными автоматизированными участками, необходимость обновления оборудования, а также потребность в повышении квалификации персонала.
Результаты анализа позволили сделать вывод о том, что автоматизация оказывает комплексное положительное влияние на производственную и экономическую деятельность предприятия. Повышается производительность труда, сокращаются затраты на ресурсы, снижается количество брака, улучшается точность и стабильность операций. Вместе с тем были отмечены и риски, связанные с высокими капитальными затратами, сложностью интеграции новых решений в действующую инфраструктуру, а также необходимостью учета социального аспекта изменений в структуре занятости. Успешность автоматизации, таким образом, требует системного подхода: от
предварительной оптимизации процессов до внедрения программных платформ и интеллектуальных систем анализа данных.
Таким образом, в рамках дипломной работы была достигнута поставленная цель: теоретически обоснованы и практически проанализированы ключевые аспекты автоматизации производственных процессов, выявлены проблемы и предложены пути их устранения. Автоматизация сегодня выступает не только как технологическая необходимость, но и как важнейший стратегический фактор повышения конкурентоспособности предприятия. Практическая значимость исследования заключается в том, что разработанные рекомендации могут быть применены в реальных условиях на предприятии АО «Физтех-Энерго», а также адаптированы для других производственных компаний аналогичного масштаба.
Результаты работы подтверждают, что грамотное внедрение автоматизации позволяет предприятиям не только повысить производственные показатели, но и выстроить устойчивую модель управления, способную адаптироваться к вызовам быстро меняющейся внешней среды. В условиях перехода к цифровой экономике и Индустрии 4.0 такие преобразования становятся неотъемлемым условием успешного развития любой производственной организации.
1. ГОСТ 23004-78. Механизация и автоматизация технологических процессов в машиностроении и приборостроении. Основные термины, определения и обозначения.
— URL: https://dnaop.com/html/75986/doc-rOCT_23004-78 (дата обращения: 16.04.2025).
2. ГОСТ Р 59853—2021. Информационные технологии. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения.
— Введ. 2022-01-01. — М.: Росстандарт, 2021. — 24 с. — URL:
https://rosgosts.ru/file/gost/01/040/gost r 59853-2021.pdf (дата обращения: 12.03.2025).
3. ГОСТ Р 71765-2024. Автоматизированные системы управления
технологическими процессами. Общие требования. — URL:
https://docs.cntd.ru/document/1310068367 (дата обращения: 20.04.2025).
4. ГОСТ Р ИСО 18828-4-2020. Системы промышленной автоматизации и интеграция. Ч. 4: Ключевые показатели эффективности процессов планирования. — URL: https://docs.cntd.ru/document/566320587 (дата обращения: 24.04.2025).
5. Автоматизация производства и процессов на предприятии // Экспоцентр. —
URL: https://www.expocentr.ru/ru/articles-of-exhibitions/2016/avtomatizaciya-proizvodstva/
(дата обращения: 14.03.2025).
6. Автоматизация производства: как сделать промышленность эффективнее? //
Экспоцентр. — 2016. — URL: https://www.expocentr.ru/ru/articles-of-
exhibitions/2016/avtomatizaciya-proizvodstva/ (дата обращения: 12.05.2025).
7. Автоматизация производства: что это такое в промышленности и как её внедрить // Calltouch. — URL: https://www.calltouch.ru/blog/avtomatizacziya-proizvodstva- chto-eto-takoe-v-promyshlennosti-i-kak-ee-vnedrit/ (дата обращения: 12.03.2025).
8. Автоматизация производственных процессов // Bercut. — URL:
https://bercut.com/blog/technologies/avtomatizatsiya-proizvodstvennykh-protsessov/ (дата
обращения: 02.04.2025).
9. Автоматизация производственных процессов // Интервесп. — URL: https://intervespco.ru/avtomatizatsiya (дата обращения: 25.03.2025).
10. Автоматизация производственных процессов: какая бывает и где
применяется // iTrack. — URL: https://itrack.ru/company/blog/article/avtomatizatsiya- proizvodstvennykh-protsessov-kakaya-byvaet-i-gde-primenyaetsya/ (дата обращения:
17.03.2025).
11. Автоматизация производственных процессов: технологии и практика // Bercut. — URL: https://bercut.com/blog/technologies/avtomatizatsiya-proizvodstvennykh- protsessov/ (дата обращения: 15.05.2025).
12. Автоматизированные информационные системы — учебник // Томский
промышленно-гуманитарный техникум. — URL:
https://tpt.tom.ru/sved/umk/obscheobraz/uchebnik/ais.htm (дата обращения: 15.05.2025).
13. Бойко Н. А. Классификация автоматизированных систем управления в
условиях цифровизации // Научный лидер. — 2024. — №8 (150). — URL:
https://scilead.ru/article/5296-klassifikatsiya-avtomatizirovannikh-sistem-up (дата обращения: 15.05.2025).
14. Бычков А. А. Автоматизация производственных процессов // Исследования и разработки в области машиностроения, энергетики и управления: материалы ХХ междунар. науч.-техн. конф. студентов. — Гомель: ГГТУ им. П. О. Сухого, 2020. — С. 226-229. — URL: https://elib.gstu.by/handle/220612/23552 (дата обращения: 28.04.2025).
15. Иванов П. В., Сидоров А. Н. Инновационные методы автоматизации производственных процессов // Вестник машиностроения. — 2021. — №3. — С. 15-22. — URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=41132323 (дата обращения: 18.05.2025).
..54