В настоящее время цифровые технологии, автоматизация и роботизация все больше находят применение в предприятиях различного масштаба и с разными видами производств. В непрерывно изменяющейся структуре промышленного производства, во многом обусловленной конкуренцией на мировых и внутренних рынках, можно выделить несколько основных трендов развития промышленных предприятий:

- Сужение технологической специализации.

- Сокращение занимаемых площадей производством.

- Рост распределённости производства.

- Расширение номенклатуры одновременно производимой продукции.

- Уменьшение размеров партий выпускаемой продукции.

- Сокращение издержек и потерь за счет реализации принципов бережливого производства.

Принципы, используемые при построение современных предприятий, предполагают существенное сокращение потерь, возникающих при производстве, например, таких как: переналадка оборудования, отработка режимов после переналадки, простои, этапы подготовки к переходу на производство новой продукции, устранение брака, избытки в запасах, дополнительная транспортировка (например, к месту промежуточного хранения) и т.д.

Важным направлением развития современных производств является концепция быстрореагирующего производства, при которой используются методы и принципы бережливого производства, но при этом, за счет ориентированности на сокращение времени удовлетворения рыночного запроса, удаётся выявлять основные непроизводственные потери и фокусироваться на их сокращении. При реализации принципов бережливого производства длительность временного интервала с момента размещения заказа на производстве до момента поставки продукции клиенту может быть сокращено на 50% и более, что неизбежно приводит также и к сокращению общих затрат при реализации проектов. Концепции бережливого и быстрореагирующего производства позволяют существенно повысить конкурентоспособность и производственный потенциал предприятий различного масштаба от небольших до относительно крупных. Таким образом для современных предприятий, на которых реализуется концепции быстрореагирующего и бережливого производства необходимо создавать производственные системы, позволяющие в кратчайшие сроки и с минимальными затратами ресурсов обеспечивать переход на производство новой продукции. Для этого необходимо создание производственных систем, в которых минимизированы потери связанные с переналадкой оборудования и технологии производства.

Автоматизация производств — это процесс замены ручных работ на автоматические, полуавтоматические или механизированные системы производства. Одной из основных целей автоматизации производства является повышение эффективности производства. Бонусы от автоматизации разнообразны, но главные из них следующие:

1. Сокращение времени цикла производства: автоматизированные производства работают намного эффективнее, что позволяет сократить время производства.

2. Улучшение качества продукции: автоматизированные системы позволяют работать точнее и более равномерно, поэтому качество продукции становится более предсказуемым и высоким.

3. Снижение затрат на труд: автоматизация процессов производства способствует упрощению производственных операций и уменьшению количества сотрудников, что снижает трудозатраты.

4. Оптимизация производственных процессов: автоматизированные системы позволяют оптимизировать производственные процессы и повысить эффективность производства.

Одним из наиболее комплексным способом автоматизации современных производств является роботизация.

Кроме очевидных преимуществ роботизации, которые включают в себя, прежде всего: повышение производительности, качества, снижение эксплуатационных расходов, роботизация обеспечивает существенное повышение гибкости производства, во многом благодаря очень высокой степени готовности и оперативности переналадки, которая может производиться за счет изменения управляющих программ.

Промышленных роботов условно можно отнести к третьей промышленной революции также включающую в себя автоматизацию начала 1970-х. Следует отметить, что, улучшение механических компонентов производственной киберфизической системы (системы в которой осуществлена интеграция вычислительных ресурсов и физических процессов) позволит повысить уровень проникновения вычислительных систем в технологический процесс производства.

Указанные процессы в полной мере соответствуют концепции цифрового производства, которую условно принято относить к четвёртой промышленной революции, для которой характерно появление полностью цифровой производственной среды, основанной на взаимопроникновении информационных систем, технологий и промышленного оборудования, что как следствие, ведет к не только к широким возможностям расширения номенклатуры выпускаемых изделий, снижения себестоимости, но и влиянию на характер промышленного производства.

Современные виды автоматизации производства является главным фактором повышения эффективности и улучшения качества производства. Современные технологии и инновации позволяют добиваться новых результатов и значительно расширить возможности автоматизации производства.

Некоторые из современных направлений развития автоматизации производства:

1. Робототехника и автономные технологические транспортные средства. Использование интеллектуальных роботов и автономных транспортных средств позволит улучшить качество производства, повысить эффективность и сократить затраты на трудовые ресурсы.

2. Индустриальный интернет вещей (IIoT). Использование сети устройств, сенсоров и облачных сервисов позволит оптимизировать масштабы производства, повысить его гибкость и обеспечить бесперебойную работу всей системы.

3. Искусственный интеллект и машинное обучение. Использование алгоритмов машинного обучения и искусственного интеллекта позволит улучшить производственные процессы, оптимизировать затраты и улучшить качество решений, принимаемых управленческим персоналом.

4. Беспроводные технологии и связанные с ними технологии. Эти технологии уже широко используются в других отраслях, но активно находят свое применение и в производственных системах. Использование беспроводного подключения между машинами и системами позволит значительно улучшить производительность и сократить затраты.

5. Системы виртуальной и дополненной реальности. Эти системы используются для обучения персонала, повышения безопасности на рабочем месте, а также для сокращения времени на разработку и испытания продукции.

6. Аддитивные технологии. 3D-печать. Применение 3D-печати позволяет значительно сократить время на создание прототипов и деталей, а также снизить затраты на запасы. С помощью аддитивных технологий можно получать детали с сложной геометрией, изготовление которых традиционными способами формообразования либо чрезвычайно дорого, либо невозможно в принципе.

Также важно отметить одно из современных направлений автоматизации производств это использование ассистирующих и дополняющих систем таких как промышленные экзоскелеты. Но это тема для отдельной статьи.