Tout au long de l'histoire de l'automatisation, l'émergence de nouvelles techniques, de nouveaux procédés et de nouvelles machines a finalement façonné la place de l'automatisation dans notre société. L'évolution de l'automatisation au quotidien a principalement visé à améliorer l'efficacité, la productivité, la sécurité et le confort. Dans cet article, nous retracerons l'histoire de l'automatisation industrielle afin de mieux comprendre comment les différentes étapes de son évolution ont conduit aux technologies que nous utilisons aujourd'hui.
Histoire de l'automatisation dans la fabrication
Depuis toujours, particuliers et entrepreneurs ont cherché à améliorer l'efficacité de leurs tâches quotidiennes. Autrefois, nos ancêtres effectuaient la plupart de leurs tâches manuellement, à l'aide de machines simples, de poulies, de leviers, d'outils manuels et parfois d'animaux de trait. Du point de vue de la fabrication, les processus de production sont généralement classés comme suit :
- Entièrement manuel
- Semi-automatisé
- Entièrement automatisé
En réduisant l'intervention humaine nécessaire à l'exécution d'une tâche, l'automatisation rend les processus tels que la fabrication beaucoup plus efficaces. La chronologie de l'automatisation retrace les progrès technologiques au fil de son évolution.
1er siècle avant J.-C. : Roues à eau
La véritable date d'origine des roues hydrauliques est difficile à confirmer. Cependant, leur utilisation s'est répandue chez les Grecs et les Romains pour moudre le grain en farine vers le Ier siècle avant J.-C. D'autres machines plus simples, bien plus anciennes, nécessitaient encore une intervention humaine ou animale importante pour fonctionner. L'utilisation de l'eau des moulins à eau pour actionner un processus mécanique peut être considérée comme le début de la « semi-automatisation » et les prémices de l'évolution de l'automatisation.
Les premières roues hydrauliques
IXe siècle : Progrès des machines de moulin
Les moulins à eau et les moulins à vent sont des machines utilisant l'énergie renouvelable pour actionner un processus mécanique. La première conception connue d'un moulin à vent à usage pratique remonte aux VIIe- IXe siècles et a été réalisée par les Perses. Ces moulins servaient également à moudre le grain, puis ont été développés pour de nombreux autres processus mécaniques.
Bien que les moulins à eau puissent offrir une puissance supérieure pour leur taille, les moulins à vent étaient utilisables dans les régions dépourvues d'eau courante. Ces deux technologies ont continué à s'améliorer et ont été adoptées partout dans le monde pour réduire le travail manuel nécessaire dans :
- Broyeurs à marteaux
- Scieries
- Les usines de papier
- broyeurs de minerai
- Moulins à affûter les outils
Les premiers moulins à vent
XVIIe au XVIIIe siècle : Révolution industrielle
Née en Europe occidentale, la révolution industrielle du XVIIe siècle marqua un tournant majeur dans l'évolution de l'automatisation industrielle. À cette époque, l'invention des machines à vapeur, des moulins à vapeur et des moteurs à combustion interne avait largement remplacé les moulins à eau et à vent. En 1785, Oliver Evans mit également au point un moulin à farine automatique, premier procédé industriel entièrement automatisé de l'histoire, permettant une production continue sans intervention humaine.
Les premières usines de fabrication
En 1867, James Clerk Maxwell publia un article établissant les bases théoriques de la théorie du contrôle. Les usines industrialisées continuèrent d'être adoptées pour produire en masse des matériaux tels que le coton, le papier, le plastique, le verre et les métaux, en quantités bien plus importantes et avec une efficacité accrue. Avec la diffusion mondiale des technologies et des procédés de la révolution industrielle, l'économie, les transports, la santé et les médicaments connaissaient une croissance exponentielle.
Machines à vapeur pour locomotives
1900 aux années 1950 : Électrification et contrôleurs industriels
Dans les années 1920, l'automatisation industrielle s'est rapidement développée, les usines ayant adopté la logique des relais et s'étant électrifiées (alimentation électrique). L'essor des centrales électriques, combiné à l'exploitation de nouvelles chaudières à haute pression, de sous-stations électriques et de turbines à vapeur, a entraîné une demande croissante d'instruments et de commandes.
Distribution d'énergie électrique
Les usines ont commencé à adopter les moteurs électriques, et de moins en moins d'installations ont conservé les transmissions par arbre et courroies de première ligne utilisant des moteurs à vapeur. Durant cette transition, les usines ont enregistré une augmentation de leur production d'environ 30 %. Cela s'explique par le fait que les moteurs électriques étaient bien plus efficaces que les moteurs à vapeur, nécessitaient moins d'entretien et ne subissaient pas les pertes par frottement élevées des arbres et courroies de première ligne.
Les premiers moteurs électriques
Des voyants de couleur provenant des salles de contrôle étaient nécessaires pour envoyer des signaux aux ouvriers afin qu'ils puissent effectuer des modifications manuelles, comme ouvrir ou fermer des vannes et activer ou désactiver des interrupteurs. Il s'agit d'un type de contrôle de processus appelé « marche-arrêt ». Dans les années 1930, les contrôleurs ont été introduits dans l'industrie pour permettre des modifications calculées en réponse aux perturbations par rapport au point de consigne. Les modules logiques numériques à semi-conducteurs pour automates programmables câblés ont été adoptés par les systèmes de contrôle industriel pour le contrôle et l'automatisation des processus en 1958. Comme les prédécesseurs des automates programmables (API) utilisés aujourd'hui, ils ont progressivement remplacé la plupart de nos besoins en logique de relais électromécanique.
Les premières stations de contrôle
20e au 21e siècle : Informatique et robotique
En 1971, l'invention des microprocesseurs a entraîné une forte baisse du prix du matériel informatique et permis l'essor rapide des commandes numériques dans l'industrie manufacturière. Les progrès constants de la technologie informatique, qui perdurent encore aujourd'hui, continuent de faire progresser l'automatisation industrielle. Grâce aux ordinateurs numériques, les usines de fabrication disposent désormais de contrôleurs capables d'exécuter des tâches plus complexes, plus rapidement et avec une efficacité accrue.
Introduction des ordinateurs
À mesure que la technologie progressait, l'automatisation des processus robotisés prenait de plus en plus d'importance dans les usines de fabrication. Victor Scheinman, pionnier américain de la robotique, inventa le « bras Stanford » en 1969. Conçu pour offrir une solution de bras articulé entièrement électrique à 6 axes, il ouvrit la voie aux robots pour réaliser des tâches plus complexes comme le soudage et l'assemblage. En 1973, l'Europe réalisait d'énormes progrès en robotique industrielle en commercialisant des robots grâce à ABB Robotics et KUKA Robotics.
Les robots des usines actuelles sont désormais utilisés pour la quasi-totalité des processus d'assemblage et de fabrication. Non seulement ils permettent aux humains d'éviter les environnements dangereux, mais ils contribuent également à réduire les coûts pour les entreprises et à maintenir leur compétitivité en améliorant l'efficacité énergétique, la productivité, la précision et l'exactitude, pour une meilleure qualité de production. Nous observons aujourd'hui l'évolution de l'automatisation robotisée des processus dans des domaines tels que :
- Fabrication du verre
- Usines de pâtes et papiers
- Transformation des aliments et des boissons
- Assemblage automobile
- Séparation du gaz naturel
- Production d'énergie électrique
- fabrication de produits électroniques
- Mise en conserve et en bouteille
La robotique dans les usines de fabrication
Évolution de la domotique
L'évolution de l'automatisation au quotidien est particulièrement perceptible lorsque nous en faisons l'expérience au quotidien à la maison. Avec l'essor de l'électrification au XIXe siècle, on estime que 70 % des foyers américains étaient électrifiés vers 1930. La distribution de l'électricité a permis aux particuliers d'alimenter les premiers appareils électroménagers, tels que :
- Chauffe-eau
- Sèche-linge
- Lave-vaisselle
- Réfrigérateurs
- Aspirateurs
- Machines à laver
- Machines à coudre
Chauffage de l'eau domestique
Bien que beaucoup de ces appareils électroménagers aient été au départ trop chers pour la plupart des ménages, leur introduction progressive sur le marché, combinée à l’amélioration des technologies, les a finalement rendus plus abordables.
Dans les années 1970, la forte baisse du prix du matériel informatique a entraîné une baisse significative du prix de l'électronique. Cela a facilité l'accès aux appareils électroménagers. Entre les années 1990 et 2000, Internet s'est considérablement développé, rendant les maisons connectées plus abordables, ce qui a entraîné une popularité croissante de la domotique. La domotique est désormais facilement intégrée aux maisons modernes grâce à des technologies intelligentes telles que l'éclairage automatique, la régulation CVC, les systèmes de sécurité, les systèmes de levage de téléviseur et les commandes de divertissement. Toutes ces technologies intelligentes sont désormais accessibles facilement via un smartphone grâce aux applications compatibles. Le télétravail devenant une pratique courante, nous avons également constaté une augmentation de la demande de bureaux debout électriques .
Maison intelligente - commandes d'éclairage et de divertissement
En résumé
L'automatisation du quotidien a évolué tout au long de l'histoire et continuera de progresser dans les générations futures. Grâce aux progrès technologiques, nous pouvons désormais nous attendre à ce que l'automatisation robotisée des processus ait un impact croissant sur notre secteur.
Nous espérons que vous avez trouvé ce document aussi instructif et intéressant que nous, surtout si vous vous intéressez à l'histoire de l'automatisation industrielle. Pour toute question ou pour discuter plus en détail de nos produits, n'hésitez pas à nous contacter ! Experts dans notre domaine, nous serons ravis de vous aider.
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