Техника

Библиотека

наука

Современные технологии и производство

Детская энциклопедия
оглавление

Автоматизация и кибернетизация в век научно-технической революции

Бурное развитие науки и техники в середине XX в. по праву можно назвать научно-технической революцией. Одна из ее примет - комплексная автоматизация производства, охватывающая все новые и новые отрасли промышленности. Первый в нашей стране завод-автомат, о котором рассказывалось в предыдущей главе, был построен в 1949 г.; полностью автоматизированные предприятия строились и за рубежом. Их роль в техническом прогрессе не вызывает сомнения. И все же большого распространения такие предприятия не получили. И вот почему.

Представьте себе, что потребовалось изменить конструкцию поршней, выпускаемых автоматическим заводом, о котором говорилось выше. Завод придется остановить на довольно длительное время, чтобы переналадить станки. Или другой случай: отказал один из станков - останавливается вся линия. Снова потеря времени. А чтобы эти потери были меньше, приходится увеличивать число обслуживающих наладчиков. Ведь основной показатель эффективности автоматизации - резкий рост производительности труда наряду с улучшением условий труда. Многие автоматические линии прошлых лет не давали большого выигрыша в производительности, особенно если учесть, что проектирование и сооружение таких линий обходилось слишком дорого. Они были не очень надежны и, кроме того, не позволяли оперативно вмешиваться в технологию производства.

Но это не всё. Автоматизация целесообразна тогда и только там, где предприятие и народное хозяйство в целом получают от автоматизации реальную экономическую выгоду. Это значит, что затраты труда на производство одного изделия, стоимость этого изделия должны непрерывно уменьшаться. Предположим, в цехе работало 100 станков и их обслуживали 100 рабочих. Благодаря автоматизации удалось высвободить 50 работающих, и теперь один рабочий обслуживает 2 станка. Экономия труда, или фонда заработной платы, составила 50%. Но вот конструкторам автоматических устройств удалось весь станочный парк цеха разбить на отдельные линии по 10 станков, и каждую линию обслуживает один рабочий. В цехе теперь работают 10 человек, а это дает еще 40% экономии первоначального фонда зарплаты. Идти дальше? Стоит объединить в поточные линии не 10, а 20 станков, и в цехе останется всего 5 рабочих-наладчиков! Заманчиво! Правда, предстоят новые расходы на проектирование и изготовление более сложных автоматических устройств, на перестройку цеха и т. д. А велик ли выигрыш? Оказывается, не очень: если при переходе к обслуживанию одним рабочим 2 станков была сэкономлена половина первоначального фонда заработной платы, то переход от 10 к 20 сберегает лишь 5 %. И какой ценой? Ведь приходится решать множество инженерных задач, приобретать новое оборудование и т. д.

Тупик? Да, если автоматизировать производство на основе старой, пусть испытанной технологии, на том же уровне производительности машин, как и в неавтоматизированном производстве. Поэтому автоматизация будет выгодна лишь тогда, когда, во-первых, будет обеспечена исключительно высокая производительность машин и оборудования. Повышение производительности машин на основе прогрессивной технологии - важнейшее условие эффективности автоматизации. В машиностроении, например, прогрессивная технология связана с новыми способами обработки деталей лазерами, плазмой, ультразвуком, электронным лучом, а также с прецизионным литьем и другими методами получения точных заготовок (см. статьи "Новые методы обработки" и "Металл и форма"),

И второе - желанная цель будет достигнута лишь в том случае, когда управление станками, машинами, цехами и всем производством в целом будет построено не на механическом, а на кибернетическом принципе. Что это означает?

Кибернетика - наука об управлении, она изучает общие" свойства и законы, присущие различным системам управления. А так как в автоматизированном производстве задача управления является важнейшей, кибернетика стала теоретической основой автоматизации производства. Вторжение кибернетики в практическую деятельность человека было подготовлено всем ходом научно-технического прогресса и в последние десятилетия явилось закономерным его этапом.

Вспомним, как работал полностью автоматизированный завод по изготовлению поршней. Объектами управления на нем были 4 производственных участка - плавильный, термический, механический и участок автоматической сортировки и упаковки. Управление производилось с диспетчерского пункта, оборудованного средствами сигнализации, контроля, учета и т. д., которые позволяли следить за работой всего предприятия. Анализируя полученную информацию, оператор принимал решение, вмешивался в ход технологического процесса, обеспечивал нормальную работу всех участков. Результат в значительной мере зависел от его опыта, способности быстро анализировать сложившуюся ситуацию.

Кибернетическая управляющая система работает качественно иначе. Здесь тоже от объекта управления, например от автоматической линии, в управляющее устройство постоянно поступает информация, характеризующая управляемый объект, ход технологического процесса, внешние условия и т. д. И вся эта информация, носителями которой могут быть электрические, световые, звуковые и другие сигналы, в управляющем устройстве накапливается, хранится и перерабатывается. Для чего? Чтобы само управляющее устройство (не человек) в течение всего рабочего цикла, всего процесса анализировало, оценивало, принимало решение и отдавало команды исполнительным механизмам, обеспечивая тем самым наивыгоднейший режим работы управляемого объекта. Конечно, с такой работой могли справиться только ЭВМ, и именно они стали сердцем кибернетических управляющих систем.

Кибернетике и вычислительной технике в нашей энциклопедии посвящены специальные статьи (см. т. 2 ДЭ, статьи "Электронные вычислительные машины" и "Что такое кибернетика"), и мы не будем здесь останавливаться на том, как ЭВМ перерабатывает информацию и принимает решение. Заметим лишь, что электронная вычислительная машина не сразу "научилась" управлять производством. На первом этапе специалисты делали с ее помощью лишь вспомогательные расчеты, исследовали и моделировали отдельные элементы систем автоматического управления. На следующем этапе удалось связать ЭВМ непосредственно с управляемым объектом, и она сама обрабатывала информацию о ходе производственного процесса, производя простейшие вычисления, но не вмешиваясь, однако, в процесс управления, который по-прежнему осуществлялся оператором. Позднее обязанности ЭВМ еще более усложнились: она стала постоянно следить за ходом технологического процесса и вырабатывать руководящие указания, давать "советы" оператору, как ему целесообразнее поступить дальше. Наконец, наивысший, кибернетический, этап применения вычислительной техники связан с созданием управляющих машин, когда машина без вмешательства человека решает все задачи управления объектом, обеспечивая наиболее эффективный режим его работы.



Авиация и космонавтика, вооружения, hi-tech, открытия, концепции и изобретения...

Наука, техника, изобретения © 2009-