Геннадий Кочетков - Могущество и бессилие компьютера

Это описание новых методов обслуживания потребителя воспринимается пока как нереальное, но для претворения их в жизнь уже существуют все принципиальные технические решения. К тому же отдельные упоминаемые системы, такие, как автоматизированные системы проектирования, управления производством, роботы, сети персональных компьютеров и другие, получили уже достаточно широкое распространение. Дело за объединением всех этих систем в комплекс.

Попытки создать комплексное автоматизированное производство уже предпринимаются в разных странах. В последние годы наибольшие усилия в этой области затрачиваются американской промышленностью. Конкуренция на мировых рынках и внутри страны заставляет ведущие фирмы внедрять в производство гибкую автоматизацию.

По оценкам министерства торговли США, из 330 млрд дол. капиталовложений в 1984 г. бо́льшая часть была затрачена создание производств с широким использованием компьютерных средств, робототехники.

Первые шаги к автоматизированной фабрике были сделаны в начале 50‑х годов, когда в Массачусетском технологическом институте (США) была разработана технология цифрового программного управления металлообрабатывающими станками. Работа финансировалась министерством военно-воздушных сил США. Это же министерство совместно с Национальным агентством по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) взяло под свою опеку большинство разработок в этой области. Таким образом, первоначально автоматические системы нашли свое применение главным образом в аэрокосмических фирмах при проектировании и производстве двигателей, сложных корпусных узлов.

В тот же период две крупнейшие промышленные фирмы США — автомобильная «Дженерал моторс» и электронная «ИБМ» — совместно спроектировали применение ЭВМ для разработки чертежей изделий. Этим было положено начало процессу автоматизации проектирования и подготовки производства.

По оценкам специалистов, автоматизированные системы производства обладают таким потенциалом воздействия на производительность и эффективность, как ни одно другое изобретение со времен внедрения электричества.

Значительный выигрыш в производительности достигается прежде всего за счет того, что автоматизация на базе ЭВМ дает возможность полностью контролировать весь процесс от разработки изделий до их передачи в серийное производство. Системы автоматизированного конструирования позволяют с помощью специальных программ создавать на экранах компьютеров двух‑ и трехмерные изображения деталей, узлов и целых изделий. При этом система может в автоматическом режиме производить с ними такие трудоемкие операции, как изменение масштаба, построение изометрических проекций и их различные вращения. Программы автоматически выверяют все возможные проекции и выдают рабочие чертежи изделия, на которых также автоматически проставляются необходимые допуски, посадки, уклоны и т. п. Все это позволяет, по оценкам фирмы «Дженерал моторс», в 3—6 раз ускорить разработку новинок и получить в итоге проект, который потребует минимальных доработок в ходе изготовления.

Вычислительная техника открывает перед конструкторами многие дополнительные возможности. Так, она позволяет уже на стадии конструирования получить, скажем, картину распределения нагрузок, возникающих в материалах в процессе эксплуатации. Этап проектирования новой продукции сокращается при этом до минимума.

И тем не менее, несмотря на значительные выгоды от применения автоматизированных систем проектирования и управления производством, в целом мировая промышленность пока еще только приступает к их освоению. По оценкам Общества производственных инженеров США, к 1990 г. только 25% промышленных фирм этой страны будут иметь системы для разработки образцов новой продукции и инженерной подготовки производства и только около 50% ручного и механического черчения на этих фирмах будет передано на ЭВМ.

Это обусловлено сложностью автоматизации интеллектуального труда, поскольку сама структура творческой деятельности и условия ее эффективного осуществления во многом остаются еще неясными. Из общего объема инженерно-конструкторских задач только незначительная их часть может быть передана компьютерам.

Центральным звеном «фабрики будущего» являются роботизированные комплексы станков, машин, оборудования, как новая более высокая ступень автоматизации. В 1961 г. в США появилась небольшая фирма «Юнимейшн», приступившая к выпуску нового вида промышленного оборудования, которое позднее получило название «робот» [5] Сама компания предпочитала называть свою продукцию промышленными манипуляторами. Она опасалась, что аналогия с роботами, действующими в фантастических романах, может вызвать слишком негативную реакцию в рабочей среде. . Первый промышленный робот был установлен на заводах «Дженерал моторс» в 1962 г. Но их дальнейшее внедрение шло медленно. К 1978 г., по данным американского института роботов, только 25 фирм страны отважились установить новое оборудование, было организовано всего 10 фирм-производителей и 3 научно-исследовательские организации, работающие в области роботизации.

Положение меняется с появлением в конце 70‑х годов во многих капиталистических странах серьезных проблем в области производительности труда. Интерес к роботам увеличивается.

Современный промышленный робот мало похож на человекоподобные создания, населяющие страницы научно-фантастических романов. Американский институт роботов определяет его как «программируемый многофункциональный манипулятор, созданный для перемещения материалов, деталей, инструментов и специальных приборов с помощью изменяющихся программируемых движений». Как правило, робот обладает одной «рукой», на которой имеется несколько «пальцев». Степень свободы такой «руки» ограничена конструктивными особенностями механизма. Возможность изменять характер ее движений без каких-либо существенных перестроек составляет сущность программируемости. Семейство роботов весьма многочисленно. Они различаются не только своей конструкцией, но и принципами задания рабочей программы. Выделяют несколько типов роботов — от простейших, в которых программа задается электромеханическим путем, до так называемых «интеллигентных», в которых для управления используются программы «искусственного интеллекта». Современные «интеллигентные» роботы наделены специальными «органами чувств», позволяющими контролировать движения рабочих органов, включая бинокулярное цветное зрение.

Робот несет в себе одновременно черты и машины и оператора, который управляет ею. Как и машина, робот с высокой точностью повторяет любое заданное программой движение в течение длительного времени. С оператором его сближает возможность переключения, переналадки на выполнение новых задач путем повторения перемещений, задаваемых оператором, возможность расширять диапазон действий. Поэтому робототехника представляет собой новую, более высокую ступень автоматизации — использование машин для выполнения повторяющихся, стандартных видов работ, которые предписаны программой, а не выбраны самим роботом.