1.1. Этапы развития автоматизации

Современный уровень развития человечества делает непопулярным ручной труд. Выполнение монотонных ручных работ, не требующих от их исполнителя определенной квалификации, творческого подхода, становится не престижным. В связи с этим и с учетом особенностей демографии, машиностроение может оказаться невостребованным на рынке рабочей силы. Средством решения данной проблемы может стать автоматизация машиностроительного производства, когда основные тяжелые работы будут выполнять машины, а на долю человека придется интеллектуальная нагрузка - создавать такие машины и обеспечивать их эффективную жизнедеятельность.

Как отмечено в /I/, развитие автоматизации в машиностроении, неразрывно связанное с развитием станкостроения, происходит по спирали. Первый виток спирали, занявший двести лет, характеризовался автоматизацией рабочего цикла машины и организацией поточного производства. Основными его вехами были токарно-копировальный станок, созданный А.Н. Нартовым в 1712 г., первый автоматический завод, построенный в 1951 г. в Ульяновске и, наконец, станок с числовым программным управлением, который явился началом второго витка - эпохи оборудования с ЧПУ. За тридцать лет, которые соответствовали этому периоду, были созданы автоматические линии и многошпиндельные автоматы с ЧПУ. Развитие электроники позволило начать третий виток автоматизации машиностроительного производства, в котором доминирующим видом оборудования явились гибкие автоматизированные производства. Дальнейшее развитие автоматизации в машиностроении неразрывно связано с гибкими автоматическими производствами, безлюдными заводами, безотказными самовосстанавливающимися и самообновляющимися производст-венными системами.

Автоматизация производства не является самоцелью. Она эффективна только в том случае, если задачи, которые решаются при ее реализации, обеспечивают создание такого технологического процесса или такой новой техники, которая создает принципиально новые условия производства, воспроизвести которые без данного нововведения было бы невозможно. Многие конструкторские решения в области автоматизации оказались невостребованными только потому, что разработчики пытались механически заставить машину выполнять ручную работу, имитируя ручные действия человека.

Создание автоматизированного оборудования высокого уровня возможно только при соблюдении нескольких условий, наиболее полно сформированных в /2/:

создание мощной элементной базы на основе механических, электромеханических, гидравлических, пневматических, электронных и других элементов;

создание и централизованное производство типовых автоматизирующих устройств – транспортных, подающих, ориентирующих, контрольных, складирующих и др., встраиваемых в автоматические комплексы;

создание и централизованное производство автоматических комплексов разнообразного направления, обеспечивающих высокопроизводительную и надежную работу;

обеспечение автоматических устройств, машин, комплексов надежными системами управления;

создание системы подготовки кадров, способных успешно решать вышеперечисленные вопросы.

При создании автоматизированных систем их эффективность может быть обеспечена соблюдением следующих основных тенденций:

совмещение метода концентрации элементарных технологических операций. Концентрация операций в одной рабочей машине повышает производительность, позволяет быстро окупить затраты на автоматизацию;

широкое использование агрегатно-модульного принципа проектирования, который в несколько раз сокращает сроки проектирования и изготовления средств автоматизации и оборудования, создает возможность перекомпоновки и переналадки его при изменении объекта производства;

применение микропроцессорной техники и компьютеров для управления на всех уровнях технологического процесса, что позволяет обеспечить гибкость производства.

В работе /2/ вышеперечисленные тенденции рекомендуются как основные постулаты организации гибкого автоматизированного производства. При этом считается однозначным, что метод концентрации операций может реализоваться только за счет создания такого оборудования, которое могло бы обеспечивать параллельную и последовательную обработку значительного числа поверхностей детали при небольшом количестве постановов или даже одного постанова. Считается естественным, что такое оборудование должно быть, как правило, многофункциональным, иметь инструментальные магазины, сложную систему обеспечения жизнедеятельности и, в первую очередь, системы инструментального обеспечения, контроля и диагностики, удаления отходов, установки и снятия детали.

Вторая тенденция, развивая первую, направлена на ее совершенствование, повышение качества, удешевление. Однако и этот подход предусматривает усложнение самого оборудования. Естественно, что для управления сложным оборудованием необходимо соответствующая его уровню система управления, что и предусматривает третья тенденция.