Рейнгард Геттнер - Роботы сегодня и завтра

• Название: Роботы сегодня и завтра
• Автор: Рейнгард Геттнер
• Издательство: Педагогика
• Жанр: Техническая литература
• Год: 1988
• ISBN: 5-7155-0119-9

Книга ученых ГДР посвящена актуальным направлениям совершенствования промышленного производства — роботизации и компьютеризации. Школьники узнают о том, как использование роботов и различных электронных систем способствует ускорению научно-технического прогресса, расширят свои представления о робототехнике.

Для старшеклассников.

---

Гибкая автоматическая монтажная секция (по Хэссу, Симону, Вольмеру и Вейзе).

Фабрики почти без людей?

Состоящие преимущественно из стандартизованных единиц производственные ячейки могут быть соединены в одну производственную систему. Примером может служить производственная система, состоящая из 25 производственных ячеек, каждая из которых оснащена одним станком с ЧПУ, монитором, промышленным роботом и устройством для смены поддонов. Ячейки могут быть состыкованы друг с другом. Лишь в дневное время они обслуживаются несколькими рабочими, которые занимаются наладкой станков и роботов, выполняют необходимую работу по техническому уходу и контролю. В ночное время этот производственный участок функционирует без обслуживания, так как производственные ячейки оснащены устройством для смены инструментов и поддонов с заготовками.

Центральная система управления с двумя автоматизированными системами накопления и отзыва заготовок, система управления деталями и узлами, а также центральная система контроля управляются одним компьютером, который в свою очередь связан с головным компьютером. Эта система может применяться и для автоматической системы транспортировки.

Для обеспечения станков используются роботы-тягачи без водителя, имеющие электрические приводы, которые управляются посредством индукции с помощью проложенных в полу цеха проводов. На погрузочной станции они загружаются поддонами с необходимыми материалами, находящимися в автоматизированной системе накопления и отзыва.

Пример промышленного предприятия с высокой степенью автоматизации.

1 — центральная система контроля, 2 — центральная система управления, 3 — автоматизированный склад для рабочих материалов, 4 — автоматизированный склад для деталей рабочих узлов, 5 — площадка для сварочных работ, 6 — производственная площадка, 7 — транспортная тележка без водителя, 8 — контроль качества, 9 — площадка для монтажа.

В нескольких странах уже имеется ряд предприятий с гибкой автоматизацией.

Реализованные проекты еще раз доказывают: техника промышленных роботов будет в будущем играть первоочередную роль в производственных цехах.

Следует, однако, особо подчеркнуть: гибкая автоматизация, так же как и жесткая автоматизация, с помощью микроэлектроники и техники промышленных роботов ведет к структурным изменениям в производстве. Автоматизация требует от человека, чтобы он овладел ею, прежде всего освоил поток материала и информации как интегрированных, основных составных частей автоматизированного производства. Поток материала, особенно в тех процессах, которые непосредственно связаны с автоматизированным изготовлением и дальнейшей обработкой деталей, должен помогать развивать и обеспечивать необходимую гибкость. Подпроцессы этого материального функционирования необходимо скоординировать по месту и времени с заданной программой посредством соответствующего производственному планированию информационного потока. Это означает, что автоматизированная фабрика предполагает не только соответствующие производственные, но и соответствующие информационные системы, а также автоматизированное обеспечение производственной технической информацией по заданным программам в рамках интегрированной обработки данных. Использование микроэлектроники (например, микроЭВМ), создание иерархических систем ЭВМ для управления производственным процессом и разработка необходимого для этого математического обеспечения, включая решение всех связанных с этим проблем вплоть до широкого автоматизированного сбора данных, — исключительно сложные задачи. Именно в этой комплексной постановке проблем заключаются еще многие нерешенные научные, технологические, технико-конструктивные, социальные и другие проблемы. В разделе «Тенденции развития» затрагиваются некоторые из этих проблем.

Наука и техника способствуют перманентной рационализации промышленного производства. Несмотря на это, в целях научного исследования, разработки, проектирования и апробирования те этапы пути, которые предстоит пройти до всеобщего внедрения автоматизированной фабрики, требуют определенного времени, поскольку одновременно с использованием новых научных знаний необходим практический опыт, для того чтобы определить, как могут быть полностью обеспечены необходимая технологическая стабильность и гибкость в автоматизированной фабрике.

Кому нужна робототехника?

Итак, промышленные роботы вместе с другими научно-техническими достижениями революционизируют производственные силы и дают им толчок для дальнейшего развития. Они помогают человеку в его труде и облегчают его.

Но всегда ли и везде применение роботов будет экономически выгодным и будут ли учитываться социальные интересы трудящихся? Как повлияет эта рационализация на экономическую и социальную политику, служащую каждому в отдельности и всему обществу?

Выгодно ли с экономической точки зрения концентрированное и комплексное применение промышленных роботов? Сколько времени потребуется для того, чтобы вернуть вложенные в эти роботы средства? Сколько высвободится рабочей силы и насколько возрастет производительность труда?

Комплексное применение промышленных роботов особенно экономически эффективно в автоматизированных производственных цехах. Это достигается, как правило, доработкой технологии, установкой станков, которые могут работать с роботами, соответствующей адаптацией роботов, т. е. необходимой научно-технической подготовкой производства. Во многих случаях при этом возникают относительно большие затраты. Однако, поскольку уровень всего технологического процесса повышается и комплексные решения нового вида приносят значительную пользу, эти затраты оправданны.

Использование промышленных роботов ведет в многочисленных сферах материального производства к более высокому темпу роста производительности труда, а также к абсолютному высвобождению рабочей силы, которая может использоваться в других сферах общественного производства. Предположим, что на одном из наших комбинатов в ходе пятилетки за счет использования роботов для выполнения других производственных заданий высвободилось 500 человек. Для разработки и создания промышленных роботов требуется около 150 человек; 350 рабочих можно использовать на других работах. Они вырабатывают в течение 5 лет промышленных товаров дополнительно на сумму примерно 100 млн. марок. Производительность труда на комбинате возрастает в целом на 30 %.

С использованием промышленных роботов связаны и другие экономические выгоды. Высвобождаются средства труда, экономятся оборотные средства. Дополнительная продукция, использование высвободившейся рабочей силы обеспечивают прирост чистого дохода: снижается процент брака, достигается экономия материалов, энергии, а также финансовых средств. Если, например, удастся добиться снижения затрат на брак, доработку и гарантийную мощность в народной промышленности ГДР на каждые 1000 марок товаров всего на 1 марку, то сэкономленные за счет этого материальные фонды и высвободившиеся мощности станков, рабочей силы позволят выпустить товаров дополнительно на сумму порядка 320 млн. марок. Далее, за счет использования промышленной робототехники возрастает коэффициент загруженности основных средств.

В каждом отдельном случае с помощью показателей затраты — выгоды определяются, как правило, последствия, вытекающие из технических, технологических и производственно-организационных изменений. Результаты таких расчетов проверяются, сравниваются с критериями оценки, создается точная документация.

Экономическая эффективность определяется в форме сопоставления соответствующих затрат (для капиталовложений, научных исследований и разработки, адаптации технологических процессов, подготовки к применению, переквалификации сотрудников и т. п.) и экономической пользы (за счет снижения затрат, роста прибыли, высвобождения рабочей силы, увеличения объема производства и др.).

Объем капиталовложений на внедрение промышленных роботов (вследствие различных условий их использования, необходимых периферийных устройств, конструкции самих роботов и других факторов) не одинаков. В международном масштабе он составляет, как показали расчеты, порядка 300 тыс. марок на каждый используемый робот, но может достигать и 600 тыс. марок. В среднем через 3 года начинается обратный поток затраченных капиталовложений.

Комплексное использование промышленных роботов выгодно с экономической точки зрения. Оно сказывается на росте прибыли и снижении затрат, что опять же ведет к увеличению прибыли. Связанное с использованием промышленных роботов сокращение продолжительности процесса также принесет значительную экономическую выгоду.