Почему все-таки роботы?

Ответ на этот вопрос является своеобразным ключом к замку, открывающему дверь в новую эру автоматизации производства. Робототехника и роботостроение, роботизация и роботроника и, наконец, роботология - вот эхо того гигантского взрыва, или бума роботов, который охватил современный мир. Причины этого бума порождены общим развитием экономики и научно-техническим прогрессом и глубоко коренятся в самой социальной структуре общества. Чтобы ответить на вопрос, стоящий в заголовке, проведем небольшое исследование.

Социологи утверждают, что успехи современной медицины и повышение общего уровня жизни приводят к изменению динамики возрастной структуры населения. Это значит, что с каждым годом увеличивается доля пожилых людей и соответственным образом уменьшается доля молодежи. Изменился и образовательный уровень лиц, вступающих в производство, резко сократилось число выпускников средних школ, а число выпускников вузов, поступающих на работу в промышленность, обнаруживает тенденцию к постоянному увеличению. Кроме того, происходит общая смена сферы трудовой деятельности: возрастает доля управляющего и обслуживающего персонала за счет непосредственно участвующего в материальном производстве. Все эти тенденции связаны с развитием цивилизации. Избежать их невозможно, но они все острее ставят перед промышленностью проблему нехватки рабочей силы.

Нехватка рабочей силы - это общая тенденция, затронувшая все промышленные страны, однако в капиталистическом мире она зачастую ликвидируется за счет рабочих-иммигрантов: в США - за счет выходцев из ФРГ, Италии, стран Латинской Америки, в Англии - за счет африканцев, индийцев, а также итальянцев и испанцев; в ФРГ и Франции - за счет выходцев из стран Среднего и Ближнего Востока.

Все больше текучесть кадров на работах, состоящих из простых, однообразных операций, угнетающих своей монотонностью

Однако решение проблемы нехватки рабочей силы при помощи такого рода изменений социальной структуры общества само по себе содержит противоречия, например, такие, как возникновения расовых проблем. Очевидно, что для нашей страны подобный путь зависимости от рабочих-иммигрантов противоречил бы самой структуре социалистического общества.

Итак, социологи определили проблему: нехватка рабочей силы. Продолжим наше исследование. Зададим себе следующий вопрос: где проявляется в первую очередь нехватка рабочей силы? Не прибегая к социологическому анализу, а коснувшись своего собственного личного опыта, каждый может ответить на этот вопрос так: там, где работать вредно, неприятно и неинтересно. Действительно, держаться подальше от таких мест, где мы попадаем в труднопереносимую обстановку, вполне естественно для человека. Поэтому все труднее и труднее находить квалифицированных рабочих для специфических производств. Люди избегают работать в неблагоприятных условиях: в цехах с повышенной температурой, загазованностью, неприятными запахами, грязных и шумных, связанных с работой с отравляющими и взрывчатыми веществами, на большой высоте или глубине.

Все больше текучесть кадров на работах, состоящих из простых, однообразных операций, угнетающих своей монотонностью. Одним из неприятных последствий промышленной революции оказалось то, что ремесленное искусство на производстве уступило место разделению труда. Это, несомненно, дало мощный толчок развитию промышленности, однако на конвейере рабочий, каждые несколько секунд повторяющий одну и ту же несложную операцию, чувствует себя винтиком механизма. Это лишило людей возможности гордиться своей работой, отняло у них творчество, и многие заводские профессии не дают людям полного удовлетворения.

Американский публицист Стадс Теркел в своем монументальном труде "Работа. Люди рассказывают о своей каждодневной работе и о том, как они к этой работе относятся" пишет: "Многие испытывают с трудом скрываемое разочарование..." "Я - машина", - говорит рабочий, обслуживающий машину для точечной сварки. "Я - зверь в клетке", - высказывается кассир банка. "Я - мул", - говорит рабочий-металлург. "То, чем я занимаюсь, может делать и обезьяна", - произносит секретарша. "Я превратился в сельскохозяйственное орудие", - говорит сезонный рабочий. "Я - вещь", - считает манекенщица. "Синие воротнички" и "белые воротнички" выражают свое мнение одной фразой: "Я - робот". Все это и порождает естественный ответ: для многих производственных работ единственный выход - это комплексная автоматизация, ну а роботы нужны как ее носители. Образно говоря, человек создал робота, чтобы самому не превратиться в робота. Но почему именно роботы? Ведь существовали и существуют другие средства автоматизации: автоматические линии, станки-автоматы. Чтобы ответить на этот вопрос, углубимся в историю.

Начало промышленной революции было положено изобретением Дж. Уаттом паровой машины. Для поддержания постоянного числа оборотов ее вала в начале XIX века был создан регулятор, управляющий подачей пара в соответствии с числом оборотов машины, так называемый регулятор Уатта. Автоматическое регулирование числа оборотов паровой машины и явилось началом эры автоматического управления.

С тех пор автоматическое управление получило широкое развитие, а применение его в сфере производства положило начало эпохи автоматизации и сделало возможным создание таких отраслей промышленности, в которых не требуется вмешательство человека.

Однако оказалось, что легче всего поддаются автоматизации непрерывные производства, связанные с переработкой жидкостей и газов, которые легко транспортируются и автоматизация производства которых касается скорости течения или температуры, давления или пропорций в смеси сырья. В случае же, где требуется перемещение твердых тел в виде отдельных деталей или узлов в процессе их обработки или сборки, последовательная автоматизация всего цикла, начиная от подачи заготовки и кончая выходом готового изделия, сильно отстает. Выполнение такого рода транспортных операций, естественно, не требует почти никакой квалификации, но автоматизация их в силу специфики крайне сложна. Но с производственной точки зрения выполнение подобных работ необходимо, и, хотя найти рабочего на это место трудно, обойтись без него невозможно. Промышленные роботы - это устройства, обеспечивающие автоматизацию таких технологических операций, которые невозможно автоматизировать традиционными методами. Поэтому их и следует считать необходимым компонентом комплексной автоматизации производства.

Что же дает производству внедрение промышленных роботов? Давайте проследим рассуждения отдельных специалистов.

- На нашем заводе применение роботов существенно повысило производительность труда, - говорит один, - во-первых, за счет устранения монотонности и неудовлетворенности работой, во-вторых, за счет повышения единообразия продукта, ведь не секрет, что при ручной загрузке станков или при сборке изделий выпуск продукции за определенное время - величина переменная, она зависит от усталости рабочего, от его самочувствия, наконец, от квалификации.

- Я полностью присоединяюсь к предыдущим словам, - заявляет другой, - хочу только добавить, что применение роботов не только позволяет синхронизировать работу станков и таким образом стабилизирует производство, но и резко снижает размеры брака, особенно при работе с хрупкими компонентами, такими, как, например, колбы ламп или кинескопы. Интересно, что роботы весьма бережливы: там, где при ручном труде расходовались бы граммы дефицитнейших материалов, они обходятся миллиграммами. Золото, как известно, пришлось по вкусу электронике. Без него пока не обойтись. Однако с помощью робота транзисторные головки покрываются желтым металлом с большей скоростью и только в нужных местах. При этом экономится три четверти золота.

Хочется также отметить значительное улучшение условий труда. Не буду скрывать, что у нас на заводе еще есть цеха, не вполне соответствующие нормам по охране труда, и дело не только во вредных производствах. Особенно опасны работы, требующие большого нервного напряжения, так как они приводят к производственным конфликтам, повышают уровень травматизма. Здесь, мне кажется, наиболее подходящее место для роботов.

Интересно, что роботы создают возможность эффективного использования даже устаревшего оборудования за счет уменьшения простоев, повышения стабильности, увеличения скорости.

Частным случаем экономически выгодного применения роботов является их использование при обслуживании оборудования, продолжительность эксплуатации которого вышла за пределы юридических норм по охране труда.

- Или такой факт, - отмечает третий, - мы выяснили, что стоимость внедрения автоматических линий обычно оказывается выше стоимости внедрения роботов, так как роботы подвергаются отладке при их изготовлении, а вот отладку и регулировку линий приходится производить каждый раз непосредственно при их внедрении. Средства, затраченные на проектирование универсальных роботов, не требуется расходовать вторично при переходе от одной работы к другой.

Необходимо отметить чрезвычайно важный при внедрении фактор времени. При внедрении роботов требуется, как правило, лишь кратковременная ручная настройка робота на заданную программу, тогда как с момента принятия решения об автоматизации производства до его реализации без применения роботов проходит значительный срок. Оборудование и сама технология могут за это время устареть. Наши специалисты изучали вопрос об автоматизации одного из производств. Был объявлен конкурс на лучший проект автоматизации. На конкурс было представлено 74 проекта. Мы учитывали в первую очередь время проектирования и внедрения.

Так вот, 47 проектов требовали для своего внедрения времени больше года, 19 проектов - что-то от полугода до года, и лишь 8 проектов укладывались в полугодовой срок. Естественно, что мы выбрали один из этих восьми. Он предусматривал создание специального станка-автомата. Работа, как говорится, закипела. Пока этот станок проектировали, изготовляли и отлаживали, производственники решили: а не попробовать ли использовать пока старые станки и приобретенные промышленные роботы?

Представьте, каково было наше удивление, когда оказалось, что к моменту готовности нового станка эти роботы, работая семь дней в неделю по три смены, полностью окупили затраты на их покупку и уход.

И все же пусть не покажется эта картина слишком идеалистической. Внедрение роботов требует еще немалых средств. Это все еще высокие капитальные затраты на приобретение роботов, затем издержки на переобучение персонала, хорошо еще, если не потребуется специальное проектирование уникальных захватов роботов, ведь одно дело - манипуляция стальными болванками и совсем другое - транспортировка стеклянных листов. Прибавьте к этому специальные средства связи, необходимые для сопряжения робота со станками, издержки на оборудование и персонал для технического обслуживания робота и т. д. Потребуется немалая сумма.

- Разумеется, - утверждает экономист, - вы будете правы, если купите один робот и используете его в каких-то уникальных условиях. Внедрение роботов тоже требует своеобразной тактики. Экономически выгодно применять сразу несколько роботов на одной массовой операции, например при сварке кузовов автомобилей, тогда и оконечные устройства проектируются один раз для целой группы роботов, и обучение персонала, помноженное на число роботов, оказывается не столь дорогим. Один оператор может обслуживать группу роботов. В общем, нужно групповое использование.

- Вот вы сказали про массовое производство, - возражает первый специалист, - а нам кажется, что эксплуатация роботов наиболее подходит для небольших предприятий с многономенклатурным, мелкосерийным производством. Только тогда с наибольшим эффектом используется "гибкость" робота, то есть простота переналадки циклограммы движения: изменение траектории, скорости, ускорения, нагрузки и, наконец, смены рабочего инструмента.

Самое существенное в применении промышленных роботов - это перспектива комплексной автоматизации производства, возможность создания интегрированных производственных систем, так сказать, заводов-роботов, где целые роботизированные участки, цеха и производства будут функционировать автоматически, без участия человека. При этом они будут обладать основными достоинствами роботов - гибкостью, простотой переналадки.

Из этих реплик специалистов вытекает основной вывод: применение роботов в современных условиях оказывается весьма выгодным.