Предисловие

Ускорение научно-технического прогресса на современном этапе немыслимо без комплексной автоматизации производства. Быстрое развитие этого направления является одним из определяющих факторов интенсификации экономики. Оно позволяет кардинально повысить производительность труда, технологический уровень и эффективность производства.

Важную роль играет комплексная автоматизация в условиях социалистической экономики. Она является одним из пяти приоритетных направлений "Комплексной программы научно-технического прогресса стран - членов СЭВ до 2000 года"^*. Основными задачами этого направления являются разработка и внедрение гибких автоматизированных производственных систем различного назначения на базе роботов, автоматизированного технологического оборудования, контрольно-измерительных и диагностических средств и транспортно-складских систем с общим управлением от ЭВМ, а также интеграция этих систем с системами автоматизированного проектирования и технологической подготовки производства с целью создания автоматических цехов и заводов, быстро перестраиваемых на выпуск новой продукции.

^* (Комплексная программа научно-технического прогресса стран-членов СЭВ до 2000 года, М.: Правда, 1985 )

Эффективным средством решения многих задач комплексной автоматизации являются робототехнические комплексы (РТК), работающие по принципу гибкой "безлюдной" технологии под управлением ЭВМ. Переход от изолированного использования отдельных роботов, станков с числовым программным управлением (ЧПУ) и другого автоматизированного оборудования к РТК позволяет резко сократить время переналадки производства на выпуск новой продукции, высвободить обслуживающий персонал и обеспечить круглосуточную эксплуатацию оборудования.

Главное отличие РТК от автоматических линий, традиционно используемых в массовом производстве, заключается в их гибкости, т. е. в способности быстро перестраиваться на выполнение новых технологических операций или изменение их последовательности за счет изменения управляющих программ. Поэтому РТК и создаваемые на их основе гибкие автоматизированные производственные системы находят все более широкое применение в серийном производстве, доля которого в промышленности составляет 80 %.

В настоящее время для гибкой автоматизации производства в основном используются РТК первого поколения с программным управлением от ЭВМ. Автоматизация технологических операций в них обеспечивается системами ЧПУ роботов и оборудования. Однако возможности систем ЧПУ принципиально ограничены. Они могут обеспечить автоматическое функционирование РТК только в строго определенных и неизменных условиях, организация которых требует значительных затрат.

Существенное расширение функциональных возможностей РТК достигается за счет введения в его систему управления элементов адаптации и искусственного интеллекта. Такие РТК с адаптивным управлением могут автоматически приспосабливаться к непредсказуемым изменениям производственной обстановки и условий эксплуатации. Они принципиально отличаются от РТК первого поколения мощным информационным и программным обеспечением, позволяющим системе управления планировать технологические операции и принимать оптимальные решения, воспринимать и оперативно реагировать на изменения в рабочей зоне, анализировать обстановку и распознавать объекты, программировать работу оборудования и корректировать управляющие программы, диагностировать неисправности и предотвращать аварийные ситуации.

Адаптивные РТК автоматизируют широкий класс технологических операций, связанных не только с физическим, но и с умственным трудом. Необходимость в адаптации возникает при механической обработке, сварке, окраске, сборке, контроле и многих других операциях. В связи с этим адаптивные РТК второго поколения являются эффективным средством комплексной автоматизации. Они особенно перспективны в условиях многономенклатурного серийного, мелкосерийного и даже единичного производства.

На пути создания и совершенствования адаптивных РТК возникает много научно-технических проблем, связанных с разработкой теоретических основ адаптивного управления и искусственного интеллекта, созданием широкой номенклатуры датчиков внешней и внутренней информации и микропроцессорных систем для обработки этой информации и аппаратно-программной реализации адаптивного управления. Все эти проблемы рассматриваются в книге в их естественной взаимосвязи с учетом накопленного отечественного и зарубежного опыта.

Цель книги заключается в систематизации методов и средств адаптивного управления РТК описании современного состояния и перспектив развития адаптивных РТК для комплексной автоматизации производства.

В гл. 1 рассматривается концепция и общие принципы построения адаптивных РТК. Гл. 2 посвящена методам и алгоритмам гибкого программирования оборудования РТК. В гл. 3 излагаются теоретические основы алгоритмического конструирования систем адаптивного программного управления РТК, включая вопросы автоматизации проектирования и мультимикропроцессорной реализации. Гл. 4-6 посвящены методам и средствам адаптивного программного управления станками, манипуляционными роботами и транспортными средствами. В гл. 7, 8 описаны робототехнические системы искусственного интеллекта и адаптивного контроля. В гл. 9 рассматриваются состояние и перспективы развития адаптивных РТК для автоматизации производства.

Создание гибких автоматических производственных систем на базе адаптивных РТК и их широкое внедрение в народное хозяйство открывает принципиально новые пути интенсификации и повышения эффективности производства. Это направление комплексной автоматизации приведет в ближайшие годы к резкому увеличению производительности оборудования, сокращению ручного труда, повышению качества и конкурентоспособности выпускаемой продукции. Достижение намеченных рубежей в области автоматизации проектирования и управления производством позволит существенно сократить сроки технологической подготовки интегрированного производства при переходе на выпуск новой продукции.

Все замечания по книге автор просит присылать по адресу: 191065, Ленинград, ул. Дзержинского, 10, ЛО издательства "Машиностроение".