Прообразы техники будущего

Вершиной комплексной автоматизации является гибкое автоматизированное производство - цех или завод, состоящие из нескольких взаимосоединенных гибких технологических комплексов.

А можно ли вообще создать такое предприятие в ближайшем будущем? Следует сказать, что гибкое автоматизированное производство в виде, скажем, завода создать пока не удалось никому в мире. Но такие проекты уже разрабатываются. Имеются и опытные производства в виде небольших предприятий. Прогрессивная идея безлюдного предприятия будущего волнует сегодня ученых и инженеров многих стран. Над созданием гибких производств работают в США, Англии, Франции. У нас в стране интенсивно занимаются этой проблемой многие коллективы ученых. Уже созданы первые контуры гибких автоматизированных предприятий - прообразов техники будущего. Интересные разработки ведутся в Японии. Там созданы гибкие производственные системы для изготовления деталей станков, электромоторов, дизельных цилиндровых блоков и других изделий. Из 200 гибких производственных систем, действующих во всем мире, третья часть приходится на долю японских предприятий.

На заводе компании "Фанук", разместившемся вблизи Фудзиямы, создан цех, где автоматизированные обрабатывающие центры и роботы осуществляют механическую обработку деталей для роботов и станков. Оборудование работает практически без людей. Только вспыхивают тусклые голубые сигнальные огоньки, когда автоматические тележки, словно призраки, двигаются в полумраке... Управляет таким предприятием один оператор, следящий на экране дисплея за работой машин. Когда что-то выходит из строя, он отключает участок, на котором произошли неполадки. В это время на остальных участках работа продолжается. По сообщениям японской печати, такое предприятие в пять раз производительнее обычного.

Здесь обходятся без людей. Транспортные тележки движутся по цеху, словно подчиняясь волшебству. Роботы заученно выполняют запрограммированные движения. "Как в сказке" - так профессор Ганс Варнеке, руководитель Штутгартского института технологии и автоматизации имени Фраунгофера, обобщает свои впечатления от цеха завода японской фирмы "Фанук", где производятся двигатели.

Какие же основные черты "завода будущего" видятся уже сегодня? Прежде всего, это будет предприятие комплексно-автоматизированное, техническую базу которого составят гибкие, легко переналаживаемые и управляемые электроникой производственные модули, промышленные роботы, переналадка которых будет сводиться к замене управляющих программ. Технология такого предприятия обеспечит течение всего технологического процесса при наиболее полном использовании исходных продуктов сырья и полуфабрикатов.

Совершенно очевидно также, что на "предприятии завтрашнего дня" будут работать и быстропереналаживаемые комплексы непрерывного действия.

Можно предположить, что оборудование быстропереналаживаемых комплексов непрерывного действия по внешнему виду будет мало похоже на сегодняшние станки. Хотя они и будут более мощными, но меньше по размерам и соответственно занимать меньшие площади. Таким станкам не нужны будут ни рукоятки, ни рычаги переключения, ни зажимы. Станки будут оснащены устройствами, в которые можно вводить чертежи и спустя небольшой отрезок времени получать готовые детали.

Конечно, о конструкции и принципах работы оборудования в будущем можно судить весьма приблизительно, с учетом уже имеющегося опыта и перспектив развития процессов автоматизации и новой, более совершенной технологии.

Внедряемые сегодня в производство новейшие технологии обработки металлов и других материалов - электронная, взрывная, магнитная и другие - начинают не только успешно соперничать с классическими методами (резанием, штамповкой и др.), но и дают четкое представление о будущем машиностроения.

Ионы и электроны "работают" непосредственно с молекулами и атомами металлов. В этом случае не нужны ни металлорежущие станки, ни мощные прессы.

У новой технологии ряд и других преимуществ.

Электронный луч, магнитные поля исключительно универсальны. Они режут, фрезеруют, шлифуют, а когда появляется необходимость, заменяют и художника-гравера, при этом они совсем не изнашиваются, не ржавеют и не требуют постоянной заботы об остроте режущих кромок.

И еще одно преимущество. Они не дают стружки, которую в огромных количествах "производят" резцы и фрезы. При широком использовании новой технологии исчезает и само понятие "отходы".

На металлообрабатывающем "заводе будущего" вместо станков и прессов наверняка будет царство электронных пушек, магнитных соленоидов. Детали в таких установках будут совершать не вращательное движение, а разгоняться сильным переменным магнитным полем. Инструмент также будет отличаться от ныне существующего. Вполне вероятно, что "резцами" в этом случае будут также мощные магнитные поля или мощные электроискровые разряды, или потоки быстрых электронов. Помещения цехов будут не только бесшумны, но и безлюдны.

Кто и как будет управлять таким предприятием? За работой оборудования таких предприятий будут следить специальные электронные комплексы, которые не только поддержат заданный режим, но и определят, какой режим является наивыгоднейшим и перестроят управление таким образом, чтобы в каждый данный момент времени поддерживались наилучшие условия работы. Такими свойствами обладает самонастраивающаяся система автоматического управления. С ее помощью можно будет быстро перестраивать предприятие с выпуска одной продукции на другую. Если создать такие заводы в разных экономических районах страны, то, например, заводу в Ленинграде не надо будет высылать чертежи для того, чтобы на другом предприятии, скажем, в Свердловске, наладить выпуск однотипной продукции. В этом случае завод в Ленинграде осуществит кодирование и с помощью цифр передаст по специальному каналу задание непосредственно на станки завода в Свердловске.

Завершая рассказ о гибких производственных системах, о предприятиях, которые будут созданы в ближайшее время на их основе, следует особо подчеркнуть, что их эффективная работа будет оцениваться по тому, какую они обеспечат возможность в радикальном повышении производительности труда. А этого от них можно ожидать в том случае, если "умные машины", применяемые в едином комплексе гибкой производственной системы - станки с числовым программным управлением, промышленные роботы и автоматизированные системы управления - найдут правильную сферу применения, а также будут обладать высоким качеством и надежностью.

Создание гибких производственных систем - магистральный путь развития машиностроения, интенсивного технического перевооружения отрасли на основе не только быстропереналаживаемых производств, но и на основе широкого внедрения ресурсосберегающих технологий. У новой техники должна быть и новая технология.