Факты, вписанные в небосвод

Совсем недавно нам попалась в руки "Чудесная шкатулка" - книга сказок Евг. Пермяка. Среди них одна, на наш взгляд, уж очень отвечает духу времени. Это сказка о старом потомственном уральском рабочем дедушке Само - добром волшебнике, который знал тайное слово. Стоило его произнести, как лопата становилась самокопательной, топор - саморубным.

Какому инструменту ни передаст тайное слово дедушка Само, этот инструмент сам по себе работать начинает. Даже станки саморезные появились. Сами собой резали.

Печи-самоварки - стой да приказывай. Сами шихту загружают, сами выпуск стали производят.

Когда умер дедушка Само, тайное слово он в могилу не унес, а развеял его по заводам цветочной пылью. "Придет такое время, - говорится в сказке, - что эта самая цветочная пыль такие плоды даст, что и сказать невозможно. Каждую машину, каждый станок именем дедушки Само прозывать будут, а они сами по себе работать станут".

Если бы жив был старый рабочий дедушка Само, он увидел бы, что цветочная пыль, с помощью которой он развеял по заводам заветное слово, дала отличные плоды - появились и самоработающие станки и самоработающие машины.

...В цехе все необычно. Очень светло. Просторно. Нет рабочих. Лишь мерный гул моторов и резкие звуки инструмента, вгрызающегося в металл, говорят о том, что здесь идет работа.

Подойдем поближе хотя бы вот к этому станку. Первое, что бросается в глаза, - это упрямая фреза. Материал сопротивляется, а она неутомимо вгрызается в толстую стальную пластинку, и постепенно вырисовываются контуры фигурной детали, как будто нарочно очерченной сложнейшими кривыми.

Когда наблюдаешь работу обычного станка, видишь, как фрезеровщик то подкрутит небольшое колесико-штурвал, то тронет чуть-чуть рычаг, то вдруг пустит станок потише, то быстрее. И становится ясным что к чему, зачем нужны все эти манипуляции - серия управляющих станком действий.

Здесь же, у самоработающего станка, ничего не понятно: вращаются детали, движется фреза, меняя еле заметно свой ход, а кто ею управляет? Как станок без человека "разбирается" в сложном процессе обработки?

Те несколько общих фраз, которые мы привели в предыдущей главе в ответ на вопрос об автоматическом управлении переменным процессом, конечно, всего не объясняют. Там сказано лишь о принципе.

Раньше в автоматическом станке с помощью копиров и шаблонов в натуре моделировался путь инструмента, обрабатывающего деталь. Следящее устройство "ощупывало" модель-шаблон, его путь повторял инструмент. Теперь роль модели-шаблона играют числа.

На узкой бумажной или магнитной ленте, а иногда на кинопленке нанесены замысловатые комбинации отверстий, намагниченных участков или черточек. Это закодированная программа, которая содержит необходимые указания о величине и направлении перемещения инструмента при обработке детали сложной формы.

Такая программа есть не что иное, как подробное описание с помощью цифр технологического процесса. При работе на обычном станке для этого служит чертеж.

Перемещаясь вдоль обрабатываемой поверхности строго в соответствии с программой, инструмент изменяет профиль детали. Встроенные в станок измерительные инструменты автоматически в процессе обработки измеряют деталь. Данные измерения поступают в вычислительное устройство. Здесь происходит непрерывное сравнение поступающей информации - своего рода вычисления.

Что это за сравнение? Первые данные - это требование программы. Вторые - работа, уже проделанная инструментом. В результате вычислений и вырабатываются для станка новые команды. В виде отдельных импульсов они поступают в механизмы подачи инструмента.

Чем чаще следуют импульсы-команды, тем точнее станок изготавливает деталь. Точность его выше, чем у обычных станков, и достигает двух тысячных миллиметра. Но и это не предел. Ведь числа, заданные программой, можно уточнять до любого знака. Единственное препятствие - сам станок, его конструкция, точность, вибрация частей.

Технологи-турбостроители знают, как трудно произвести точную обработку сложного профиля турбинной лопатки, похожей на замысловатую раковину. Надо высчитать по сложным уравнениям профиль, затем начертить его, построить объемные шаблоны и копиры и только потом можно приступить к обработке. На все это уходит целые три недели. А на станке с программным управлением, включая наладку станка, - всего четыре часа! На обычном станке кулачок сложной формы изготовляется шесть недель, станок-робот делает ту же работу за полчаса! Экономисты подсчитали, что два автоматизированных станка могут выпустить столько же продукции, сколько целый цех с десятью станками.

Если собрать станки всех эпох, то они расскажут, как человек освобождал себя от утомительного труда

Программное управление можно пристраивать и к обычным станкам. И тогда сложные криволинейные профили копиров, кулачков, штампов, лопастей винтов, лопаток турбин и другие детали, обработка которых вызывала столько затруднений, могут быть автоматически изготовлены на простых станках.

Если поставить рядом металлообрабатывающие станки всех эпох - от древнейшего до современного, "умного" станка-робота, то все они, порознь немые, собравшись вместе, заговорят. Они расскажут об удивительном пути развития техники, конечная цель которого - освобождение человека от тяжелого и утомительного труда.

Сначала во время работы станка все делал человек. Он был двигателем - вращал деталь. Он был частью исполнительного механизма - держал резец. Он был контролером, регулировщиком. Он организовывал процесс работы и управлял им.

Затем человек освободился от самой тяжелой части работы - энергетической, нашел себе замену - двигатель.

Потом построил супорт, и, закрепив в нем резец, освободил свои руки, и смог оставить себе лишь функции контролера и управителя.

Долгое время люди не знали, как освободиться и от этой работы. Но вот сумели приспособить к станкам копировальные устройства - создали полуавтоматы и автоматы. Человек еще больше освободился, стал лишь следить за работой станка.

Сухое пощелкивание в небольших светло-серых шкафах- вычислительных устройствах, поставленных у станка, - известило мир еще об одной победе. Вступили в строй самоработающие станки.

В новом станке-роботе слиты воедино рабочая машина, машина-двигатель, управляющая система. Это уже почти автомат высшего типа. Он может полностью заменить человека в сложном технологическом процессе.

Неоценимыми возможностями наделяют такие станки современное производство. Совсем не тратится время на установку инструмента, на различные промеры, на смену копиров и другие операции.

Программы можно готовить на вычислительных машинах сразу для станков всего завода и даже для заводов других городов. Можно программы готовить и "про запас", собирая их в специальные библиотеки промышленных программ, и в случае необходимости получать для разных работ по карте-заданию, как по абонементу книги в библиотеке.

Вычислительные устройства с их громадными скоростями работы позволяют управлять не одним станком, а 20-30 и даже 50 станками.

В настоящее время много внимания уделяется развитию более высокого этапа автоматизации производства - автоматическим линиям. Здесь для применения быстродействующих станков открываются необозримые перспективы.

Существующие автоматические линии не позволяют легко и быстро переходить от изготовления одной детали к другой. Новые системы дают возможность менять настройку линии изменением программы счетной машины. Другими словами, стоит заложить в машину иную бумажную ленту с отверстиями, как изменится и работа линии.

Уже проектируются поточные линии по обработке крупных однотипных деталей. Десятки автоматических станков, управляемых вычислительным устройством, выстроятся скоро в длинную, полукилометровую, линию. Продвигаясь по ней, деталь будет сверлиться, фрезероваться, шлифоваться, в ней будет нарезана внутренняя резьба.

Известно, какое сложное дело учет и контроль материалов на крупных заводах, где при массовом производстве счет ведется на тысячи тонн и миллионы штук. Здесь на главный конвейер, как в большую реку ручьи и речки, стекаются десятки, а иногда и сотни потоков узлов и деталей. При ручном подборе и измерениях такого потока приходится занимать большую группу рабочих-контролеров - специалистов высокой квалификации. Только на подшипниковых заводах до 35 процентов персонала - контролеры. А всего в нашей промышленности их насчитывается свыше миллиона. Они тратят на контроль очень много времени и все же иногда допускают ошибки.

Вычислительные устройства дают возможность в корне изменить подобную работу. Так, на автозаводах можно на перфорационных картах закодировать тип изделий и спецификацию деталей, необходимых для сборки. Управляющее устройство на основе карт и кода-программы автоматически подберет нужные детали, измерит их, отбракует и транспортирует на сборочный конвейер, обеспечив подачу детали в точно заданном положении. При этом будет соблюден предельный по быстроте темп сборки.

Автоматическая сборка продукции уже осуществлена на Первом Государственном подшипниковом заводе. Здесь в процессе изготовления автоматически сортируются по группам шарики. Размеры допусков в группах для них задаются заранее. Автоматически измеряется и внутренний диаметр наружных т/олец. Все данные измерений поступают в вычислительное устройство. Оно определяет необходимое сочетание колец и шариков с теми или иными допусками.

Сборочный автомат в шутку прозвали "противником неравных браков". Он "сочетает" воедино только детали, имеющие одинаковые отклонения. Такая сборка - селективная - почти полностью исключает выпуск недоброкачественной продукции.

Применение самоуправляемых станков и линий даст возможность создать полностью автоматизированные цехи и даже полностью автоматизированные заводы, все более приближающие нас к производственным предприятиям коммунистического общества.

Автоматическое управление производственными процессами с помощью "умных" роботов будет широко применяться и в металлургии.

Счетная машина способна в доли секунды учитывать характеристики: температуру, давление, состав газов, может вычислять необходимые поправки и передавать их машинам, регулирующим процесс. Такое управление вместе с улучшением технологии позволит увеличить производительность доменного процесса на каждой домне до 20 процентов.

Еще в 1956 году на одной доменной печи "Азовстали" испытывалась первая в мире система приборов автоматического контроля. Шесть раз в секунду механизмы, регулирующие работу печи, получали импульсы-приказы, которые вырабатывались в результате учета разнообразных параметров доменного процесса.

Управляющие устройства работают на электродуговых сталеплавильных печах завода "Электросталь". Здесь электронные машины точно подсчитывают количество окислителей, флюсов и легирующих присадок, необходимых для получения металла заданной марки, а затем самостоятельно автоматически ведут плавку. Такие машины позволяют устранить прерывность в процессе выплавки стали; это даст огромное ускорение производства высоколегированных сталей.

Вместо "штучного", прерывистого процесса появится единый комплекс, когда в начале производства поступают исходные материалы, превращающиеся в жидкую сталь, а в ксИце будет непрерывно выходить отвердевший металл.

Как известно, одним из наиболее важных факторов во всех отраслях индустрии является непрерывность производства. Маркс говорил: "Наиболее совершенной и наиболее производительной машиной является та, которая способна к беспрерывной производительности".

Не только машиностроение и металлургия, но и другие отрасли промышленности могут использовать быстродействующие машины для управления. В первую очередь это касается химической и нефтеперерабатывающей промышленности. На Московском нефтеперерабатывающем заводе уже перестраиваются и технология и автоматика. Вводятся вычислительные устройства, которые будут вести и контролировать весь ход работы.

Построена вычислительная машина, которая водит поезда

Специальная счетная машина может централизованно управлять турбогенераторами многих электростанций. В тысячную долю секунды она вычислит количество нужной электроэнергии, эффективность использования турбогенераторов, стоимость угля, расходуемого каждой станцией, теплотворность его и многие другие данные.

Академик Г. М. Кржижановский говорит, что полная автоматизация в единой энергетической системе нашей страны также будет достигнута с помощью вычислительных устройств, связанных телемеханическими системами с автоматическими "операторами" на электростанциях и подстанциях. Человек тогда сможет легко дирижировать ЕЭС - гигантским энергетическим "оркестром", охватывающим всю страну.

Подобно сказочному богатырю с невероятно длинными руками, управляющие устройства сами будут пускать и останавливать агрегаты на станциях и подстанциях, включать и выключать линии передач, регулировать частоту, напряжение, потоки мощности по линиям, распределять мощности между станциями и агрегатами.

По самым скромным подсчетам, в системе мощностью в 30 миллионов киловатт такое управление даст несколько сот миллионов рублей ежегодной экономии.

Электронные машины, облегчающие труд советских людей, вводятся и на транспорте.

Построена вычислительная машина, которая помогает водить поезда. Она учитывает расписание движения на дороге, состояние пути, вес поезда, скорость, время и всевозможные изменения, происшедшие почему-либо в дороге. Сквозь дождь и туманы поведет свой состав автомашинист. Его применение, как показали испытания, увеличит пропускную способность железных дорог на 15 процентов!

Автоматы позволят ликвидировать на железных дорогах профессии стрелочника, башмачника, сцепщика. А на ряде участков будут упразднены почти все существующие ныне профессии, останется только начальник станции.

Вычислительные машины наконец-то помогут "навести порядок" в вагонном хозяйстве. Их запоминающее устройство всегда, будет знать, где находится вагон в любой момент, и даст возможность улучшить распределение подвижного состава на железных дорогах.

Компактные управляющие устройства имеются теперь на самолетах и кораблях.

Во многих отраслях промышленности трудятся теперь "умные" роботы, напрягая всю мощь своего электронного "мозга". С каждым днем ширится область их применения.

Все торопливее и торопливее бег времени. Все стремительнее и стремительнее внедряются технические новшества. От каменного топора до века пара прошли тысячелетия. К веку электричества люди пришли через сто лет.

В век пара машина освободила лишь руки человека. В век электричества машине уже доверили и некоторые функции контроля, частично освободив человека от управления механизмами.

Теперь же наступило необычное время. Один новый "век" с небывалой быстротой стал сменяться другим: "век радио", "век пластмасс", "век атома", "век электроники". В это бурное для науки время возникли машины-автоматы высшего типа. В "век атома" автоматизируется уже от начала до конца весь производственный цикл.

Мы стали свидетелями рождения нового века - века завоевания космоса. В небо запущены искусственные спутники Земли, в сторону Луны послана космическая ракета, ставшая первой в истории планетой, созданной дерзновенной рукой человека.

Начало новому веку положили советские люди. Да и как может быть иначе! Именно наша страна заложила и основы новой эры человечества - эры коммунистического общества, эры величайшего расцвета разума.

В создании первых искусственных спутников и космических ракет, а также в расчетах их орбит большую роль сыграла и вычислительная техника. Таким образом, и ракеты, и спутники, и аппаратура для них - это не только металл, но еще и математические формулы, уравнения, расчеты.

Немалую трудность представляют расчеты системы управления и орбит полета ракет. Неуспех США в запуске первого спутника "Авангард" и ракеты "Пионер" объясняется, в частности, несовершенством их управляющего устройства и неточностью в расчетах орбит.

Немало приходится трудиться вычислительным машинам для спутников

Много пришлось потрудиться электронным машинам, чтобы расчеты транспортировки спутников и ракет оказались предельно точными. Ведь ошибка в заданной скорости всего на несколько десятков метров в секунду или ошибка в направлении движения лишь на один градус может привести к снижению высоты по сравнению с расчетной более чем на 100 километров и обрекает опыт на неудачу, как это было при запуске американской ракеты на Луну..

Любой спутник и ракета для полета в космосе - это сложнейший автомат большой мощности и точности. Десятки тысяч деталей входят в его конструкцию. Все они, выполняя определенную задачу, должны отлично взаимодействовать, подчиняясь заданной автомату программе.

Немало приходится трудиться вычислительным машинам для спутников

Чудовищна и мощность двигателей космического агрегата, развиваемая в считанные секунды при отрыве от Земли. Это несколько миллионов киловатт, больше чем мощность крупнейшей в мире Волжской ГЭС имени В. И. Ленина. Подобные двигатели требуют уникальной системы автоматического управления, способной следить и за подачей топлива, и за характеристиками полета, и за взаимодействием двигателей.

Успешные полеты наших ракет и спутников говорят о том, что проблема автоматического управления на расстоянии гигантскими ракетами нами разрешена.

...Беспрерывно несутся со спутника в эфир радиосигналы. Люди слышат их, но мало кто знает, что в снаряде работает специальное программное устройство и маленькая машинная "память". Это они получают данные от приборов и подготавливают для передачи на Землю. Здесь сигналы со спутника регистрируются. Километры магнитной пленки несут на себе запись знаков радиостанции новой Луны. Производится тщательный анализ сигналов с помощью электронных вычислительных машин.

Мы не случайно говорим в этой главе об удивительных фактах, вписанных в небосвод. Спутники и ракеты дают громадный толчок всей науке и технике.

Самое замечательное достижение науки XX века несет в себе светлую мысль, неисчерпаемую энергию, смелую изобретательность, вдохновение, упорство, великий труд советских людей.

Недаром видный французский ученый Альбер Дюкрок, крупный авторитет в области кибернетики и электроники, заявил, что спутники являются выражением высокой степени совершенства Советской страны в наиболее современных отраслях науки: электрометаллургии, кибернетике, электронике, химии и других.

Но так уж устроен советский человек. Его взгляд устремлен в будущее. И наши ученые с вдохновением и небывалым энтузиазмом уже работают над более совершенными космическими аппаратами.

Еще совсем недавно известный советский ученый академик Амбарцумян говорил, что развитие современной автоматики и электронных вычислительных машин позволяет в принципе построить аппаратуру, которая не только может производить измерения, но также может разумно, без участия человека решать вопрос о том, какие именно измерения следует производить и как следует их расположить в зависимости от результатов измерений.

И вот сегодня наша автоматика стала не только земной, но и космической. В космос послана ракета - автоматическая лаборатория. Недалек тот день, когда полетят и целые обсерватории, управляемые электронными роботами.

Такие высшие космические автоматы позволят в недалеком будущем послать в мировое пространство и аппараты с людьми. Ждать осталось недолго!

В 1943 году родилась первая электронная "думающая" машина. Спустя немного времени появился на свет и первый робот-исполин.

Говорят, что это начало новой эры.

"Вторая промышленная революция", - считают другие.

"Событие, более значительное, чем открытие атомной энергии", - думают третьи.

Стоит ли спорить? Нам кажется, важнее определить, к чему приведет развитие таких машин.