Владимир Бусленко - Наш коллега - робот
- Современное предприятие - это такое, где материалы практически не лежат без движения!
- Современное предприятие начинается там, где человек покидает непосредственное производство!
Попробуем разобраться в этом конгломерате суждений. Специалисты утверждают, что самая характерная черта современного "завода будущего" это то, что его эффективность не зависит от величины партии, то есть ему одинаково удобно и выгодно производить и миллион одинаковых шестеренок, и миллион совершенно разных.
И тут мы должны вспомнить, что самая характерная черта недавнего прошлого - это ужасающая тенденция к единообразию массового производства, зародившаяся еще в недрах промышленной революции. Только предельная массовость дает максимальную выгоду. Представьте себе, например, что вам нужно отчеканить тысячу одинаковых значков. Сначала следует изготовить штамп - форму для чеканки. Готовится он из твердого металла, и сделать его поэтому довольно непросто, но зато, когда он наконец закончен, дальнейшее представляется удивительно простым, - шлепай медные или алюминиевые кружочки, и порядок. Чем больше мы продадим наших значков, тем быстрее вернется к нам и сумма, заплаченная за изготовление штампа, и тем большую прибыль мы получим.
Представьте себе, что значки наши предназначены не для самой широкой публики, а изготавливаются для какого-нибудь учреждения, скажем, вуза, которому нужна небольшая партия. Может оказаться, что величина этой партии не в состоянии окупить цену, заплаченную за изготовление штампа. Что делать? Поднять цену на единичное изделие и за счет этого добиться рентабельности?
Так обычно и делается. Ну а если нужно изготовить всего, скажем, пять значков? Представляете, какую цену нужно заломить за каждый, чтобы "не вылететь в трубу"?
Так вот, современное предприятие, например, по производству значков, должно настолько легко перестраиваться с одного значка на другой, чтобы ему было одинаково выгодно делать и большие и маленькие партии, и даже отдельные экземпляры, и даже все вперемежку: вкрапливать отдельные значки или мелкие партии в поток массового заказа. Возможно ли такое? Нет! скажет неинформированный пессимист. Да! -ответит вдумчивый читатель, поверивший в возможности роботизации. Нужно поручить изготовление штампов роботу, а процесс программирования робота отдать на откуп ЭВМ.
Это и будет современная производственная система, которую мы по праву окрестили заводом-роботом. Итак, гибкость - свойство завидное и очень выгодное. Что еще характерно для завода-робота?
"Предприятия, которые сократят время нахождения материалов без движения, впервые можно будет назвать современными предприятиями", утверждают организаторы производства. Как это без движения? Давайте заставим материалы все время двигаться, добьемся ли мы звания современного завода? Нет! Что же это за проблема?
Оказывается, очень серьезная.
Время, затрачиваемое сейчас на предприятии на переработку материалов и обработку деталей, составляет всего лишь от 1 до 2,5 процента общего времени, протекающего от получения заказа до отгрузки готовой продукции. Большая часть времени уходит на перемещение материалов или на то, что они лежат без движения на полу. Утверждают, что, в свою очередь, и из этого мизерного времени обработки и сборки время действительной обработки на станках составляет порядка 15-20 процентов. Пожалуй, специалисты, которые сократят время нахождения материалов без обработки, впервые создадут современное предприятие. Естественно, мощный рычаг процесса сокращения потерь времени - комплексная роботизация.
Роботизация позволяет успешно бороться и с пресловутой "незавершенкой". По данным американских специалистов, 95 процентов своего времени заготовка проводит в ожидании очередной обработки или в транспортировке, а из того, что остается, то есть из пяти процентов, сам процесс обработки на станке занимает менее 30 процентов. Таким образом, для непосредственного изготовления детали используются лишь 1,5 процента времени нахождения ее на заводе. Поэтому, например, одним из центральных элементов японской производственной философии служит концепция "делать все вовремя".
Речь идет о системе, при которой материалы и компоненты доставляются в цехи лишь по мере надобности, а не накапливаются там. При этом достигается существенная экономия, так как обычно одна треть заводских площадей используется для хранения материалов и продукции.
Наконец, рассмотрим последний "нечеловеческий" фактор.
Сегодня мы нередко сталкиваемся с ситуацией, когда человек в силу своих ограниченных физических и психических качеств становится тормозом на пути развития производства, вынуждает оплачивать свое присутствие у печи или в цехе круглой суммой на создание приемлемых условий труда. Роботизация снимает эти ограничения и тем самым открывает пути к качественным преобразованиям в сфере производства, В цехах "безлюдного" завода можно установить станки, не нуждающиеся в эстетическом оформлении, без всяких гладких обводов, которые так "радуют глаз". Эго почти на треть сократит себестоимость станков. Понадобится значительно меньше металла, пластмасс, других материалов. Оператор, удаленный от станка, будет находиться в комфортабельных условиях, станки тогда можно располагать прямо на полу, а не поднимать их на "уровень человека", на что сейчас идет немало металла.
В автоматическом цехе можно не только снизить общие чисто человеческие требования к эстетическому оформлению, но и к воздушной среде цеха, существенно сократить и реорганизовать его площадь и объем. Такой цех совсем не обязательно не только проветривать (вспомним дорогостоящую систему вентиляторов), но и освещать - ведь робот может использовать ультразвуковое или инфракрасное зрение.
Все это приведет к резкому сокращению затрат и сроков строительства, сэкономит от 25 до 40 процентов цемента, железобетона, металлоконструкций, электроэнергии и других ресурсов. Резкое сокращение числа рабочих и служащих предприятия уменьшит затраты на соцкультбыт и другие элементы инфраструктуры, как правило, превышающие затраты на строительство предприятий в несколько раз.
Подобный завод-робот можно просто отключить, как пылесос или радиоприемник, когда в нем нет нужды, и снова включить - когда нужда появится. Так на производственную сцену стали выходить участки, цехи и заводы, даже относительно названия которых нет пока единого мнения. Вот некоторые примеры разных названий, в сущности, одного и того же: КАПС комплексно-автоматизированная производственная система; ПАЛ производственно-автоматическая линия; ГАП - гибкое автоматическое производство; МАК - механообрабатывающий комплекс; РТК - робототехнический комплекс; ИПС - интегрированная производственная система; ПМП переналаживаемое многономенклатурное производство; ГПС - гибкая производственная система. Последний термин сейчас, пожалуй, понимается и принимается всеми и более или менее одинаково. И все же всем приведенным выше названиям мы предпочли термин "завод-робот". Что же означает это предпочтение?
Прежде всего такому заводу присуща гибкость, переналаживаемость с одного вида изделия на другой. Вовторых - адаптивность к новым формам управления.
В-третьих - интеллектуальность в проектировании новых изделий, в планировании производства.
Одним из принципов смены поколений роботов является степень участия человека в управлении. Этот принцип с успехом применим и к нашему заводу-роботу.
Завод-робот первого поколения перепрограммировать довольно сложно, каждая его составляющая - свой "орешек" программизма.
Завод-робот второго поколения уже сам отчасти "помогает" себя программировать, он построен из унифицированных блоков технологического и программного обеспечения, управление им централизовано и автоматизировано.
Завод-робот третьего поколения обладает развитым интеллектом, сам проектирует, планирует и управляет производством своих изделий. Сам контролирует точность и свойства инструментов (не затупились ли) и сам подает сигнал на их замену.
Возможна и другая, историческая классификация трех поколений заводов-роботов. Первое поколение характеризуется тем, что на таких предприятиях внедрена массовая автоматизация на базе манипуляторов и станков с числовым программным управлением (ЧПУ). Второе поколение заводы, имеющие совершенные обрабатывающие центры и гибкие транспортные системы. Третье поколение - умное конструирование, планирование и управление при помощи ЭВМ.
Гибкие производственные системы завершают процесс автоматизации промышленных предприятий, начавшийся в 50-х годах. Сначала появились станки с числовым управлением, автоматически выполняющие различные операции в соответствии с закодированными командами на перфоленте. Затем стали привычными частично компьютеризованные системы проектирования и производственные системы, в которых чертежные доски заменены электронно-лучевыми трубками, а перфоленты - ЭВМ.
