Роботы: Тотальная автоматизация
В прошлом посту я обещал написать о проблемах промышленных роботов. Не напишу. Решил по-вредничать. Вместо этого я решил написать о тотальной автоматизации.
В силу жизненного опыта я видел немало примеров разного уровня автоматизации в различих промышленных облостях: начиная от машиностроения и заканчивая производством упаковочных материалов. Потому все мои рассуждения будут строится на основе моего опыта. Наверное можно было бы изучить вопрос серьезнее, втиснуть в статью графики, тренды и прочую статистику. Не буду. На мой взгляд, статистика, законы больших чисел применяются там где у исследователя нет достаточых данных структурировать изучаемую область и сделать выводы. У меня задача проще, я пищу для непрофессионалов и потому загрузка статьи разными техническими подробностями занятие непродуктивное.
Концептуально, всю автоматизацию производства можно разделить на три части и их комбинации:
I. Станки агрегаты или производственные комплексы.
Я видел несколько таких агрегатов. В один из них, я помню, заливали с одной стороны молоко, с другой упаковывали творог. Не спрашивайте как это работает и сколько длится технологический цикл - не знаю. Вообще все массовое производство давно уже завернуто в автоматизированные технологические процессы.
Примерно так они выглядят, эти комплексы.
К тому же классу нужно отнести автоматические химические и нефтеперерабатывающие заводы:
Особенность, принципиальное отличие таких промышленных комплексов от других подходов к автоматизации заключается в том что они проектироались:
1) С учетом отработанных технологий производства.
2) С минимизацией присутствия человека, то есть для такого проиводства требуется: оператор, инженер-наладчик и администратор.
3) с учетом возможности производства диапазона готовой продукции при неукоснительном соблюдении качественных параметров сырья и технологических процессов.
Разумеется список можно продолжить, но нас интересуют только эти 3 принципа. Из них следует, что все управление отдано программе, как бы она не была представлена. Иными словами - технологический цикл и есть программа, параметризуемая, в пределах гибкая, но намертво "прибитая гвоздями" к железу.
II. Промышленные роботы.
О них я писал, но в конексте данной статьи полезно будет выделить приципы разработки и области применения:
1) Промышленный робот - это имитация человека, вернее его функции в промышленном производстве. Это значит - соседство с человеком-рабочим допустимо, в рамках конечно. Из собственного опыта :)
2) Программирование роботов - это вполне инженерная задача не требующая архисложных вычислений или какой-то высокой математики. У робота-манипулятора 6 степеней свободы, значит с учетом инертности движения механических частей расчитывать следующую позицию в пространстве можно почти в реальном времени. То есть вывод: робот вполне замена рабочему на ковейре и не только.
3) Робот автономен и может быть быть использован как Lego-кирпич везде где его применение будет экономически оправдано.
Современный конвейер
Человек здесь лишний.
Как видно между первым и вторым подходом разница очень значительная. Сходство только одно - и там и там - определяющим фактором является программа, по разному представленная.
III. 3-D принтеры.
На мой взгляд это будущее многих отраслей промышленности:
3-D принтер это, простыми словами, агрегат работающий как струйный принтер только в трех измерениях. Суть их работы состоит в напылении, "выращивании" изделия из заданного материала. Конечно на данный момент изделия производимые такими принтерами сильно ограничены материалами с качеством быстрого перехода из жидкого, желеобразного перехода в твердое. Но не за горами и освоение других материалов. Например, в недалеком будущем возможно скрещивание 3-D принтеров и порошковой металлургии
Детали изготовленные методом порошковой металлургии.
Порошковая металлургия - это, выражаясь простыми словами, спекание, спресовывание различных металлических порошков в определенную форму.
3-D принтеры пришли по сути дела из так называемых CAD/CAM ( Computer Aided Design/ Computer Aided Manufacturing) систем. Подробнее об этих системах я напишу в следующих постах. Здесь замечу только что: (1) эти системы достойны отдельного и более полного расмотрения и (2) их основное назначение сводится к моделированию изделий промышленного производства и подготовки технологической документации.
Типичный 3-D принтер
и его произведение
Если почитать о 3-D принтерах побольше, поразмыслить, то получается:
1) Дизайн изделия будет ограничен только размерами и метериалом. Иными словами, при дальнейшем развитии этого класса станков технологический цикл изделия сократится в разы, а малосерийное и несерийное производство удешевится настолько что автоматизация производства перестанет быть прерогативой крупного промышленного производства.
2) Из первого следует второе. Затраты на производтсва сместятся с позиций технологической подготовки, создания и поддержки инфраструктуры производства, обучения персонала и затраты на его поддержку на подготовку программного обеспечения и обслуживание станков-принтеров.
3) Такой подход обеспечит максимум гибкости и минимум зависимости от сложной инфраструктуры производства.
Нужен ли будет человек - да, но в масштабах значительно меньших.
Если просумировать вышесказанное и продолжить рассуждения, то получим:
1) Во всех трех подходах к автоматизации проявляется зависимость производства от программы:
- в первом случае она реализована "в железе";
- во втором как имитация деятельности человека: антропоидный вариант;
- в третьем как прямая передача от современного компьютера к станку, human being исключен как сущность.
2) Решения на всех трех направлениях со временем унифицировались и продолжат унифицироваться. Основой всякой унификации есть стардартизация.
3) Очевидно, что все три варианта со временем будут вытеснять человека на всех производствах, без исключения.
Комбинируя все три варианта можно добться появления унифицированного ( в определенных рамках, конечно) и полностью автоматизированного производства с минимальным участием человека при двух условиях, условиях взаимо-перекрывающихся.
1) Все эти "кубики" должны иметь стандартный и интерфейс, причем интерфейс адаптивный.
2) Должна иметь место "Управляющая программа";
Второе здесь, конечно, главное и последнее в этой статье. Вот о ней-то я и хотел написать - как о проблеме промышленных роботов.
Д.Е.Галковский в своих блогах об антропоидных роботах отметил о наличии у США национальной программы на замену производства основанного на человеческих ресурсах на производство полностью автоматизированное. Может быть. Но на мой взагляд если она и есть, то она необходимо занимается указанными двумя пунктами и ничем больше.
Если таковая есть, то это делается через системы грантов и частных инициатив в университетах, инженерных школах. До какой степени она охватывает национальную экономику - это вопрос интересный. Думаю, если и будет что-то выстраиваться то это нее будет постепенное переползание с одного производства на другое, а скорее будет скачок в развитии. Как это было с интернетом. То есть сейчас это незаметно, но когда этот процесс начнется, то будет иметь лавинообразный характер.
В силу жизненного опыта я видел немало примеров разного уровня автоматизации в различих промышленных облостях: начиная от машиностроения и заканчивая производством упаковочных материалов. Потому все мои рассуждения будут строится на основе моего опыта. Наверное можно было бы изучить вопрос серьезнее, втиснуть в статью графики, тренды и прочую статистику. Не буду. На мой взгляд, статистика, законы больших чисел применяются там где у исследователя нет достаточых данных структурировать изучаемую область и сделать выводы. У меня задача проще, я пищу для непрофессионалов и потому загрузка статьи разными техническими подробностями занятие непродуктивное.
Концептуально, всю автоматизацию производства можно разделить на три части и их комбинации:
I. Станки агрегаты или производственные комплексы.
Я видел несколько таких агрегатов. В один из них, я помню, заливали с одной стороны молоко, с другой упаковывали творог. Не спрашивайте как это работает и сколько длится технологический цикл - не знаю. Вообще все массовое производство давно уже завернуто в автоматизированные технологические процессы.
Примерно так они выглядят, эти комплексы.
К тому же классу нужно отнести автоматические химические и нефтеперерабатывающие заводы:
Особенность, принципиальное отличие таких промышленных комплексов от других подходов к автоматизации заключается в том что они проектироались:
1) С учетом отработанных технологий производства.
2) С минимизацией присутствия человека, то есть для такого проиводства требуется: оператор, инженер-наладчик и администратор.
3) с учетом возможности производства диапазона готовой продукции при неукоснительном соблюдении качественных параметров сырья и технологических процессов.
Разумеется список можно продолжить, но нас интересуют только эти 3 принципа. Из них следует, что все управление отдано программе, как бы она не была представлена. Иными словами - технологический цикл и есть программа, параметризуемая, в пределах гибкая, но намертво "прибитая гвоздями" к железу.
II. Промышленные роботы.
О них я писал, но в конексте данной статьи полезно будет выделить приципы разработки и области применения:
1) Промышленный робот - это имитация человека, вернее его функции в промышленном производстве. Это значит - соседство с человеком-рабочим допустимо, в рамках конечно. Из собственного опыта :)
2) Программирование роботов - это вполне инженерная задача не требующая архисложных вычислений или какой-то высокой математики. У робота-манипулятора 6 степеней свободы, значит с учетом инертности движения механических частей расчитывать следующую позицию в пространстве можно почти в реальном времени. То есть вывод: робот вполне замена рабочему на ковейре и не только.
3) Робот автономен и может быть быть использован как Lego-кирпич везде где его применение будет экономически оправдано.
Современный конвейер
Человек здесь лишний.
Как видно между первым и вторым подходом разница очень значительная. Сходство только одно - и там и там - определяющим фактором является программа, по разному представленная.
III. 3-D принтеры.
На мой взгляд это будущее многих отраслей промышленности:
Click to view3-D принтер это, простыми словами, агрегат работающий как струйный принтер только в трех измерениях. Суть их работы состоит в напылении, "выращивании" изделия из заданного материала. Конечно на данный момент изделия производимые такими принтерами сильно ограничены материалами с качеством быстрого перехода из жидкого, желеобразного перехода в твердое. Но не за горами и освоение других материалов. Например, в недалеком будущем возможно скрещивание 3-D принтеров и порошковой металлургии
Детали изготовленные методом порошковой металлургии.
Порошковая металлургия - это, выражаясь простыми словами, спекание, спресовывание различных металлических порошков в определенную форму.
3-D принтеры пришли по сути дела из так называемых CAD/CAM ( Computer Aided Design/ Computer Aided Manufacturing) систем. Подробнее об этих системах я напишу в следующих постах. Здесь замечу только что: (1) эти системы достойны отдельного и более полного расмотрения и (2) их основное назначение сводится к моделированию изделий промышленного производства и подготовки технологической документации.
Типичный 3-D принтер
и его произведение
Если почитать о 3-D принтерах побольше, поразмыслить, то получается:
1) Дизайн изделия будет ограничен только размерами и метериалом. Иными словами, при дальнейшем развитии этого класса станков технологический цикл изделия сократится в разы, а малосерийное и несерийное производство удешевится настолько что автоматизация производства перестанет быть прерогативой крупного промышленного производства.
2) Из первого следует второе. Затраты на производтсва сместятся с позиций технологической подготовки, создания и поддержки инфраструктуры производства, обучения персонала и затраты на его поддержку на подготовку программного обеспечения и обслуживание станков-принтеров.
3) Такой подход обеспечит максимум гибкости и минимум зависимости от сложной инфраструктуры производства.
Нужен ли будет человек - да, но в масштабах значительно меньших.
Если просумировать вышесказанное и продолжить рассуждения, то получим:
1) Во всех трех подходах к автоматизации проявляется зависимость производства от программы:
- в первом случае она реализована "в железе";
- во втором как имитация деятельности человека: антропоидный вариант;
- в третьем как прямая передача от современного компьютера к станку, human being исключен как сущность.
2) Решения на всех трех направлениях со временем унифицировались и продолжат унифицироваться. Основой всякой унификации есть стардартизация.
3) Очевидно, что все три варианта со временем будут вытеснять человека на всех производствах, без исключения.
Комбинируя все три варианта можно добться появления унифицированного ( в определенных рамках, конечно) и полностью автоматизированного производства с минимальным участием человека при двух условиях, условиях взаимо-перекрывающихся.
1) Все эти "кубики" должны иметь стандартный и интерфейс, причем интерфейс адаптивный.
2) Должна иметь место "Управляющая программа";
Второе здесь, конечно, главное и последнее в этой статье. Вот о ней-то я и хотел написать - как о проблеме промышленных роботов.
Д.Е.Галковский в своих блогах об антропоидных роботах отметил о наличии у США национальной программы на замену производства основанного на человеческих ресурсах на производство полностью автоматизированное. Может быть. Но на мой взагляд если она и есть, то она необходимо занимается указанными двумя пунктами и ничем больше.
Если таковая есть, то это делается через системы грантов и частных инициатив в университетах, инженерных школах. До какой степени она охватывает национальную экономику - это вопрос интересный. Думаю, если и будет что-то выстраиваться то это нее будет постепенное переползание с одного производства на другое, а скорее будет скачок в развитии. Как это было с интернетом. То есть сейчас это незаметно, но когда этот процесс начнется, то будет иметь лавинообразный характер.