Завод без рабочих

Завод без рабочих

Все машины и механизмы, которые нас окружают, сделаны на заводах. Одежда и обувь, которые мы носим, сшиты на фабриках. Книги напечатаны в типографиях. Хлеб выпечен на хлебозаводе, а йогурт изготовлен на молочном комбинате. Короче говоря, мы постоянно соприкасаемся и используем изделия, изготовленные на заводах и фабриках. Значение промышленного производства столь велико, что внедрение информационных технологий началось именно здесь.

Карл, ты не прав!

В конце XIX – начале XX века численность производственных рабочих стремительно росла: строились новые заводы и расширялись действующие, осваивались новые территории и создавались революционные технологии. В это время казалось, что именно производственные рабочие (пролетариат) создают все материальные товары.

Сегодня стало ясно, что рабочие только воспроизводят в материале то, что разработано, спроектировано инженерами. Иными словами, информационную основу производства создают инженеры и научные работники. Создаваемые ими схемы, чертежи, технологии, методики называются конструкторской и технологической документацией. По этой документации (а вернее, по информации, выполненной в виде документации) рабочие и производят соответствующие изделия.

При создании документации инженеры используют накопленные человечеством знания. И разработка новых изделий или технологий – это дополнение существующих знаний новыми, которые рождаются за счет интеллекта и профессиональных знаний инженеров. Тем самым растет и сумма знаний человечества. Создавая, например, новую более эффективную осветительную лампу, инженеры используют знания об электричестве, свойствах металла, технологии работы со стеклом и многие другие. Придумав (разработав) новый сплав для нити накаливания, они создают лампу с новыми параметрами. Готовится соответствующая документация и можно начинать выпуск изделия (в нашем примере – это осветительная лампа) с новыми свойствами. Аналогично создаются и новые изделия – с использованием известных принципов реализуются новые качества. Так, в компакт-диске (CD) соединились известные принципы – лазер, цифровое преобразование звука, электричество и электроника. Инженеры воспользовались известными физическими принципами и создали новое изделие [50] .

После того как создана конструкторская и технологическая документация, можно организовывать производство. Однако для этого нужны денежные средства – инвестиции, с помощью которых осуществляется покупка или аренда рабочих помещений и необходимого оборудования, а также оборотные средства, используемые для обеспечения производства.

Теперь, чтобы начать производство, необходимо пригласить рабочих. Требования к квалификации рабочих существенно ниже, чем к инженерам. Это связано с тем, что инженеры привносят в результаты своего труда интеллект. А рабочие обязаны с максимальной точностью, т. е. без каких-либо изменений, реализовать в материале инженерные разработки. Естественно, подготовка рабочего сводится к изучению им станка (или другого механизма), на котором он должен работать. Рабочий также должен уметь читать документацию и пользоваться измерительными инструментами. Иными словами, он должен уметь пользоваться теми средствами, которые позволяют воспроизводить разработки в материале. Соответственно, рабочий должен овладеть гораздо меньшим объемом знаний, чем специалист. Поэтому и учится он значительно меньше. И когда в СССР с середины 20-х годов XX века началась индустриализация, число рабочих резко увеличилось за счет прихода на заводы и стройки малограмотных (а часто и совершенно неграмотных) крестьян. Они проходили ускоренное обучение в школах ФЗО (фабрично-заводских объединений) и нормально работали.

Естественно, что не пролетариат определяет развитие техники, технологии и экономики в целом. И не от рабочих зависит вектор движения общества.

Автоматизация в машиностроении

Все трудовые операции, которые выполняет рабочий, можно представить в виде суммы элементарных действий [51] . В процессе выполнения этих действий рабочий:

• использует свои физические силы (подносит и устанавливает заготовки, относит готовые изделия, меняет инструмент и т. д.);

• читает документацию (получает информацию);

• измеряет изделие (проводит сравнение исходных данных в документации с материальной реализацией).

Эти трудовые действия могут быть автоматизированы. Уже давно работают автоматические манипуляторы, оснащенные различными видами захватов. Оптические, механические и радиодатчики позволяют обнаружить нужный предмет. Манипулятор может установить (или уложить) его в определенное место. Такой манипулятор заменяет физические усилия рабочего. Сегодня многочисленные измерительные приборы (лазерные [52] , оптические и радиолокационные) измеряют обрабатываемые детали гораздо качественнее (с большей точностью) и быстрее человека. И, что принципиально важно, непрерывно в процессе обработки детали. Конструкторская и технологическая документация (как любая информация) может быть представлена в различной форме. В том числе, и двоичной. В этом случае ее легко передать в память станка с компьютерным (или как его еще называют – программным) управлением. С помощью указанных средств строится система управления технологическими процессами производственных предприятий.

Развитие автоматических производственных систем началось в 60-е годы XX века, после того как в Европе была восстановлена промышленность (после военных разрушений), начался подъем экономики, сократилась безработица и встал вопрос о квалифицированных рабочих кадрах. Их не хватало: резко увеличилась численность конторских рабочих, а привлеченные иностранные рабочие (из Турции и севера Африки) не обладали нужной квалификацией.

Следует учесть, что уровень развития современной технологии требует высокой точности обработки материалов [53] . Одновременно увеличилась и скорость обработки. Человек, в силу ограниченности своих способностей, уже не мог обеспечить изготовления деталей с требуемыми параметрами. Необходимо было применять различные автоматические системы, способные обеспечить требуемое качество обработки с нужной точностью. Автоматические производственные системы (САМ – computer-aided manufacturing – управление предприятием с помощью компьютера) создавались в двух модификациях: специализированные и с программным управлением. Первые из них были рассчитаны на массовое производство однотипных элементов, например деталей двигателя автомобиля или платы управления телевизором. Такие системы должны производить однотипные узлы или детали в течение длительного времени, вплоть до физического износа оборудования. В станках комплекса жестко задано управление, т. е. оно не может быть изменено. И рабочие органы станков специализированные (а не универсальные), настроенные на выполнение конкретных операций. Такой автоматический комплекс, включающий обрабатывающие станки и манипуляторы, выполняет конкретную работу с максимальной эффективностью. И, конечно, не может перенастраиваться на новые детали и узлы.

Станки с программным управлением (фактически – со встроенным компьютером) при крупносерийном производстве менее эффективны, чем специализированные комплексы. Это связано с тем, что они имеют универсальные рабочие органы, на которых можно изготавливать различные детали и узлы. Использование интеллектуальной программной системы управления позволило поднять производство на качественно новый уровень: теперь можно ввести в память компьютера конструкторскую документацию и получить на таком станке необходимую деталь. Если же изменять документацию (то есть исправлять в компьютере данные о конструкции изделия), то можно автоматически получать индивидуальные детали. Если же установить несколько станков и связать их манипуляторами (тоже с программным управлением), получится производственная линия с программным управлением. Компьютеры, встроенные в станки и манипуляторы этой линии, связываются с центральным компьютером всей системы по локальной вычислительной сети. Таким образом, формируется заводская вычислительная система. Теперь по этой сети можно передавать данные по деталям и узлам, которые должны быть обработаны на данном станке. Естественно, на линии с программным управлением могут изготавливаться различные узлы и детали. А время перехода на новое изделие определяется только периодом смены оснастки.

Можно назвать основные причины, приводящие к увеличению использования программного управления в промышленности:

• сокращение сроков внедрения новых изделий;

• возможность выпуска изделий с индивидуальными характеристиками;

• обеспечение более высокого качества выпускаемых изделий;

• обеспечение контроля состояния оборудования;

• сокращение трудозатрат.

Сегодня уровень насыщенности рынка столь высок, что для того чтобы иметь свою устойчивую долю, необходимо выпускать продукцию, ориентированную на конкретного потребителя. И при этом сохранить невысокую стоимость изделия, что возможно только при массовом производстве. Реализовать массовый выпуск продукции с индивидуальными свойствами можно только с применением информационных технологий, когда все станки имеют собственное программное управление. Естественно, они должны получать исходные данные от единого центра.

С конца XX века в развитых странах автомобили выпускаются только по индивидуальному заказу: покупатель сам выбирает тип корпуса, двигатель, коробку переключения передач, отделку салона, оснащение автомобиля, цвет корпуса и салона и многое другое. В соответствии с этими конкретными требованиями завод изготавливает индивидуальный автомобиль, а производится он на конвейере вместе с множеством других автомобилей. На заводе компании BMW экскурсантам даже предлагается найти на конвейере два одинаковых автомобиля. Нашедшему – значительный денежный приз. Естественно – все ищут. И не находят: на конвейере – только разные автомобили. Конвейер, на котором организовано массовое производство индивидуальных автомобилей, может быть построен только с использованием программного управления.

Станки с программным управлением продолжают совершенствоваться. Они оснащаются собственными считывающими устройствами, позволяющими определять, какое изделие сейчас находится в работе. После этого, в соответствии с конструкторской документацией, производится именно та деталь, которая нужна для данного изделия.