АВТОМАТИЗАЦИЯ Сама по себе обратная связь довольно простая вещь. Но в соединении со способностью управлять процессом на расстоянии, приводя в действие нажатием пальца тысячи лошадиных сил, человек приобрел потрясающие возможности. Машины могут хранить и обрабатывать информацию в огромных количествах, усваивать и использовать ее в считанные микросекунды. Связывая машины, хранящие информацию, с машинами, выполняющими расчеты, или другими, у которых, например, чувствительность к свету или прикосновению больше, чем у человека, можно получить систему, которая будет выполнять последовательность операций с недоступной человеку скоростью, точностью и "чувствительностью".
Непрерывное производство. Обратную связь в больших масштабах первой начала использовать перерабатывающая промышленность и энергетика. К середине 1950-х годов в США были почти полностью автоматизированы некоторые нефтеперерабатывающие заводы и несколько атомных электростанций. Такое лидерство объясняется природой этих отраслей промышленности; нефтепродукты и газы, например, могут легко транспортироваться по трубам, а атомные электростанции требуют дистанционного управления реактором.
Промышленность настойчиво изыскивает подходы, которые позволили бы производить высококачественные продукты при низкой стоимости. Значительные успехи были достигнуты 1) в разработке аналитических приборов, позволяющих контролировать технологический режим и анализировать химический состав газов и жидкостей в сотнях точек внутри технологической установки, 2) в разработке и конструировании разнообразного автоматически управляемого оборудования, 3) в использовании больших компьютеров для управления технологическими процессами, 4) в оптимизации производительности промышленного оборудования.
Наиболее яркие достижения в управлении процессами были результатом использования цифровых компьютеров. Цифровые компьютеры могут быть запрограммированы так, что будут справляться и с непредвиденными ситуациями, которые могут возникнуть в технологическом процессе. При этом автоматически управляемое оборудование может функционировать с исключительно малыми допусками и немедленно реагировать на отклонения от правильного течения процесса. Современные телеметрические средства позволяют интегрировать эти компьютеры в единую информационную систему управления ресурсами. См. также КОМПЬЮТЕР; ТЕЛЕМЕТРИЯ.
Дискретное производство. Этот тип производства включает, как правило, три широкие категории: 1) поточное (массовое) производство - процесс, который подходит для изготовления в больших количествах одной и той же детали или продукта, как, например, при производстве пуговиц или автомобилей, 2) мелкосерийное производство - изготовление деталей или продуктов партиями от нескольких сотен до нескольких тысяч ежегодно (скажем, микроскоп или охотничье ружье) и 3) заказное или штучное производство - изготовление деталей или продуктов от одного или двух до нескольких сотен (например, реактор или крупная гидравлическая турбина). Поточное производство характеризуется предопределенной последовательностью операций, тщательно разработанных с целью обеспечить минимальную себестоимость при приемлемом качестве; эти операции требуют более специализированного оборудования и легче автоматизируются. Мелкосерийное и штучное производства имеют прерывистый характер, не придерживаются жестко какой-либо неизменной последовательности операций, используют универсальное оборудование, занимают значительно более длительное время, имеют более высокую себестоимость и меньше поддаются автоматизации.
Усилия по автоматизации некоторых операций поточного и мелкосерийного производств начались с разработки станков с числовым программным управлением. Числовое управление с помощью предварительно запрограммированных перфолент заменило настраиваемые вручную кулачки и храповики, которые до той поры управляли работой станков. С появлением миникомпьютеров стало возможным прямое цифровое управление (ПЦУ). ПЦУ представляет собой централизованное управление с помощью компьютера группой станков и обеспечивает работу небольших автоматизированных систем механической обработки. Когда в середине 1970-х годов стали доступны микропроцессоры, появилось компьютерное числовое управление, что позволило создать станки, которые управлялись отдельным микропроцессором, допускавшим перепрограммирование, и оказались экономически эффективными (см. также СТАНКИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ). В 1960-х годах стали доступны роботы - перепрограммируемые многофункциональные манипуляторы. Роботы позволяют обеспечить полную автоматизацию, особенно в таких видах деятельности, которые являются опасными или требуют точности и высокой степени повторяемости операций. Эти технологии привели к значительным успехам в области обработки материалов, что, в свою очередь, послужило важным фактором в развитии автоматизации складского хозяйства. См. также РОБОТ.
Успехи в информационной технологии, особенно в интерактивной графике, связи, системах управления базами данных и в прикладном программном обеспечении, позволили развить два важных направления - проектирование с помощью компьютеров (САПР) и производство с помощью компьютеров (АСУП). Соответствующие системы открывают перспективу значительного повышения эффективности инженерно-технического и промышленного труда.
Будущее автоматизации. Хотя трудно прогнозировать возможное влияние автоматизации на промышленность и сферу обслуживания, одно кажется несомненным: тенденция создания и распространения автоматизированных систем сохранится. Вместо того чтобы разрабатывать узлы и компоненты, а затем их согласовывать и строить автоматическую систему, предпочтение будет отдано разработке самой системы. Конкретные области технологии, а также различных технических дисциплин, которые развиваются по отдельности, будут сближаться.