Все! Чертеж и наряд содержали полную информацию о том, что и как ему нужно делать дальше. В них содержались совершенно ясные токарю указания о порученной ему работе. И размеры изделия, и допуски, и твердость материала, и технические условия на "биение", "эксцентричность", "перекосы", и нормы и т. д. и т. п.
Указаний о том, что токарь должен брать заготовки из ящика, устанавливать их на станок, снимать обработанные изделия, там не было. Документация адресовалась квалифицированному человеку, который любые указания на эту тему воспринял бы как глупую шутку недостойную внимания.
Если к станку вместо человека становится автомат, дело выглядит совершенно по-другому. Еще тогда, когда промышленные роботы существовали только в воображении их создателей, в чертежах и исследованиях, стало ясно, что нельзя будет просто взять робот за его механическую руку, подвести к станку, вручить ему чертеж и наряд, уважительно, как человеку, сказать:
"Ну, ПР-2816! Беритесь за дело, теперь на вас вся надежда!" — и спокойно уйти. Вы спокойно уйдете, а он будет спокойно стоять, ничего не делая!
У средневекового мастера вся технология была в уме, а также в словах и в палке, с помощью которых он ее растолковывал нерадивым подмастерьям. 50–40 лет назад для организации производства было достаточно маршрутной технологии, чертежей и нарядов. Ведь тогда вся документация адресовалась человеку, которому все было ясно!
Ученик, подмастерье, мастер, любой человек обладает способностями понимать, запоминать, сопоставлять, учиться, использовать в трудовом процессе механизмы своего интеллекта. Каждое новое задание, новая работа обогащают, расширяют опыт, повышают квалификацию. Человеком управляет разум, человек работает "по-человечески". Чем больший опыт он накопит, тем более краткими и общими могут быть указания, тем более сложными — поручения. Он поймет и сделает.
Когда к станку вместо человека становится робот, с ним по-человечески нельзя. Ничего не получится! Роботу нужна подробная программа работы, которую ему хотят поручить. В этом смысле манипулятор с программным управлением сродни станку с программным управлением.
Ими, как всеми автоматами, управляет логика. Каждое новое задание нужно сопроводить подробной программой. Будь это задание десятым или сотым по счету — все равно! Задание нужно разработать во всех подробностях и записать в коде, понятном системе управления автомата, всем логическим цепям этой системы.
Указания, которых было достаточно человеку, а также все то, что подразумевалось само собой разумеющимся и скрывалось между строками задания, — все это всплывает как совершенно смутные, неконкретные и недостаточно полные понятия технологии теперь, когда к станку становится робот. Даже когда это задание кажется совершенно простым.
Взять заготовку и установить ее на станок? Позвольте! Откуда ее взять! На какую высоту ее нужно поднять? В каких направлениях переместить и на какие углы повернуть, чтобы она стала на место? С какими скоростями она должна двигаться и поворачиваться? Каким образом нужно установить захват, чтобы он мог удобно и точно взять заготовку? И по какой траектории его двигать, устанавливая заготовку?
Вы сами видите, насколько "по-человечески" звучит фраза "установить заготовку", описывающая одну из технологических операций; настолько просто, что ее не имело смысла упоминать в документах. И в какое смутное понятие эта фраза превращается, когда надо автоматизировать "простую" операцию — какое множество дополнительных вопросов сразу возникает!
Технологический процесс, в котором участвует человек, и полностью автоматизированный технологический процесс — это всегда два разных процесса, если даже оба они одинаковы по содержанию, оба, например, имеют назначением обработку ступенчатых валиков.
Разработка каждой новой системы автоматизации сопряжена с необходимостью отвечать на многие вопросы. Но далеко не всегда эти вопросы оказываются такими "неожиданными" и сложными, а автоматизируемые операции настолько мало "пригодными" для этой цели, как при внедрении роботов.
Когда создавались и внедрялись станки с программным управлением — станки универсальной специализации, — возникало множество вопросов о том, как строить и рассчитывать программы движений инструмента и изделия. Однако все эти вопросы не были неожиданными. Руководством, отвечающим на них, служил чертеж, тот самый, которым руководствовался токарь. В чертеже содержится значительная часть необходимой информации; ее легко перевести в набор цифр, логических действий, записать в коде, понятном станку, как они были понятны человеку.
Станки с цифровым управлением знаменовали важный, но только первый этап комплексной цифровой автоматизации производства. Они не исключили человека из технологического процесса, оставив на его долю "простые" операции, не требующие высокой квалификации, но самые "человеческие" по содержанию.
Промышленный робот может завершить комплексную автоматизацию, освобождая человека от непосредственного участия в процессе производства, оставляя за ним лишь обязанности поддержания и обеспечения бесперебойной работы. На этом этапе автоматизации возникает ряд смутных понятий и вопросов, неожиданных потому, что ответов на них не было ни в какой технической документации и решить их можно было различными путями.
Разум и логика
А что касается процессов сборки, то они до сих пор в большинстве своем представляют собой такую область технологии, которая при любой попытке что-то автоматизировать оказывается полным-полна неясностей и неожиданных сложностей. Неспроста так низок уровень автоматизации этих процессов!
Давайте проследим за тем, как человек осваивает какую-либо сборочную операцию; а вы в уме все время прикидывайте, как робот должен был бы выполнять эту операцию, какую программу действий надо ему подсказать.
На конвейер пришел новичок. Его ставят на простую операцию; период обучения этой операции короток, но он не простая формальность, а необходимый этап достижения мастерства. Хотя у обучающегося есть все, что нужно для качественного и быстрого выполнения операции: детали, инструмент, приспособления, причем все это расположено наилучшим образом, все под руками, — все равно поначалу это непросто. Каждая операция рассчитана на квалифицированного оператора — это значит, что у него гайка на болт "наживляется" сразу, не перекашивается, не заедает; что, устанавливая в кузове автомобиля сиденье, оператор чувствует, когда и где нужно нажать, оттянуть, повернуть, чтобы оно правильно и быстро стало на место; что, присоединяя рычаги, он сумеет быстро найти нужное им положение. Всему нужно научиться, получить навыки.
Ни в одной технологии вы не найдете указания, как наворачивать гайку на болт без перекоса, когда и где нужно нажать на сиденье, чтобы оно правильно стало на место. Считается само собой разумеющимся, что человек, осваивая операцию, будет думать, соображать, как ему удобнее, проще, быстрее выполнять эту операцию. Он сам для себя найдет и построит весь набор необходимых действий и движений, сам для себя разработает подробную программу операции, прочно уложит ее в свойственное ему подмножество движений (ведь вы знаете, что два оператора одну и ту же операцию будут делать по-разному, даже если они — вы и ваш папа).
В период обучения мозг человека все время связан со всеми участками рабочего места. Он следит за движением конвейера, смотрит туда, откуда берет деталь, инструмент. Каждому движению предпосылает мысль, взгляд; каждый раз система управления этим движением — система с обратной связью охватывает много подробностей, много объектов. Движения поначалу получаются торопливыми, излишне размашистыми. Каждый раз надо задумываться: подчас не сразу понятно, то ли лучше шагнуть за движущимся конвейером, то ли согнуться, или просто вытянуть руки…
Но вот процесс обучения окончен. Привычные движения очень экономны и не кажутся торопливыми. Глаза лишь иногда, и то мельком, оглядывают рабочее место. Обратные связи не нарушены, но система управления движениями значительно "укоротилась", стала оперативнее, требует минимального объема информации.