Приветствую Вас, Гость
Главная » Статьи » Журнал "Юность"

Человек и АСУ

 Михаил Сидоров

Михаил Сидоров — конструктор, специалист по автоматическим системам управления.
По образованию физик. Мы печатаем первый его очерк.

«Вычислительная машина ценна ровно настолько, насколько ценен использующий ее человек».
Норберт Винер
Помню знакомство с конвертерами. Шагнул в цех и зажмурился: рубиновое солнце жарко смотрело
мне в лицо. Вдруг оно покачнулось и выплеснуло куда-то вниз гибкую слепяще-рубиновую
струю металла. Белые, красные, желтые искры поднялись и осыпались вокруг. Когда глаза пообвыкли, я увидел огненную горловину наклоненного конвертера, сливающего сталь. Поодаль, в ряд с первым, стояли крутобокие стальные тела еще двух конверторов.
Такой конвертор — гигант. Рост его с пятиэтажный дом. «Москвич» может свободно въехать в его
горловину. Через нее конвертор питают сухой (металлолом, руда) и жидкой (расплав чугуна) пищей — шихтой. Из-под купола цеха сюда автоматически опускают жаростойкую фурму, по которой
в огненное нутро агрегата подают интенсификатор плавки — кислород. Минуты, и конвертор готов
к продувке кислорода. Оператор, находящийся у пульта управления в дистрибуторной (стеклянное окно-стена этого помещения расположено напротив и выше конверторов), нажимает кнопку «Пуск
кислорода». И вот уже из горловины хлещут огненные языки — началась плавка.
Перед оператором сонм вопросов. Сколько продуть кислорода, чтобы разогреть металл до температуры, заданной по технологии? Как завершить плавку, «поймав сотку», то есть с минимальным, не превышающим и сотой доли заданного процента отклонением содержания углерода в готовой стали? Как составить график вот этой конкретной плавки, и такой график, чтобы за меньшее время получить больше стали и таким образом повысить производительность труда?
Все эти и многие другие проблемы оператор должен решить в скоротечные полчаса, отведенные
по технологии на плавку. В этом-то и призваны ему помочь автоматизированная система управления
(АСУ) и ее электронно-вычислительная машина (ЭВМ) — создание разума и труда человека, усилитель его интеллекта.
...Если все познается в сравнении, то ЭВМ сравнима, пожалуй, только с человеческим мозгом.
Ученые подсчитали, что кубический сантиметр мозга содержит около десяти миллионов «решающих» и «думающих» нервных клеток — нейронов. В таком же объеме электронной «начинки» ЭВМ помещается лишь сто искусственных «нейронов» — миниатюрных  усилителей, сопротивлений, конденсаторов. Это количество «нейронов» еще недостаточно для приобретения электронно-вычислительной машиною качеств, присущих человеческому мозгу. Даже самые лучшие ЭВМ значительно уступают человеческому мозгу в аналитических способностях и совершенно не умеют работать с неточными представлениями, понятиями, идеями, то есть, лишены способностей к творчеству.
Зато вычислительные машины считают в миллион раз быстрее человека. Память у них изумительная. Некоторые машины умеют обучаться. В Киевском институте кибернетики есть машины, которые далее проектируют другие, подобные себе, ЭВМ.
Запоминать, считать, проектировать машины умеют. А управлять?
АСУ — это уже не только ЭВМ, но целый комплекс приборов контроля, регулирования, телемеханики. ЭВМ организует работу всей системы. Машину, выполняющую такие функции, обычно называют УВМ — управляющей вычислительной машиной. Но, конечно, управление это осуществляется под контролем человека.
Приборы и устройства АСУ автоматически, по команде управляющей машины, добывают, собирают и передают ей информацию о ходе плавки. Машина, «ознакомившись» с этой информацией, логически ее перерабатывает и, сделав необходимые расчеты, советует оператору конвертора, как вести плавку. Но «ум хорошо — два лучше», поэтому оператор внимательно следит за световым табло, на котором появляются рекомендации машины.
На разработку таких АСУ уходят годы жизни. На их внедрение — чуть меньше...
И вот наступает день...
...Плавка окончена. Фурма стремительно вышла из конвертора и остановилась, покачиваясь над его огнедышащей горловиной. «Попали в анализ»,— говорит оператор, взглянув на табло. Это значает,
что температура и химический состав выплавленной стали соответствуют заказу. Напряжение в дистрибуторной спадает. Все облегченно вздыхают, кое-кто закуривает. Затем нас — математиков,
электронщиков, автоматчиков — обстреливают вопросами. Мы с готовностью отвечаем. Иногда, правда, нас не понимают, но ведь долго не понимали и Норберта Винера — родоначальника кибернетики, умевшего кратко, удивительно ясно и образно говорить о проблемах этой науки...
Мы счастливы. Ведь эта плавка проведена с помощью автоматизированной системы управления, в разработке, наладке и пуске которой есть большая доля и нашего труда.
Вспоминаю отладку системы...
Сколько дней, вечеров, ночей отдано ей, сколько нервов. Наладчик АСУ должен не только превосходно знать устройство системы, но и как бы чувствовать ее электронную «душу», в особенности «душу» УВМ. Машина должна работать без сбоев и быть точной, как звездные часы.
Первые же дни отладки машины выявили ее неровный «характер». Она была капризна и чуть что
не так — выходила из строя. За норов ее прозвали «электронным мустангом». Некоторые наладчицы — математические няни машины — по ночам плакали от непонимания «характера» подопечной.
Круглосуточное дежурство за пультом УВМ учит смекалке, терпению, тактичности. Знать — это быть выше неуважения к менее знающим. Не кричать — обучать! А глаза ввалились. Скулы не бриты. Реплики остроумно-ядовиты...
Пуск системы управления — период безраздельной власти наладчиков. Поле их деятельности весь цех, где проложены сотни километров кабелей линии связи, установлены десятки приборов и устройств АСУ. Иногда наладчики отвлекают производственников своими вопросами. Их терпят — есть приказ директора завода помогать. Помогают, сказать правду, редко. Чаще иронизируют по поводу надежности автоматики. Нередко в этой иронии прослеживается интерес узнавания нового. Очень любознательны киповцы — заводские специалисты но контрольно-измерительным приборам. Эти помогают, вникая. С ними работается легко, спокойно, уверенно. Для наладчика это счастливые и наиболее производительные часы.
Основная проблема отладки АСУ — стыковка множества ее блоков и устройств. Причем не только механическая и электрическая, но и логическая. Путать в логике построения АСУ нельзя. Алогичных АСУ не бывает. Они для автоматчика, как мертворожденные дети, пустота и страдания.
Многие из специалистов но автоматике — вечные командировочные. Их семьи живут ожиданием, и дети с удивлением встречают полузабытых, лобастых, чуточку отрешенных отцов... Эти отцы — неплохие математики; электронщики, физики. Некоторые — превосходные шахматисты. Остроумие, содержательность мыслей у них высоко ценятся. Они любят автоматику, как крестьянин землю, много и упорно трудятся на абстрактно-земной ниве автоматизации.
Руки у большинства из них ловкие, с тонкими, нервными, музыкальными пальцами. Такие руки необходимы, чтобы разобраться в сложных, запутаннейших схемах приборов и вычислительных машин.
Иногда — в командировке, в гостинице чаще, чем дома,— мои коллеги играют на гитаре, поют. Простор души, логика мыслей, непрерывное обдумывание проблем автоматики — вот что необходимо этим людям. И еще книги, хотя их читать некогда.
...У главного конструктора забот полон рот. Может быть, поэтому его прозвали Неулыбом. Он высок, худощав, очкаст. Его нескладное тело, кажется, существует только для того, чтобы носить крупную, лысоватую голову. Обсуждение технической проблемы для него удовольствие. Никакой спешки, алогичности в мыслях. Раздумчивость. «Интересно, интересно»,— приговаривает он во время беседы. А глаза его — вы это замечаете тут же — вдруг начинают смотреть мимо вас, как бы вглядываются в собственные мысли. Мы работаем, а вокруг нас металл во всех его состояниях и видах. Чугун и сталь, которые выплавляют, разливают, охлаждают в изложницах, нагревают,  катают на прокатных станах. И везде измеряют температуру металла. Ведь данные о температуре металла — основа для автоматизации и контроля всех технологических операций на металлургическом заводе.
Естественно, и наша АСУ имеет устройство — причем автоматическое — для измерения температуры чугуна или стали перед заливкой в конвертор.
Устройство это мы прозвали «макалкой». Металлическая конструкция «макалки» напоминает колодезный «журавль». В деревнях с помощью «журавля» опускают ведро в колодец, а здесь, в цехе, сам «журавль» автоматически опускает в ковш с расплавом чугуна термопару — измеритель температуры чугуна.
Однажды случилось, что «журавль» не послушался автоматики и чуть было не утопил себя в ковше с кипящим чугуном. Пока сработала блокировка, по приказу которой «журавль» вытащил из чугуна термопару, она уже сгорела. Торчала оплавленная культя трубы со сгоревшими электропроводами. После этого случая мы придумали более совершенное устройство блокировки, не допускающее «утопления» термопары. Можно сказать, сделали устройство осторожнее и чуточку умнее.
Месяцы кропотливого труда «одушевили» АСУ, наделили вычислительную машину системы умением руководить плавкой, учиться на ошибках. Сделали машину расторопной и точной в расчетах, в передаче информации людям.
Однажды мне пришлось дежурить у пульта управления конверторами в дистрибуторной. Помещение светлое, просторное. Кондиционеры дают прохладу, необходимую людям и приборам. В окно мне хорошо видно, как конвертор, закончив сливать готовую сталь и медленно вращаясь, становится вертикально.
Плавка закончена. Пора начинать новую. Конвертор загружают металлоломом, заливают свежий, только что из доменной печи, солнечный расплав чугуна. На табло зажигаются рекомендации УВМ по ведению плавки.
— Рекомендации принимаю,— говорит мне оператор и берется за рычаги управления конвертором.
В конце плавки, сваренной по всем правилам технологии, оператор, которому машина явно облегчила работу, шутит:
— Уж не умнее ли меня ваша машина? Тогда зачем я?
Мы разговорились. Я объяснил ему, что автоматизация не устраняет, а, наоборот, повышает роль человека в производственном цикле. Она освобождает его от механической, однообразной, рутинной работы по учету, расчету, простому управлению, оставляя человеку человеческое — радость творчества.
Последующий экономический анализ работы системы управления показал, что ее применение способствовало росту производительности труда конверторщиков. Тщательный химический анализ подтвердил теоретический прогноз об улучшении качества металла, выплавленного в содружестве с автоматикой.
Везде, в том числе и у нас в цехе, электронно-вычислительные машины «привыкают» работать совместно с людьми и механизмами. ЭВМ — результат, символ и вместе с тем движитель современной научно-технической революции. Появление вычислительных машин означало реализацию вековой мечты человечества о думающем роботе. Автоматизация умственной деятельности человека с помощью ЭВМ — высокопроизводительных орудий интеллектуального труда — удесятерила производительные силы человечества в его вечной борьбе с природой.
Вычислительные машины позволили приоткрыть тайны механизмов человеческого мозга. Знание принципов работы ЭВМ помогло объяснить многое в природе инстинктов и рефлексов. Появилась уверенность, что законы нервной деятельности живых существ одинаковы во всей Вселенной и подобны «машинному» действию мозга...
...Ночью в гигантском цехе ни души. Он отдан во владение автоматике. Горловины конверторов излучают жесткий лунный свет. И вдруг начинаешь ощущать что-то инопланетное в этих агрегатах, ревущих, как ракетоносители при взлете, в пронзительной, по лунному контрастной светотени, освещающей безлюдье. Иногда от этого становится немного не по себе... И, как в космосе, тянет к людям.
К сожалению, системы, как и люди, смертны. Они долго и трудно создаются, но быстро устаревают и умирают. Так случилось и с нашей АСУ. Появились новые, более совершенные автоматизированные системы так называемого динамического управления, которые способны без участия человека, но под его контролем плавить сталь самого высокого качества.
Завершалась моя командировка по металлургическим заводам Урала. Осталось побывать в Первоуральске, на Новотрубном заводе. На территории завода попадаешь в особую атмосферу производства. Здесь сосредоточены труд людей, их мысль, трудности, радости. Сами люди здесь безгранично интересны и сложны...
...Трубопрокатный стан 30-102. Раскрылось красное жерло печи, оттуда выехала рубиновая заготовка. Ее подхватили черные механические руки, обожженные раскаленным металлом. Они подняли светящийся цилиндр, перенесли и бросили на рольганг.
Оператор нажал кнопку на пульте, и заготовка алой змеей скользнула в тысячесильные объятия прокатных механизмов стана.
Визг сминаемого, обжимаемого металла, сноп искр — и вот уже готовая нежно-розовая труба падает на движущийся охладительный стол. Одна, вторая, третья — поле труб. Над ними марево, как в жару над степью... Охлаждаясь, трубы становятся малиновыми, потом темно-вишневыми, бордовыми.
Просто, красиво, быстро работает стан-полуавтомат, управляемый человеком... В цехе неподалеку работает стан-автомат. Трубы здесь изготовляются вовсе без участия человека: станом управляет новейшая адаптивная система управления.
В чем состоит адаптация, приспособление, к меняющимся условиям производства на основе обучения?
Стан изготавливает партии труб, отличающихся размерами — диаметром, толщиной стенки и другими характеристиками. Это требует частой перенастройки работы стана. Такие перенастройки, большие скорости прокатки труб, жесткие допуски на их размеры делали неэффективным ручное управление.
Адаптивная система перенастраивает работу стана в течение нескольких минут. Управляющей вычислительной машине системы достаточно прокатать пять-шесть труб (это период ее обучения), чтобы выбрать наилучший режим прокатки...
Счет изготовленных труб ведет фотодатчик. Рольганг стана провозит каждую новорожденную трубу мимо фотоглаза датчика. Заметив раскаленную трубу, датчик тотчас шлет сигнал-импульс в регистратор цеховой автоматизированной системы учета, планирования и управления производством.
В систему поступают также данные о продукции, произведенной на других станах цеха, данные со станков линии отделки труб, с устройств контроля качества продукции...
Иду по коридору. За одной из дверей с табличкой «Цеховой пункт сбора информации» гулко стучат печатающие устройства. Вхожу. У телефона сутулится оператор. Туда-сюда бегают каретки автоматических печатающих машинок.
Из устройства дистанционного сбора данных (шкаф, набитый электроникой) рывками, треща, как кинопленка, ползет бумажная лента. Она сворачивается в голубоватые кольца, падает на пол. Кладу ленту на ладонь — вижу тонкую вязь набитых отверстий: так на ленте закодирована поступившая информация. «В каждой строчке только точки...» Эти строчки прочтут вычислительные устройства цеховой АСУ. Они расшифруют код, переработают прочтенную информацию и составят итоговый документ — таблеграмму, которая даст точную и полную картину работы цеха за сутки. Начальнику цеха остается, изучив таблеграмму, принять необходимые решения по оперативному управлению работой цеха.
Перфоленты будут переданы также в информационно-вычислительный центр (ИВЦ) общезаводской системы управления — «вышестоящей» в сложной иерархии цеховых и иных систем, из которых постепенно будет «сложена» автоматизированная система управления заводом.
На заводах любят показывать информационно-вычислительные центры. Непосвященный в «тайны» электроники обычно недоумевает, оглядывая помещение, заставленное шкафами, телетайпами, печатающими машинками. Привлекает внимание лишь пульт управления, эстетически оправданный палитрой красок, белозубьем клавиш, зелеными глазками лампочек-индикаторов. «Где же машина?» — шарит глазами посетитель, трудно воспринимая объяснения  одного из хозяев: ему невдомек, что у ЭВМ многоблочное тело и что все это — шкафы, пульты, телетайпы — и есть, в сущности, машина.
Цеховые системы управления шлют сюда, в ИВЦ, производственную информацию. Стучат телетайпы, работает телефон, поступают рулоны перфорационной ленты... Цифровые вычислительные машины здесь постоянно ведут учет изготовленной на заводе продукции. С их помощью экономисты завода планируют себестоимость продукции по каждому стану, цеху, по заводу в целом...
Раньше анализ технико-экономических показателей работы завода растягивался на недели. Сейчас на стол директора завода каждое утро кладут составленную в информационно-вычислительном центре таблеграмму. В ней полная картина работы предприятия за сутки...
Составляют также итоговые таблеграммы, показывающие, как работает завод в течение недели, месяца, года. Эти данные затем передают в информационно-вычислительный центр Министерства черной металлургии.
На заводе убедились, что главный итог работы первой очереди автоматической системы управления всем производством (АСУП) — это своевременное получение информации о ходе выполнения плана и отгрузки продукции, а также уменьшение ошибок, которые дорого обходятся заводу и государству.
В двух цехах, где работают автоматизированные системы управления производством, на восемь процентов увеличился объем производства. Экономия от внедрения систем составила за год более трехсот тысяч рублей. И это только качало...
Пока еще трудно поддаются анализу, выявлению закономерностей социологические проблемы производства на заводе... Но эти закономерности необходимо открыть, заложить в ЭВМ системы управления предприятием. Социологическая лаборатория завода решает эти проблемы совместно с научными сотрудниками Уральского центра Академии наук СССР.
Открытие и применение микрозаконов движения кадров помогут сделать заводскую АСУ действенным оружием влияния на рост производительности труда... Управление движением кадров поможет квалифицированно решать важные проблемы подбора и расстановки людей, стимулирования их труда, прогнозирования обеспеченности работниками.
Сейчас автоматическая система управления пролегла через умы и сердца всех работающих на Первоуральском Новотрубном заводе. По мнению многих людей, на предприятии теперь четко определилась позиция каждого по отношению к АСУ: помощь на деле или красивые слова о системе, неверие в нее или глубокая уверенность в ее пользе, безразличие или решимость создать действенную систему управления заводом. Постепенно отношения между людьми начинают определяться не просто благорасположенностью друг к Другу, но, главное, их компетентностью как специалистов, рационально, научно обоснованной организацией труда.
У систем управления активный, требовательный характер. Они безжалостно обнажают слабые места производства и слабых, некомпетентных людей. Стало остро ощутимо, насколько важно, чтобы на руководящих постах были люди активные, думающие, ищущие...
Академик В. М. Глушков считает, что с появлением АСУ «меняются, а точнее, резко возрастают требования и к морально-этическому уровню и к квалификации руководителя. Полная информированность будет великим достижением, но в руках недобросовестного или невежественного работника новый инструмент управления может оказаться опасным, как  бритва».
Хочется отметить, что автоматизация не освобождает человека от напряженного интеллектуального труда. Человек должен много трудиться хотя бы для того, чтобы быть умнее машин, которые быстро приумножают свои интеллектуальные возможности... Даже полная автоматизация не избавляет человека от решения сложных проблем, которые «не по уму» кибернетическим машинам.
Решение проблемы автоматизации управления технологическими агрегатами, заводами, отраслями народного хозяйства, экономикой всей страны — необыкновенно сложное, нужное дело. Универсальность законов управления, провозглашенных кибернетикой, сделала знание этих законов насущной потребностью специалистов всех отраслей науки и техники.
Кибернетические методы осваивают медики, биологи, геологи, астрономы... Дальнейшее развитие науки и техники невозможно представить себе без кибернетических машин, без автоматизированных систем сбора и переработки огромных потоков научной и технической информации. Поэтому так интенсивно развиваются кибернетика и сопутствующие ей электроника, автоматика, радиотехника, приборостроение...
Перспективы, открываемые кибернетикой и автоматикой перед человечеством, необозримы. Увлеченных здесь на каждом шагу подстерегают открытия.
Один известный ученый как-то сказал, что в эпоху промышленной революции люди «забросили мудрость ради знания», а сейчас «забросили знание ради информации».
Я верю, что АСУ сделают человека мудрее, ибо они возвращают человеку человеческое: возможность больше созерцать, размышлять, творить...

Журнал Юность № 1 январь 1974 г.

Оптимизация статьи - промышленный портал Мурманской области
Категория: Журнал "Юность" | Добавил: Zagunda (06.02.2012)
Просмотров: 863 | Рейтинг: 0.0/0