Социальные последствия автоматизации производства

Принципы технической политики автоматизации машиностроительного производства

Одной из серьезных социальных проблем в настоящее время является растущая непопулярность ручного, монотонного и тяжелого труда, не требующего особой квалификации, не содержащего творческих элементов и не вызывающего интереса. Да и общественная значимость такого труда, ее денежный эквивалент - заработная плата, относительно низки, что усугубляет проблему. Средством ее разрешения является комплексная автоматизация и механизация производства, то есть создание и внедрение таких технических средств и систем, которые позволяют выполнить производственные функции либо без участия человека, либо с его ограниченным участием на уровне механизированного труда, управления и принятия решений.

Достижение целей и решение задач комплексной автоматизации требует не только целенаправленной деятельности инженеров и рабочих, но и больших исследований, составляющих научные основы комплексной автоматизации. Фундамент этих научных основ составляют:

· теория управляемых технологических процессов, исследующая вопросы оптимального дифференцирования этих процессов на элементарные операции и концентрации их на станках-автоматах, полуавтоматах, автоматических линиях с гарантированным обеспечением параметров качества;

· теория функционального и структурного анализа технологических операций и автоматизированного оборудования;

· теория проектирования (синтеза) технологических машин-автоматов и их систем (автоматических линий);

· теория проектирования систем автоматического управления технологическими машинами, процессами и производством;

· теория адаптивного управления технологиями и оборудованием;

· научные основы расчетов и конструирования целевых механизмов и устройств автоматизации, технологической оснастки, приспособлений и инструментов для автоматизированного производства;

· научные основы высокопроизводительной и высокоэффективной эксплуатации автоматизированного оборудования;

· научные основы высокоэффективной организации труда в автоматизированном производстве и т.д.

Кроме того, научные основы автоматизации базируются на ряде фундаментальных научных теорий, таких как:

· теория достижения точности и других параметров качества;

· теория надежности и производительности технологических машин и их систем;

· теория технико-экономической эффективности новой техники и т.п.

Развитие научных и теоретических основ комплексной автоматизации позволяет на более высоком уровне решать следующий основные задачи:

· анализ и выбор наиболее перспективных путей автоматизации, в первую очередь создание и внедрение гибких автоматизированных производственных систем;

· определение технического, экономического, экологического и социального эффекта при автоматизации;

· научное обобщение опыта работы передовых проектных организаций, отработка оптимальной организации проектирования (конструкций и технологий) от технического задания до промышленных испытаний и внедрения высокоавтоматизированных технологий и средств автоматизации;

· разработка методологии комплексной оптимизации параметров проектируемого автоматизированного оборудования с доведением результатов до конкретных инженерных методик с широким применением методов и средств автоматизированного проектирования (САПР);

· разработка научных принципов технической политики в области комплексной автоматизации и т.д.

Успехи современной автоматики и вычислительной техники привели к тому, что в ряде случаев автоматизация трактуется лишь как процесс замещения человека при выполнении им функций в машиностроительном производстве различными устройствами, системами управления и контроля. При этом подразумевается, что технологические процессы, конструкции и компоновки технологических машин остаются, в основном, на прежнем уровне. Такая трактовка автоматизации принципиально ошибочна. Содержание любого производства составляют технологические процессы получения материалов, заготовок, их переработки, контроля и сборки изделий, материализованные в конструкциях и компоновках технологических машин, аппаратов, приборов и их систем. Именно в этих технологических процессах заложены все потенциальные возможности качества и количества выпускаемой продукции, экономической эффективности производства в целом. Любая система управления оборудованием (от ручной до автоматической) есть лишь форма реализации этих технологических возможностей. Никакая автоматика не может дать более того, что заложено в технологии.

Между тем все технологические процессы неавтоматизированного производства обладают низким потенциалом вследствие невысокой интенсивности труда, слабой концентрации операций и совмещения их во времени. Простое замещение функций человека средствами автоматизации в технологических процессах, которые десятилетиями складывались применительно к его (человека) ограниченным возможностям (по энергетике, быстродействию, способности обрабатывать большие потоки информации и т.п.), не может быть признано перспективным.

Автоматизация производственных процессов в машиностроении есть комплексная конструкторско-технологическая задача создания новой техники, принципиально отличной от технического арсенала средств неавтоматизированного производства.

Стратегия автоматизации – не в замене человека при обслуживании технологических машин, а в создании новых высокоинтенсивных технологических процессов и высокопроизводительных средств производства, которые принципиально не могут функционировать при непосредственном участии человека.

При этом в конкретных производственных условиях следует руководствоваться нижеперечисленными принципами технической политики автоматизации.

Первый принцип - достижение конкретных результатов. Средства и системы автоматизации должны не просто имитировать и замещать действия человека, а выполнять производственные функции быстрее и лучше, лишь тогда они будут эффективными. Изменение численности какой-либо категории работающих или замена ручного манипулирования автоматическим - не цель и не результат автоматизации. Анализ эффективных работ по автоматизации показывает, что 60...70% экономического эффекта получается благодаря более высокой производительности автоматизированного оборудования по сравнению с неавтоматизированным; 15...20% - в результате повышения или стабилизации качества продукции и лишь 10...15% - вследствие экономии фонда заработной платы. Поэтому при планировании и обосновании работ по автоматизации производства необходимо предварительно проанализировать, как могут повлиять намеченные мероприятия прежде всего на качество и количество выпускаемой продукции и лишь затем на численность обслуживающего персонала. Рассмотрение с этих позиций даже самых перспективных средств автоматизации - станков с числовым программным управлением (ЧПУ), промышленных роботов, автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) и т.д. - показывает неравноценность их внедрения в различных условиях производства. Можно привести два примера.

Применение многоцелевых станков с ЧПУ взамен универсальных на операциях контурного фрезерования сложных поверхностей обеспечивает увеличение производительности в 2,5...3 раза, при обработке плоских плит - в 1,5...2 раза, а при сверлении глубоких отверстий в корпусных деталях - снижение производительности на 20...30% (вследствие более высоких «адаптирующих» свойств человека при контроле процесса сверления по шуму, вибрациям и другим косвенным признакам, тогда как в станке с ЧПУ предотвращение поломок инструмента из-за пакетирования стружки обеспечивается прерыванием процесса и выводом сверла по жесткой программе).

Второй пример - использование промышленные роботы для автоматизации загрузки металлорежущих станков. Во многих случаях роботы обеспечивают выигрыш только по фонду заработной платы (высвобождение рабочих), проигрывая человеку в длительности цикла загрузки-съема деталей массой 3...10 кг примерно в 2-4 раза (соответственно для манипуляторов с двумя и одним захватом). При попытке такой «автоматизации» сильно дифференцированного технологического процесса, характеризующегося малой величиной машинного времени, достигнуть экономического эффекта, как правило, не удается.

Второй принцип - комплексность подхода. Все важнейшие компоненты производственного процесса - технология, основное и вспомогательное оборудование, системы управления, организация производства, вопросы экологии, кадров и т.д. - должны рассматриваться в совокупности и решаться на новом, более высоком уровне. Иногда достаточно упустить из поля зрения хотя бы один компонент производственного процесса, например, технологичность конструкции изделия и вся система мероприятий по автоматизации может оказаться неэффективной. Тем более неперспективны попытки сводить автоматизацию лишь к преобразованию отдельных компонентов, например, созданию сложных и дорогих микропроцессорных систем управления при сохранении отсталой технологии и организации производства.

Третий принцип - принцип необходимости: средства автоматизации, включая самые перспективные и прогрессивные, должны применяться не там, где их можно приспособить для каких-то целей, а в первую очередь там, где без них нельзя обойтись. Подавляющее большинство универсальных (да и специальных) металлорежущих станков, прессов, сварочного и другого оборудования - однопозиционные и одноинструментальные, то есть в них одновременно может обрабатываться одно изделие одним инструментом. Это обусловлено ограниченными возможностями человека, который не в состоянии воспринимать и перерабатывать информацию, принимать оптимальные решения и оказывать воздействие (одним словом - управлять) одновременно по нескольким процессам или объектам. Применение современных систем управления, основанных на электронике, позволяет создать оборудование с высокой степенью концентрации операций технологического процесса со многими одновременно действующими механизмами и инструментами. Поэтому техническая политика, особенно при автоматизации серийного и массового производств, должна быть направлена в первую очередь на проектирование и внедрение многопозиционных и многоинструментальных технологических машин с оптимальной концентрацией операций. Следует в качестве первоочередных объектов для автоматизации принимать такие, где человек не может конкурировать с роботом. В качестве примера можно привести промышленные роботы технологического назначения, широко используемые в автомобильной промышленности для контактной точечной электросварки кузовов автомобилей. Человек не способен с такой скоростью производить сварку, перемещая достаточно тяжёлое и неудобное сварочное приспособление (клещи) по точной траектории, да ещё иногда в стесненном пространстве. Поэтому такие роботы с ЧПУ и обусловили необходимость применения в автомобилестроении, обеспечивая при этом в 10-20 раз более высокую производительность по сравнению с человеком.

Следует отметить, что для производств, цехов, участков, отдельных рабочих мест с вредными или опасными для человека условиями труда, соблюдение принципа необходимости должно трактоваться не только и не столько экономической целесообразностью автоматизации, сколько условиями безопасности труда для жизни и здоровья людей (в том числе экологической безопасностью для окружающей среды).

Четвертый принцип - своевременность. Внедрение и тиражирование недостаточно отработанных, не доведенных до совершенства технических решений в области автоматизации недопустимо. Зачастую пренебрежение этим принципом, внедрение (иногда «волевым» решением) не доведенных до соответствующего уровня, но достаточно дорогих средств и систем автоматизации приводит к их дискредитации.

С повышением уровня автоматизированности машиностроительного производства возникают новые проблемы, требующие теоретического анализа, изучения и разработки новых технических и организационных решений. Эти проблемы и их решения в большинстве случаев являются общими для всех машиностроительных производств. Эта общность существует независимо от отраслей производства, характера выпускаемой продукции и обусловлена единой научной основой автоматизации дискретного производства, выражающейся в общности принципов действия средств автоматизации, встроенных в технологические машины и комплексы. Общность проявляется и в единых закономерностях производительности, надежности, экономической эффективности, в общих принципах агрегатирования машин, определения оптимальных режимов обработки и т.д.

Серийное производство высокоэффективных средств автоматизации - технологических машин-автоматов, промышленных роботов, автоматических линий и их элементов, систем автоматического управления и т.п., не может быть обеспечено только силами специализированных организаций, предприятий и фирм. Отечественный и зарубежный опыт показывает, что без собственных специализированных подразделений по автоматизации производства, без возможностей на самих машиностроительных предприятиях конструировать, отрабатывать и изготавливать средства автоматизации, автоматизированное технологическое оборудование, оснастку для специфических условий производства, без самостоятельного участия в построении и внедрении автоматических линий, гибких автоматизированных участков, решить проблемы автоматизации практически невозможно. Для разрешения всего комплекса проблем, связанных с автоматизацией производства, в машиностроительных предприятиях должны создаваться специализированные подразделения, включающие конструкторов, технологов, менеджеров, дизайнеров и других специалистов.

Непрерывное повышение уровня автоматизации производства приводит к достаточно серьезным социальным последствиям, требующим их изучения с целью исключения возможных конфликтов между человеком и техникой. Причем, наряду с повышением производительности труда и эффективности производства, автоматизация может вызвать в социальной сфере как положительные, так и отрицательные изменения.

К положительным социальным итогам автоматизации можно отнести:

· снижение физической тяжести и монотонности труда;

· устранение или значительное сокращение доли ручного труда;

· повышение безопасности труда на производствах с наличием в технологии вредных, взрывоопасных или травмоопасных операций, высоко- или низкотемпературных объектов и средств производства и т.п.;

· повышение содержательности, квалификации и интеллектуальности труда и, естественно, оплаты труда;

· повышение культуры производства и др.

Вместе с тем могут возникнуть или обостриться отрицательные социальные последствия автоматизации на тех участках производства, которые по тем или иным причинам остались неавтоматизированными:

· повышение интенсивности, монотонности и нервнопсихологической напряженности труда;

· возрастание требований к точности и быстроте движений;

· снижение квалификации и, соответственно, заработной платы рабочих, выполняющих элементарные действия по обслуживанию полуавтоматических технологических машин и их комплексов;

· повышение опасности воздействия на работающих автоматически действующих машин и механизмов (особенно при «экономии» на оснащении их надежными защитно-блокирующими устройствами);

· сокращение занятости и числа рабочих мест, что способствует росту безработицы;

· сложность получения новой специальности для рабочих, высвобождаемых при автоматизации производства.

С целью устранения или ослабления отрицательных социальных последствий автоматизации производства специалистам по психологии, социологии, технике безопасности, эргономике, а возможно и других специальностей, необходимо вырабатывать конкретные мероприятия уже на предпроектных и проектно-конструкторских стадиях разработки новой технологии, оборудования и средств автоматизации.

Можно привести ряд примеров таких мероприятий, достаточно эффективно нейтрализовавших некоторые отрицательные последствия автоматизации. На Волжском автомобильном заводе в целях снижения неблагоприятного воздействия на рабочих жесткого ритма сборки автомобилей скорость главного конвейера изменяется в течении смены от 4 до 4,3 м/мин согласно оптимальной физиологической динамике труда. В начале смены скорость конвейера минимальна и через каждые 10 минут увеличивается на 0,1 м/мин, достигая через 30 минут (период «втягивания в работу») максимального значения. Такой же режим устанавливается и после обеденного перерыва, перед которым конвейер останавливается с постепенным замедлением до 4,1 м/мин. Кроме того, организация на сборочном конвейере бригадных форм труда поощряет (в том числе и материально) освоение смежных профессий и переходы рабочих с одной операции на другую как в течении рабочей недели, так и течении одной смены. Для снижения утомляемости и монотонности труда практикуется трансляция функциональной музыки, производственная гимнастика и дополнительные оплачиваемые перерывы для отдыха в течении смены.

Для автоматизации сборочного производства малогабаритных изделий с чередованием ручных, механизированных и автоматизированных операций перспективна организация автономных высокомеханизированных рабочих мест постовой сборки, на которых один рабочий выполняет частичную или полную сборку изделия от начала до конца. Кроме устранения монотонности труда, обеспечения возможности проявления профессиональных качеств и способностей рабочего, такая форма организации труда способствует возрастанию ответственности за качество выпускаемой продукции.

Дата добавления: 2014-03-11; просмотров: 1249; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!