Vorming en ontwikkeling van Sowjet-robotika

2024 Outeur: Seth Attwood | [email protected]. Laas verander: 2023-12-16 15:56

'n Goeie oorsigartikel oor die vorming en ontwikkeling van Sowjet-robotika.

Robotisering in die USSR

In die XX eeu was die USSR eintlik een van die wêreldleiers in robotika. In teenstelling met al die bewerings van bourgeois propagandiste en politici, kon die Sowjetunie in etlike dekades omskep van 'n land met 'n volk wat nie geweet het hoe om te lees en skryf nie, na 'n gevorderde ruimtemoondheid.

Kom ons kyk na 'n paar - maar nie almal nie - voorbeelde van die vorming en ontwikkeling van robotoplossings.

In die 1930's het een van die Sowjet-skoolkinders, Vadim Matskevich, 'n robot geskep wat met sy regterhand kon beweeg. Die skepping van die robot het 2 jaar geduur, al hierdie tyd het die seun in die draaiwerkswinkels van die Novocherkassk Polytechnic Institute deurgebring. Op die ouderdom van 12 is Vadim reeds deur sy vernuf onderskei. Hy het 'n radiobeheerde klein pantserkarretjie geskep wat vuurwerke afgevuur het.

Ook gedurende hierdie jare het outomatiese lyne vir die verwerking van draonderdele verskyn, en dan, aan die einde van die 40's, is 'n komplekse vervaardiging van suiers vir trekkermotors vir die eerste keer in die wêreld geskep. Alle prosesse is geoutomatiseer: van die laai van grondstowwe tot die verpakking van produkte.

In die laat 40's het die Sowjet-wetenskaplike Sergei Lebedev die ontwikkeling voltooi van die eerste in die Sowjetunie elektroniese digitale rekenaar MESM, wat in 1950 verskyn het. Hierdie rekenaar het die vinnigste in Europa geword. 'n Jaar later het die Sowjetunie 'n bevel uitgereik oor die ontwikkeling van outomatiese beheerstelsels vir militêre toerusting en die skepping van die Departement van Spesiale Robotika en Megatronika.

In 1958 het Sowjet-wetenskaplikes die wêreld se eerste halfgeleier AVM (analoog rekenaar) MN-10 ontwikkel, wat die gaste van die uitstalling in New York gewen het. Terselfdertyd het die kubernetiese wetenskaplike Viktor Glushkov die idee uitgespreek van "breinagtige" rekenaarstrukture wat miljarde verwerkers sou verbind en die samesmelting van datageheue sou vergemaklik.

Analoog rekenaar MN-10

In die laat 1950's kon Sowjet-wetenskaplikes vir die eerste keer die ander kant van die maan fotografeer. Dit is gedoen met behulp van die outomatiese stasie "Luna-3". En op 24 September 1970 het die Sowjet-ruimtetuig Luna-16 grondmonsters van die Maan na die Aarde gelewer. Dit is toe in 1972 met die Luna-20-apparaat herhaal.

Een van die mees noemenswaardige prestasies van huishoudelike robotika en wetenskap was die skepping van die ontwerpburo vernoem na V. I. Lavochkin-apparaat "Lunokhod-1". Dit is 'n tweede generasie waargeneemde robot. Dit is toegerus met sensorstelsels, waaronder die belangrikste een die tegniese visiestelsel (STZ). Lunokhod-1 en Lunokhod-2, ontwikkel in 1970-1973, beheer deur 'n menslike operateur in toesigmodus, het waardevolle inligting oor die maanoppervlak na die aarde ontvang en oorgedra. En in 1975 is die outomatiese interplanetêre stasies Venera-9 en Venera-10 in die USSR gelanseer. Met die hulp van herhalers het hulle inligting oor die oppervlak van Venus oorgedra en daarop beland.

Die wêreld se eerste rover "Lunokhod-1"

In 1962 het 'n mensagtige robot "REKS" in die Politegniese Museum verskyn, wat uitstappies vir kinders gedoen het.

Sedert die einde van die 60's het die massa-bekendstelling van die eerste huishoudelike robotte in die industrie in die Sowjetunie begin, die ontwikkeling van wetenskaplike en tegniese fondamente en organisasies wat met robotika verband hou. Die verkenning van onderwaterruimtes deur robotte het vinnig begin ontwikkel, militêre en ruimte-ontwikkelings is verbeter.

'n Spesiale prestasie in daardie jare was die ontwikkeling van 'n langafstand onbemande verkenningsvliegtuig DBR-1, wat sendings regdeur Wes- en Sentraal-Europa kon uitvoer. Hierdie hommeltuig het ook die benaming I123K ontvang, sy reeksproduksie is sedert 1964 gevestig.

DBR - 1

In 1966 het Voronezh-wetenskaplikes 'n manipuleerder uitgevind om metaalplate te stapel.

Soos hierbo genoem, het die ontwikkeling van die onderwaterwêreld tred gehou met ander tegniese deurbrake. Dus, in 1968, het die Instituut vir Oseanologie van die Akademie van Wetenskappe van die USSR, saam met die Leningrad Polytechnic Institute en ander universiteite, een van die eerste robotte geskep vir die verkenning van die onderwaterwêreld - 'n rekenaarbeheerde toestel "Manta" (van die "Seakat" tipe). Sy beheerstelsel en sensoriese apparaat het dit moontlik gemaak om 'n voorwerp waarna die operateur wys, vas te vang en op te tel, dit na die "tele-oog" te bring of in 'n bunker te sit vir studie, asook om na voorwerpe in onstuimige water te soek.

In 1969, by die Sentrale Navorsingsinstituut van die Ministerie van Verdedigingsindustrie onder leiding van B. N. Surnin het begin om 'n industriële robot "Universal-50" te skep. En in 1971 het die eerste prototipes van industriële robotte van die eerste generasie verskyn - robotte UM-1 (geskep onder leiding van PNBelyanin en B. Sh. Rozin) en UPK-1 (onder leiding van VI Aksenov), toegerus met sagteware stelsels beheer en ontwerp om bewerkingsoperasies, koue stamp, elektroplatering uit te voer.

Outomatisering het in daardie jare selfs die punt bereik dat 'n robotsnyer in een van die ateliers bekend gestel is. Dit is geprogrammeer vir 'n patroon, wat die grootte van die kliënt se figuur meet tot en met die sny van die stof.

In die vroeë 70's het baie fabrieke na outomatiese lyne oorgeskakel. Byvoorbeeld, die Petrodvorets-horlosiefabriek "Raketa" het die handsamestelling van meganiese horlosies laat vaar en oorgeskakel na robotlyne wat hierdie bewerkings uitvoer. Dus is meer as 300 werkers van vervelige werk bevry en arbeidsproduktiwiteit met 6 keer verhoog. Die kwaliteit van die produkte het verbeter en die aantal verwerpings het dramaties afgeneem. Vir gevorderde en rasionele produksie is die aanleg in 1971 met die Orde van die Rooi Banier van Arbeid bekroon.

Petrodvorets Horlosiefabriek "Raketa"

In 1973 is die eerste in die USSR mobiele industriële robotte MP-1 en "Sprut" saamgestel en in produksie gebring by die OKB TC by die Leningrad Polytechnic Institute, en 'n jaar later het hulle selfs die eerste wêreldskaakkampioenskap onder rekenaars gehou, waar die wenner was die Sowjet-program "Kaissa".

In dieselfde 1974 het die Raad van Ministers van die USSR in 'n regeringsbesluit van 22 Julie 1974 "Oor maatreëls om die vervaardiging van outomatiese geprogrammeerde manipuleerders vir meganiese ingenieurswese te organiseer" aangedui: om die OKB TK aan te stel as die hooforganisasie vir die ontwikkeling van industriële robotte vir meganiese ingenieurswese. In ooreenstemming met die besluit van die USSR Staatskomitee vir Wetenskap en Tegnologie, is die eerste 30 reeks industriële robotte geskep om verskeie nywerhede te bedien: vir sweiswerk, vir die diens van perse en masjiengereedskap, ens. Die ontwikkeling van die Kedr, Invariant en Skat magnetiese navigasiestelsels vir ruimteskepe, duikbote en vliegtuie het in Leningrad begin.

Die bekendstelling van verskeie rekenaarstelsels het nie stilgestaan nie. Dus, in 1977 het V. Burtsev die eerste simmetriese multiverwerker rekenaarkompleks (MCC) "Elbrus-1" geskep. Vir interplanetêre navorsing het Sowjet-wetenskaplikes 'n integrale robot "Centaur" geskep wat deur die M-6000-kompleks beheer word. Die navigasie van hierdie rekenaarkompleks het bestaan uit 'n giroskoop en 'n dooie berekeningstelsel met 'n kilometerteller; dit was ook toegerus met 'n laserskanderingsafstandmeter en 'n tasbare sensor wat dit moontlik gemaak het om inligting oor die omgewing te bekom.

Die beste monsters wat teen die einde van die 70's geskep is, sluit in industriële robotte soos "Universal", PR-5, Brig-10, MP-9S, TUR-10 en 'n aantal ander modelle.

In 1978 het die USSR 'n katalogus "Industriële robotte" gepubliseer (M.: Min-Stankoprom van die USSR; Ministerie van Hoër Onderwys van die RSFSR; NIIMash; Design Bureau of Technical Cybernetics by die Leningrad Polytechnic Institute, 109 p.), wat die tegniese kenmerke van 52 modelle van industriële robotte en twee manipuleerders met handbeheer aangebied.

Van 1969 tot 1979 het die aantal omvattend gemeganiseerde en outomatiese werkswinkels en nywerhede toegeneem van 22, 4 tot 83, 5 duisend, en gemeganiseerde ondernemings - van 1, 9 tot 6, 1 duisend.

In 1979, in die USSR, het hulle begin om hoëprestasie multiverwerker UVK's met 'n herkonfigureerbare PS 2000-struktuur te vervaardig, wat dit moontlik gemaak het om baie wiskundige en ander probleme op te los. 'N Tegnologie vir die parallellisering van take is ontwikkel, wat die idee van 'n kunsmatige intelligensiestelsel laat ontwikkel het. By die Instituut vir Kubernetika, onder leiding van N. Amosov, is die legendariese robot "Kid" geskep, wat deur 'n leer-neurale netwerk beheer is. So 'n stelsel, met behulp waarvan 'n aantal beduidende studies op die gebied van neurale netwerke uitgevoer is, het die voordele in die bestuur van laasgenoemde bo tradisionele algoritmiese aan die lig gebring. Terselfdertyd het die Sowjetunie 'n revolusionêre model van die tweede generasie rekenaar ontwikkel - BESM-6, waarin die prototipe van moderne kasgeheue die eerste keer verskyn het.

BESM-6

Ook in 1979 aan die Moskou Staat Tegniese Universiteit. N. E. Bauman, in opdrag van die KGB, is 'n toestel vir die wegdoen van plofbare voorwerpe ontwikkel - 'n ultraligte mobiele robot MRK-01 (die kenmerke van die robot kan by die skakel gesien word).

Teen 1980 het ongeveer 40 nuwe modelle van industriële robotte in reeksproduksie begin. Ook, in ooreenstemming met die program van die USSR State Standard, het werk begin met die standaardisering en eenwording van hierdie robotte, en in 1980 het die eerste pneumatiese industriële robot met posisionele beheer, toegerus met MP-8 tegniese visie, verskyn. Dit is ontwikkel deur die OKB TC van die Leningrad Polytechnic Institute, waar die Sentrale Navorsings- en Ontwikkelingsinstituut vir Robotika en Tegniese Kubernetika (TsNII RTK) geskep is. Wetenskaplikes het ook aandag gegee aan die kwessies van die skep van gevoelige robotte.

Oor die algemeen het die aantal industriële robotte in die USSR in 1980 meer as 6 000 stukke oorskry, wat meer as 20% van die totale aantal in die wêreld was.

In Oktober 1982 het die USSR die organiseerder van die Industrial Robots-82 internasionale uitstalling geword. In dieselfde jaar is 'n katalogus gepubliseer "Industriële robotte en manipuleerders met handbeheer" (Moskou: NIIMash USSR Ministry of Machine-Tool Industry, 100 p.), wat data verskaf het oor industriële robotte wat nie net in die USSR vervaardig is nie (67 modelle)), maar ook in Bulgarye, Hongarye, Oos-Duitsland, Pole, Roemenië en Tsjeggo-Slowakye.

In 1983 het die USSR 'n unieke P-700 "Granit"-kompleks aangeneem wat spesifiek vir die Vloot ontwikkel is, ontwikkel deur NPO Mashinostroyenia (OKB-52), waarin missiele onafhanklik in gevegsformasie kon optree en teikens tydens vlug onder mekaar kon versprei.

In 1984 is stelsels ontwikkel vir die redding van inligting van neergestorte vliegtuie en die aanwysing van ongelukterreine "Maple", "Marker" en "Call".

By die Instituut vir Kubernetika, in opdrag van die USSR Ministerie van Verdediging, is 'n outonome robot "MAVR" gedurende hierdie jare geskep, wat vrylik na die teiken kon mik deur ruwe, moeilike terrein. "MAVR" het 'n hoë landloopvermoë en 'n betroubare beskermingstelsel gehad. Ook gedurende hierdie jare is die eerste brandrobot ontwerp en geïmplementeer.

In Mei 1984 het die regering 'n dekreet uitgevaardig "Oor die versnelling van werk aan die outomatisering van masjienbouproduksie op grond van gevorderde tegnologiese prosesse en buigsame herverstelbare komplekse", wat 'n nuwe sprong in robotisering in die USSR gegee het. Verantwoordelikhede vir die implementering van die beleid op die gebied van skepping, bekendstelling en instandhouding van buigsame outomatiese produksie is aan die USSR Ministerie van Masjiengereedskapnywerheid opgedra. Die meeste van die werk is by meganiese ingenieurswese en metaalbewerkingsondernemings uitgevoer.

In 1984 was daar reeds meer as 75 geoutomatiseerde werkswinkels en afdelings toegerus met robotte, die proses van geïntegreerde implementering van industriële robotte as deel van tegnologiese lyne en buigsame outomatiese produksiefasiliteite wat in meganiese ingenieurswese, instrumentmaak, radio en elektroniese industrieë gebruik is krag kry.

By baie ondernemings van die Sowjetunie is buigsame produksiemodules (PMM), buigsame outomatiese lyne (GAL), seksies (GAU) en werkswinkels (GAC) met outomatiese vervoer- en bergingstelsels (ATSS) in werking gestel. Teen die begin van 1986 was die aantal sulke stelsels meer as 80, dit het outomatiese beheer, gereedskapverandering en spaanderverwydering ingesluit, waardeur die produksiesiklustyd met 30 keer verminder is, die besparing van produksiegebied met 30-40 toegeneem %.

Buigsame vervaardigingsmodules

In 1985 het TsNII RTK begin met die ontwikkeling van 'n stelsel van boordrobotte vir die ISS "Buran", toegerus met twee manipuleerders van 15 m lank, beligting, televisie en telemetriestelsels. Die hooftake van die stelsel was om bedrywighede met multi-ton vrag uit te voer: aflaai, dok met die orbitale stasie. En in 1988 is die ISS Energia-Buran gelanseer. Die skrywers van die projek was V. P. Glushko en ander Sowjet-wetenskaplikes. Die ISS Energia-Buran het die mees betekenisvolle en gevorderde projek van die 1980's in die USSR geword.

ISS "Energia-Buran"

In 1981-1985. in die USSR was daar 'n sekere afname in die produksie van robotte as gevolg van die wêreldkrisis in verhoudings tussen die lande, maar teen die begin van 1986 het meer as 20 000 industriële robotte reeds by die ondernemings van die USSR Ministerie van Instrumente gefunksioneer.

Teen die einde van 1985 het die aantal industriële robotte in die USSR 40 000 genader, wat ongeveer 40% van alle robotte in die wêreld uitgemaak het. Ter vergelyking: in die VSA was hierdie getal verskeie kere minder. Robotte is wyd in die ekonomie en industrie bekendgestel.

Na die tragiese gebeure by die Tsjernobil-kernkragsentrale, Moskou Staat Tegniese Universiteit vernoem na Bauman, Sowjet-ingenieurs V. Shvedov, V. Dorotov, M. Chumakov, A. Kalinin het vinnig en suksesvol mobiele robotte ontwikkel wat gehelp het om die nodige navorsing en werk uit te voer na die ramp in gevaarlike gebiede - MRK en Mobot-ChKhV. Dit is bekend dat robottoestelle destyds in die vorm van radiobeheerde stootskrapers en spesiale robotte gebruik is om die omliggende gebied, die dak en die bou van die noodeenheid van die kernkragsentrale te ontsmet.

Mobot-CHHV (mobiele robot, Tsjernobil, vir chemiese troepe)

Teen 1985 het die USSR Gosstandaarde vir industriële robotte en manipuleerders ontwikkel: standaarde soos GOST 12.2.072-82 "Industriële robotte. Robotiese tegnologiese komplekse en afdelings. Algemene veiligheidsvereistes ", GOST 25686-85" Manipuleerders, outo-operateurs en industriële robotte. Terme en definisies "en GOST 26053-84" Industriële robotte. Aanvaardingsreëls. Toetsmetodes".

Teen die einde van die 80's het die taak om die nasionale ekonomie te robotiseer groot dringendheid verkry: mynbou, metallurgiese, chemiese, ligte en voedselnywerhede, landbou, vervoer en konstruksie. Die tegnologie van instrumentmaak is wyd ontwikkel, wat na die mikro-elektroniese basis oorgegaan het.

In die laat Sowjet-jare kon 'n robot van een tot drie mense in produksie vervang, afhangende van die skof, het arbeidsproduktiwiteit met ongeveer 20-40% verhoog en hoofsaaklik laaggeskoolde werkers vervang. Die uitdaging vir Sowjet-wetenskaplikes en -ontwikkelaars was om die koste van die robot te verlaag, aangesien dit alomteenwoordige robotika grootliks beperk het.

In die USSR was 'n aantal wetenskaplike en produksiespanne betrokke by die ontwikkeling van die teoretiese grondslae van robotika, die ontwikkeling van wetenskaplike en tegniese idees, die skepping en navorsing van robotte en robotstelsels in daardie jare: MSTU im. N. E. Bauman, Instituut vir Meganiese Ingenieurswese. A. A. Blagonravova, Sentrale Navorsings- en Ontwikkelingsinstituut vir Robotika en Tegniese Kubernetika (TsNII RTK) van die St. Petersburg Politegniese Instituut, Instituut vir Elektriese Sweiswerk vernoem na E. O. Paton (Oekraïne), Instituut vir Toegepaste Wiskunde, Instituut vir Beheerprobleme, Navorsingsinstituut vir Meganiese Ingenieurstegnologie (St. Rostov), Eksperimentele Navorsingsinstituut vir Metaalsnymasjiengereedskap, Ontwerp en Tegnologiese Instituut vir Swaar Ingenieurswese, Orgstankoprom, ens.

Ooreenstemmende lede I. M. Makarov, D. E. Okhotsimsky, sowel as bekende wetenskaplikes en spesialiste M. B. Ignatiev, D. A. Pospelov, A. B. Kobrinsky, G. N. Rapoport, B. C. Gurfinkel, N. A. Lakota, Yu. G. Kozyrev, V. S. Kuleshov, F. M. Kulakov, B. C. Yastrebov, E. G. Nahapetyan, A. V. Timofeev, B. C. Rybak, M. S. Voroshilov, A. K. Platonov, G. P. Katys, A. P. Bessonov, A. M. Pokrovsky, B. G. Avetikov, A. I. Korendyasev en ander.

Jong spesialiste is opgelei deur die stelsel van universiteitsopleiding, spesiale sekondêre en beroepsonderwys en deur die stelsel van heropleiding en gevorderde opleiding van werkers.

Personeelopleiding in die belangrikste robotspesialiteit "Robotiese stelsels en komplekse" is destyds in 'n aantal vooraanstaande universiteite in die land uitgevoer (MSTU, SPPI, Kiev, Chelyabinsk, Krasnoyarsk Polytechnic Institutes, ens.).

Vir baie jare is die ontwikkeling van robotika in die USSR en die lande van Oos-Europa uitgevoer binne die raamwerk van samewerking tussen die CMEA-lidlande (Raad vir Onderlinge Ekonomiese Bystand). In 1982 het die hoofde van die afvaardigings 'n Algemene Ooreenkoms oor Multilaterale Samewerking in die Ontwikkeling en Organisasie van Produksie van Industriële Robotte onderteken, in verband waarmee die Raad van Hoofontwerpers (SGC) geskep is. Aan die begin van 1983 het die CMEA-lede 'n ooreenkoms onderteken oor multilaterale spesialisasie en samewerking in die vervaardiging van industriële robotte en manipuleerders vir verskeie doeleindes, en in Desember 1985 het die 41ste (buitengewone) CMEA-sessie die Omvattende Program van Wetenskaplike en Tegnologiese Vooruitgang aanvaar. van die CMEA-lidlande tot 2000, waarin industriële robotte en robotisering van produksie ingesluit is as een van die prioriteitsareas vir geïntegreerde outomatisering.

Met die deelname van die USSR, Hongarye, die Duitse Demokratiese Republiek, Pole, Roemenië, Tsjeggo-Slowakye en ander lande van die sosialistiese kamp, is 'n nuwe industriële robot vir elektriese boogsweis "Interrobot-1" suksesvol geskep in daardie jare. Met spesialiste van Bulgarye het wetenskaplikes van die USSR selfs die produksievereniging "Red Proletarian - Beroe" gestig, wat toegerus was met moderne robotte met elektromeganiese aandrywings van die RB-240-reeks. Hulle was bedoel vir bykomende bedrywighede: laai en aflaai van onderdele op metaalsnymasjiene, vervanging van werkgereedskap, vervoer en palletiseer onderdele, ens.

Samevattend kan ons sê dat teen die begin van die 90's ongeveer 100 000 eenhede industriële robotte in die Sowjetunie vervaardig is, wat meer as 'n miljoen werkers vervang het, maar die vrygestelde werknemers het steeds werk gekry. In die USSR is meer as 200 modelle van robotte ontwikkel en vervaardig. Teen die einde van 1989 was meer as 600 ondernemings en meer as 150 navorsingsinstitute en ontwerpburo's deel van die USSR Ministerie van Instrument. Die totale aantal werknemers in die bedryf het een miljoen oorskry.

Sowjet-ingenieurs het beplan om die gebruik van robotte in byna alle gebiede van die industrie bekend te stel: meganiese ingenieurswese, landbou, konstruksie, metallurgie, mynbou, ligte en voedselindustrieë, maar dit was nie bestem om waar te word nie.

Met die vernietiging van die USSR het die beplande werk aan die ontwikkeling van robotika op staatsvlak gestop, en die reeksproduksie van robotte het opgehou. Selfs daardie robotte wat reeds in die industrie gebruik is, het verdwyn: die produksiemiddele is geprivatiseer, toe is die fabrieke heeltemal verwoes, en die unieke duur toerusting is vernietig of vir skroot verkoop. Kapitalisme het gekom.