Представьте, что два инженера обсуждают проект автоматизации цеха и оба уверены, что говорят об одном и том же - о «роботизированном комплексе». Через час выясняется, что один имел в виду единственный сварочный робот с огороженной рабочей зоной, а второй - разветвлённую систему из двенадцати станков с ЧПУ, транспортного конвейера и общего диспетчерского поста.
Оба правы с точки зрения обиходного словоупотребления. И оба неточны с точки зрения стандарта. Именно в этом зазоре - между живым инженерным языком и строгой нормативной терминологией - и возникает большинство недоразумений при проектировании, обучении и эксплуатации автоматизированных производственных систем.
Откуда берётся путаница
Советская и постсоветская нормативная база по автоматизации производства складывалась в несколько волн, и каждая волна приносила новые аббревиатуры. ГОСТ 25686-85 закрепил понятие «промышленный робот», ГОСТ 26228-85 ввёл термины «гибкая производственная система», «роботизированный технологический комплекс» и «гибкий производственный модуль», ГОСТ Р ИСО 8373-2014 принёс международные определения в российскую практику.
Каждый документ принимался в своё время, под свои задачи, и в результате для обозначения близких по смыслу понятий сформировался целый куст терминов: РТК, РТЯ, РТУ, РТЛ, РТЦ, ГПМ, ГПС, ГАЛ, ГАУ, ГАЦ. В учебной литературе эти аббревиатуры нередко вводятся без чёткого разграничения или вовсе смешиваются - что и порождает ту самую путаницу, на которую жалуются студенты и практикующие специалисты.
Фундамент: что такое промышленный робот
Чтобы разобраться в терминологии систем, нужно начать с её атомарного элемента. По ГОСТ 25686-85, промышленный робот - это автоматическая машина, стационарная или передвижная, состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора с несколькими степенями подвижности и перепрограммируемого устройства управления для выполнения двигательных и управляющих функций в производственном процессе.
Американский Робототехнический институт в 1979 году сформулировал короче и ёмче: «перепрограммируемый многофункциональный манипулятор, предназначенный для перемещения материала, деталей, инструментов или специализированных устройств с переменными программированными движениями для выполнения различных задач». Это определение до сих пор цитируют в учебниках, потому что оно схватывает главное: не просто автомат, а перепрограммируемый - способный переориентироваться на новую задачу без физической переделки конструкции.
Принципиально важно разграничить промышленного робота и близкое ему понятие - робототехническое устройство. Последнее обладает свойствами робота, но у него недостаёт либо требуемого числа программируемых степеней подвижности, либо определённого уровня автономности. Простой автооператор, перекладывающий детали по фиксированной траектории, - это робототехническое устройство, но не промышленный робот.
Различие кажется академическим, однако на практике именно от него зависит, как будет классифицировано оборудование при техническом регулировании и сертификации.
РТК: строгое определение против обиходного употребления
По ГОСТ 26228-85, роботизированный технологический комплекс (РТК) - совокупность единицы технологического оборудования, промышленного робота и средств оснащения, автономно функционирующая и осуществляющая многократные циклы.
Стандарт намеренно говорит «единицы» - одного станка и одного робота. Это и есть формальная граница РТК: минимальная автономная ячейка с замкнутым технологическим циклом. Как только в систему добавляется второй станок или второй робот с разделением операций между ними - формально это уже другой уровень иерархии.
На практике же термин «РТК» давно превратился в зонтичное понятие, обозначающее любую производственную систему с промышленными роботами - от одиночной сварочной ячейки до многостаночного участка. Именно эта двойственность - стандартное узкое значение и расширенное обиходное - и создаёт большую часть терминологических конфликтов в технической литературе и на производстве.
Роботизированная ячейка: почти синоним, но не совсем
Роботизированная ячейка и РТК - понятия, которые в современной практике используются практически как синонимы. Однако нормативная логика проводит между ними осмысленную границу.
Роботизированная технологическая ячейка (РТЯ) - это нижний уровень классификации: в ней выполняется одна основная технологическая операция, и при этом количество единиц оборудования не принципиально. В РТЯ может вовсе отсутствовать отдельный станок, если операцию выполняет сам робот - например, при дуговой сварке или нанесении покрытий.
Принципиальное функциональное различие состоит в роли робота. В классическом станочном РТК робот - слуга станка: его задача сводится к загрузке заготовки, фиксации в патроне и извлечению готовой детали, тогда как всю технологическую работу выполняет оборудование.
В роботизированной ячейке для сварки или окраски робот - главный исполнитель: именно он несёт технологическую нагрузку, а всё остальное оборудование лишь обеспечивает его работу.
Иерархия: от ячейки до завода
Нормативная классификация строит из этих базовых единиц последовательную иерархию по организационному признаку - числу выполняемых операций и масштабу производственного подразделения.
|
Уровень |
Аббревиатура |
Критерий выделения |
|
Роботизированная технологическая ячейка |
РТЯ |
Одна основная операция |
|
Роботизированный технологический участок |
РТУ |
Несколько операций, не обязательно однородных |
|
Роботизированная технологическая линия |
РТЛ |
Ряд операций единого технологического процесса |
|
Роботизированный технологический цех |
РТЦ |
Несколько участков, склад, транспортная система |
РТК в стандартном понимании соответствует нижнему уровню этой таблицы - РТЯ. Но его принципиальное отличие от просто ячейки состоит в требовании автономности: комплекс должен функционировать самостоятельно, без постоянного участия оператора в технологическом цикле. Именно это свойство делает РТК пригодным строительным блоком для систем более высокого уровня.
ГПМ и ГПС: модульность против иерархии
Параллельно с «роботизированной» ветвью классификации существует ветвь «гибкая производственная». Гибкий производственный модуль (ГПМ) - единица технологического оборудования с программным управлением, автономно функционирующая, автоматически осуществляющая все функции изготовления и имеющая возможность встраиваться в ГПС.
В отличие от РТК, ГПМ не обязательно включает промышленного робота - обрабатывающий центр с автоматической сменой инструмента и встроенным загрузчиком деталей вполне может быть ГПМ без какого-либо манипулятора.
Гибкая производственная система (ГПС) по тому же ГОСТ 26228-85 - это совокупность в различных сочетаниях оборудования с ЧПУ, РТК, ГПМ, отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени.
Ключевое слово здесь - «в различных сочетаниях»: ГПС не задаёт жёсткого рецепта комплектации, а лишь требует, чтобы вся совокупность обладала свойством автоматической переналадки при переходе к изделиям произвольной номенклатуры. Именно это свойство - гибкость, то есть способность перестраиваться на новую деталь без физической переналадки оборудования - является сущностным признаком ГПС, а не просто признаком высокой автоматизации.
Почему это важно не только для экзамена
Терминологическая точность в данном случае - не педантизм, а инженерная необходимость. Когда техническое задание на проектирование производственной системы содержит расплывчатое «предусмотреть РТК», исполнитель вынужден угадывать: речь о единственной сварочной ячейке или о многостаночном участке с автоматическим складом?
Ошибка в интерпретации означает ошибку в расчёте площадей, транспортных потоков, вычислительных мощностей системы управления и, в конечном счёте, в смете.
Стандарты существуют именно для того, чтобы устранить этот зазор между тем, что написано, и тем, что понято - и знание их терминологии является профессиональным минимумом для всех, кто работает в области автоматизации производства.
Андрей Повный