Первые шаги к автоматизированной фабрике были сделаны в начале 50‑х годов, когда в Массачусетском технологическом институте (США) была разработана технология цифрового программного управления металлообрабатывающими станками. Работа финансировалась министерством военно-воздушных сил США. Это же министерство совместно с Национальным агентством по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) взяло под свою опеку большинство разработок в этой области. Таким образом, первоначально автоматические системы нашли свое применение главным образом в аэрокосмических фирмах при проектировании и производстве двигателей, сложных корпусных узлов.

В тот же период две крупнейшие промышленные фирмы США — автомобильная «Дженерал моторс» и электронная «ИБМ» — совместно спроектировали применение ЭВМ для разработки чертежей изделий. Этим было положено начало процессу автоматизации проектирования и подготовки производства.

По оценкам специалистов, автоматизированные системы производства обладают таким потенциалом воздействия на производительность и эффективность, как ни одно другое изобретение со времен внедрения электричества.

Значительный выигрыш в производительности достигается прежде всего за счет того, что автоматизация на базе ЭВМ дает возможность полностью контролировать весь процесс от разработки изделий до их передачи в серийное производство. Системы автоматизированного конструирования позволяют с помощью специальных программ создавать на экранах компьютеров двух‑ и трехмерные изображения деталей, узлов и целых изделий. При этом система может в автоматическом режиме производить с ними такие трудоемкие операции, как изменение масштаба, построение изометрических проекций и их различные вращения. Программы автоматически выверяют все возможные проекции и выдают рабочие чертежи изделия, на которых также автоматически проставляются необходимые допуски, посадки, уклоны и т. п. Все это позволяет, по оценкам фирмы «Дженерал моторс», в 3—6 раз ускорить разработку новинок и получить в итоге проект, который потребует минимальных доработок в ходе изготовления.

Вычислительная техника открывает перед конструкторами многие дополнительные возможности. Так, она позволяет уже на стадии конструирования получить, скажем, картину распределения нагрузок, возникающих в материалах в процессе эксплуатации. Этап проектирования новой продукции сокращается при этом до минимума.

И тем не менее, несмотря на значительные выгоды от применения автоматизированных систем проектирования и управления производством, в целом мировая промышленность пока еще только приступает к их освоению. По оценкам Общества производственных инженеров США, к 1990 г. только 25% промышленных фирм этой страны будут иметь системы для разработки образцов новой продукции и инженерной подготовки производства и только около 50% ручного и механического черчения на этих фирмах будет передано на ЭВМ.

Это обусловлено сложностью автоматизации интеллектуального труда, поскольку сама структура творческой деятельности и условия ее эффективного осуществления во многом остаются еще неясными. Из общего объема инженерно-конструкторских задач только незначительная их часть может быть передана компьютерам.

Центральным звеном «фабрики будущего» являются роботизированные комплексы станков, машин, оборудования, как новая более высокая ступень автоматизации. В 1961 г. в США появилась небольшая фирма «Юнимейшн», приступившая к выпуску нового вида промышленного оборудования, которое позднее получило название «робот»[5]. Первый промышленный робот был установлен на заводах «Дженерал моторс» в 1962 г. Но их дальнейшее внедрение шло медленно. К 1978 г., по данным американского института роботов, только 25 фирм страны отважились установить новое оборудование, было организовано всего 10 фирм-производителей и 3 научно-исследовательские организации, работающие в области роботизации.

Положение меняется с появлением в конце 70‑х годов во многих капиталистических странах серьезных проблем в области производительности труда. Интерес к роботам увеличивается.

Современный промышленный робот мало похож на человекоподобные создания, населяющие страницы научно-фантастических романов. Американский институт роботов определяет его как «программируемый многофункциональный манипулятор, созданный для перемещения материалов, деталей, инструментов и специальных приборов с помощью изменяющихся программируемых движений». Как правило, робот обладает одной «рукой», на которой имеется несколько «пальцев». Степень свободы такой «руки» ограничена конструктивными особенностями механизма. Возможность изменять характер ее движений без каких-либо существенных перестроек составляет сущность программируемости. Семейство роботов весьма многочисленно. Они различаются не только своей конструкцией, но и принципами задания рабочей программы. Выделяют несколько типов роботов — от простейших, в которых программа задается электромеханическим путем, до так называемых «интеллигентных», в которых для управления используются программы «искусственного интеллекта». Современные «интеллигентные» роботы наделены специальными «органами чувств», позволяющими контролировать движения рабочих органов, включая бинокулярное цветное зрение.

Робот несет в себе одновременно черты и машины и оператора, который управляет ею. Как и машина, робот с высокой точностью повторяет любое заданное программой движение в течение длительного времени. С оператором его сближает возможность переключения, переналадки на выполнение новых задач путем повторения перемещений, задаваемых оператором, возможность расширять диапазон действий. Поэтому робототехника представляет собой новую, более высокую ступень автоматизации — использование машин для выполнения повторяющихся, стандартных видов работ, которые предписаны программой, а не выбраны самим роботом.

В общественном же мнении роботы — это машины, способные к самостоятельному поведению, то есть определению набора решаемых задач и выбора путей их достижения. Но в современном производстве роботы используются пока лишь благодаря своим машинным качествам — силе, точности, скорости, надежности, сноровке. Они не могут реагировать на непредвиденные обстоятельства, возникающие на производстве, самостоятельно изменять условия задания. Основной сферой их применения остаются производственные задачи, в которых можно заранее предвидеть всевозможные ситуации. Это окраска сложных корпусных деталей, сварка, загрузка-выгрузка станков, резка металлов. В целом же роботам может быть передана довольно значительная часть операций, выполняемых современным рабочим. По оценкам специалистов из университета Карнеги-Меллона (США), с помощью роботов уже сегодня может быть автоматизировано более 7 млн рабочих операций, что позволит выполнять почти треть видов работ, существующих в промышленности США. К 90‑м годам эта доля может достичь 65—75%.

Внедрение новых видов технологических процессов с использованием роботов осуществляется во многих отраслях промышленности развитых капиталистических стран. В 1985 г. американские компании затратили на эти цели более 400 млн дол. «Дженерал моторс» объявила о программе полного технического перевооружения своих заводов до 1990 г. стоимостью в 1 млрд дол. На заводах этой фирмы к этому моменту будут «трудиться» 14 тыс. роботов.

Современный промышленный робот — сложное и дорогое оборудование, и тем не менее капиталисты охотно идут на его установку. В чем же дело? Сущность капиталистического предпринимательства такова, что капиталист станет применять машину, замещающую живой труд, только в том случае, если ее стоимость будет меньше стоимости вытесняемой ею рабочей силы. Произведем простой экономический расчет: эксплуатация робота стоимостью 40 тыс. дол. в две смены обходится с учетом технического обслуживания в 3 раза дешевле, чем содержание одного рабочего на конвейере. Если учесть, что роботы не вступают в профсоюзы и не бастуют, то привлекательность их для капиталиста увеличивается еще больше. Поэтому роботизация идет быстрыми темпами во всех промышленно развитых капиталистических странах.