История инженерного дела. Важнейшие технические достижения с древних времен до ХХ столетия

Это автоматическое регулирование, включая адаптацию Уаттом центробежных регуляторов для дроссельного клапана, чтобы стабилизировать скорости двигателей, имело тенденцию к осцилляции. В XIX веке инженеры придумали демпферы – устройства для гашения колебаний в регуляторе. В тот же период математики и физики разработали теорию регулирования и вывели дифференциальные уравнения, описывающие осцилляцию и демпфирование. Но только в 1920-х годах инженеры начали активно использовать эту теорию для создания надежных и быстродействующих сервомеханизмов. Инновации минимизировали тенденцию к колебаниям и повысили возможности использования автоматического регулирования. Результат – быстрый рост использования инструментов, приборов и аппаратуры в промышленности Соединенных Штатов. Например, промышленность в 1951 году приобрела вдвое больше приборов и аппаратуры для точного регулирования, чем в 1946 году.

Социальная значимость внедрения приборов автоматического управления и регулирования аналогична значению энергетической революции в Средние века. Если развитие механической энергии освободило людей от роли главного источника энергии для осуществления тех или иных процессов, то применение приборов автоматического регулирования избавило людей от контроля за этими процессами. Однако нет оснований полагать, что человек со временем окажется полностью устранен из системы производства. Как и в случае с механической энергией, автоматическое управление стало не просто устройствами, а способом сэкономить трудозатраты. Многие современные процессы могут функционировать только под автоматическим управлением.

Управление ими человеком сделало бы их замедленными и дорогостоящими.

Если 50 000 контрольных приборов на нефтеперерабатывающих заводах США перестанут работать, произойдет национальная катастрофа. Заводы станут безжизненными грудами металла. Если же мы решим заменить их старыми, управляемыми вручную заводами, их придется построить в четыре или даже пять раз больше, чтобы удовлетворить наши современные потребности в топливе. Некоторые современные химические процессы придется прекратить, выход моторного топлива из сырой нефти снизится на три четверти, стоимость взлетит до небес, а качество упадет. Надо будет переделать автомобильные двигатели, чтобы они могли работать на топливе низкого качества. Из-за низкого выхода топлива придется добывать быстрее и больше сырой нефти.

Управление процессом сгорания в котле современной электрической установки – другой пример развития автоматического управления. Сигнал о производительности генераторов поступает по обратной связи на котельную установку, и любой рост расхода энергии приводит в действие автоматический механизм, управляющий насосами питательной воды, вытяжными вентиляторами и подачей топлива, так что в котельной не нужен персонал – надо только следить за записями и быть наготове на случай непредвиденной ситуации.

История автоматического управления содержит социальные аспекты, к которым одни относятся с тревогой, другие – с безразличием. Автоматическое управление, как и механизация, могут нести определенную угрозу обществу, поскольку следствием их внедрения является технологическая безработица. Эта проблема существовала с первых этапов промышленной революции. Широкое распространение паровых двигателей привело в начале XIX века к бунтам рабочих, опасавшихся, что паровые машины лишат их работы. На самом деле появление новых механизмов и машин создало новые отрасли деятельности с новыми рабочими местами, требовавшими больше опыта и образования. В середине века одним из тезисов, на котором Карл Маркс основал свою теорию эксплуатации труда капиталом, была неизбежность технологической безработицы. История показала, что, хотя такое явление возможно, оно вовсе не является неизбежным. Более того, недолгая история автоматического управления доказала, что она не вызовет ничего, кроме временной технологической безработицы, по крайней мере в развитом промышленном обществе. Дело в том, что капиталовложения на каждую произведенную единицу продукции, как и затраты труда на нее, уменьшаются. Автоматическое управление и дальше будет способствовать уменьшению капиталовложений на единицу продукции благодаря увеличению общего выпуска.

Некоторые люди считают, что механизация промышленности и автоматическое управление приведет к остановке в развитии человеческого разума – люди разучатся думать. На самом деле история показала, что важные прорывы в технологии и науке часто сопровождаются прогрессом в литературе и искусстве, поскольку у людей появляются материальный достаток и свободное время, чтобы заниматься чем-то, помимо производства. Автоматический контроль не только способствует сокращению рабочих часов, но и, как и механизация, ликвидирует тяжелый монотонный труд. Рабочие повышают квалификацию, чтобы справляться с новыми машинами, а повышение статуса рабочего способствует росту всеобщего благосостояния.

Влияние инженерии на общество