Контрольно-регулирующая функция человека обеспечивает необходимое течение и заданные результаты процесса труда. Эта функция проявляется как форма связи объективного процесса труда и функции человека по принятию решений, назначение которой состоит в осмысливании процесса, в выработке задания и анализе результатов.
На ранних стадиях развития общества все пять указанных функций выполнял человек. Силой собственных мышц он приводил в действие простые орудия и, осуществляя контроль за процессом, целесообразно изменял предмет труда в соответствии с ранее обдуманным назначением. Технический прогресс нашел свое выражение в последовательной передаче трудовых функций человека орудиям труда и, следовательно, в преобразовании функций трудовой деятельности человека в функции технических средств.
Первой функцией, для выполнения которой были созданы технические средства, была функция по подъему и перемещению грузов. Ранние механические устройства (рычаг, каток и др.) только помогали человеку в выполнении транспортной функции. Но затем были изобретены транспортные средства, которые позволили заменить людей в выполнении этих операций. В первой повозке, движимой прирученными животными, человек освобождался от выполнения транспортной и энергетической функций.
Применение подъемно-транспортных средств производило в древности большое впечатление. Транспортные и подъемные устройства послужили античным ученым материалом для разработки первых теоретических положений механики — теории рычага, наклонной плоскости, полиспаста. С подъемно-транспортными средствами ассоциировалось понятие «машина»; «Машина есть сочетание соединенных вместе деревянных частей, обладающее огромными силами для передвижения тяжестей» ,—писал знаменитый римский архитектор и инженер Витрувий (I в. до н. э.).
Первым механическим двигателем, заменившим человека в исполнении энергетической функции, было водяное колесо. Энергия потока воды с помощью водяного колеса превращалась в энергию вращения вала, которую использовали для привода различных устройств. Необходимость в замене мускульной энергии человека силами природы прежде всего возникла при осуществлении энергоемких процессов дробления материалов, подъема грузов, водоподъема, и именно здесь водяное колесо применялось достаточно часто. Энергетическую и транспортную функции, являющиеся простейшими функциями человека и животных, удалось заменить природными силами прежде всего.
Технологическая функция несравненно более сложна и осуществляется только при наличии определенных навыков и умения. Прообразом первого технического средства для замены человека в выполнении технологических функций является примитивный сверлильный станок. В этом станке благодаря применению лука и тетивы возвратно-поступательное движение, наиболее свойственное и характерное для руки человека, преобразовывалось во вращательное движение сверла, а второе движение, необходимое для осуществления технологического процесса сверления — вертикальная передача сверла,—обеспечивалось весом груза.
Одна из ранних технологических машин—водяная мельница занимает особое место в развитии орудий производства. Водяная мельница, применявшаяся еще в I в. до н. э., знаменовала появление первой технологической машины с механическим приводом. К. Маркс отмечал, что машина «в ее элементарной форме завещана была еще Римской империей в виде водяной мельницы» . Это техническое средство выполняло энергетические и технологические функции, освободив от них человека. В водяной мельнице был заложен принцип машинного производства. В ее конструкции ясно обозначены три механизма—двигательный, передаточный и рабочий. В дальнейшем каждый из механизмов в своей многовековой эволюции превратился в самостоятельные технические средства — механический двигатель, разветвленную передаточную установку и технологическую машину.
В развитии технологических машин можно выделить три направления. Одно направление развития привело к становлению таких машин, как прессы, молоты, ножницы и др. Основная особенность развития этих технических средств состоит в увеличении размеров ручных орудий при сохранении исходной принципиальной схемы их действия. Другой класс машин возник как результат передачи орудий из рук рабочего соответствующим механизмам, которые своими кинематическими связями обеспечили необходимые движения и их взаимодействие. К этому классу машин относятся токарные, сверлильные и другие металлообрабатывающие станки, а также многие деревообрабатывающие станки. Машины, применение которых ознаменовало техническую революцию конца XVIII—начала XIX столетия, принадлежат к третьему классу машин. Эти машины заменили человека в выполнении технологической функции, исполнявшейся ранее непосредственно руками и пальцами рук— естественными орудиями человека. Прядильные машины и ткацкие станки являются представителями этого класса машин.
Применение технологических машин послужило толчком к становлению и широкому распространению универсального парового двигателя. Это подметил К. Маркс. Он писал: «Только после того как орудия превратились из орудий человеческого организма в орудия механического аппарата, рабочей машины, только тогда и двигательная машина приобретает самостоятельную форму, совершенно свободную от тех ограничений, которые свойственны человеческой силе».
Техническая революция конца XVIII—начала XIX в., начавшаяся с создания технологических машин для текстильной промышленности, завершилась применением технологических машин в машиностроении, ибо «крупная промышленность должна была овладеть характерным для нее средством производства, самой машиной, и производить машины с помощью машин. Только тогда она создала адекватный ей технический базис и стала на свои собственные ноги».
Разнообразные технологические машины и паровой двигатель, который может иметь практически неограниченную мощность, обладает свойством универсальности по техническому применению и независимостью от локальных условий, позволили создать новый тип промышленного предприятия — механизированную фабрику и завод, оборудованные системой машин. В своем наиболее развитом виде техническое оснащение капиталистического машинно-фабричного производства представляло собой совокупность технологических машин, приводимых в действие от одного центрального парового двигателя через разветвленную сеть передаточных механизмов. Как основная техническая форма этот тип оборудования промышленного предприятия существовал целое столетие и был достаточно распространен даже в 20-o годах текущего века. Только с распространением электрических двигателей небольшой мощности стал возможен переход сначала к групповому, а затем и к индивидуальному приводам.
Таким образом, к концу XVIII в. была создана система технических средств, которая значительно расширила технические возможности человека и повысила производительность его труда. Для выполнения энергетических, транспортных и технологических функций были созданы разнообразные и достаточно надежные технические устройства. Началось становление механизированных предприятий в разных отраслях промышленности.
Механизация трех трудовых функций человека означала снятие с производственного процесса ограничений, накладываемых человеком как непосредственным исполнителем ряда операций. Это позволило значительно интенсифицировать производственный процесс, который теперь строился по объективному принципу.
Из самого определения труда как целенаправленной деятельности человека следует, что функции наблюдения и контроля обязательны для любого производственного процесса, независимо от степени развития орудий труда. Выполняя трудовой процесс, человек следил непрерывно за ходом и результатом своих действий. Изменяя положение рук, ног, орудия, он непрерывно вносил необходимые коррективы в свои действия. Достижение определенного результата, идеально сконструированного человеком, предполагает наблюдение, контроль, коррекцию в течение всего процесса, от первой операции до последней. Только благодаря постоянному вниманию человека за ходом процесса в конце его появляется заранее запланированный продукт труда.
В механизированном производстве человек также не освобождается от функции регулирования и наблюдения за процессом. Контрольно-регулирующая функция человека не только не сокращается, а, наоборот, непрерывно расширяется и усложняется по мере увеличения числа единиц технологического и энергетического оборудования, с применением все более разнообразных и специализированных приемов и методов обработки. Освобождение человека от непосредственного выполнения контрольно-регулирующей функции в производственном процессе и создание технических, «независимо» от человека действующих систем контроля, является новым этапом в развитии технических средств. Замена труда человека в операциях контроля и регулирования действиями технических устройств составляет содержание автоматизации производственных процессов.
История автоматов уходит в глубь веков и начинается со времени изготовления и применения ловушек. Первые сведения об автоматах содержатся в работах Герона Александрийского (предположительно I в.) «Пневматика» и «Механика». Герон описал автоматы, созданные им самим и древнегреческим механиком Ктесибием (около II—I вв. до н. э.): пневмоавтомат для открывания дверей храма при зажигании жертвенного огня, водяной орган, механический театр марионеток, прибор для измерения протяженности дорог, устройство для продажи священной воды. В средние века были созданы «андроидные» (человекоподобные) автоматы. В XIII в. немецкий философ-схоласт и алхимик Альберт фон Больштадт построил «железного человека»—робота для открывания и закрывания дверей. Интересные андроиды были созданы в XVII—XVIII вв.—механические писец, художник, пианистка и др. Великолепный «театр автоматов», помещенный в «часах яичной фигуры», был построен в XVIII в. русским механиком-изобретателем И. П. Кулибиным (1735— 1818). Каждый час в корпусе яйца распахивались дверцы, за которыми двигались фигурки.
Появление промышленных автоматов относится ко второй половине XVIII в. Первыми промышленными автоматическими устройствами были регулятор уровня воды в котле паровой машины (1765) И. И. Ползунова (1728—1766) и регулятор скорости вращения вала паровой машины (1784) Д. Уатта (1736—1819). Позднее была создана система программного управления от перфоленты ткацким станком (1804—1808) Ж. Жаккара (1752—1834). Правда, еще с XVI в. известно применение потряска в водяной мельнице, что позволило автоматически регулировать подсыпку зерна к жернову в количестве, которое жернов может размолоть в изменяющихся условиях (различный приток воды, состав зерна и т. п.).
Опыт промышленной автоматики за последние полтора столетия имеет большое значение для развития техники. В этот период был сформулирован ряд важных принципов автоматики. Один из принципов — принцип регулирования по отклонению — развился в наше время в концепцию обратной связи, общую для управляемых машин и живых организмов. Другой принцип—принцип компенсации—положен в основу создания регуляторов, которые могут подавать воздействие, компенсирующее возмущение, вызванное случайным изменением нагрузки в машинах.
Создание производственных автоматов, выполняющих основные и вспомогательные движения в процессе всего рабочего цикла, без какой-либо помощи со стороны человека, означало передачу ряда функций (в том числе и регулирующей) техническим средствам. Система автоматических машин стала способна обеспечивать максимальную автоматизацию технологических процессов в различных отраслях хозяйства. Подлинное развитие автоматизации производственных процессов началось в середине XX в., когда в дополнение к механическим и электрическим устройствам были созданы разнообразные электронные регулирующие приборы и аппараты, свободные от инерции механических средств и обладающие исключительной точностью и гибкостью. Всевозможные средства автоматизации позволили создать полностью автоматизированные энергетические и технологически комплексы — автоматические гидростанции, автоматические линии обработки, заводы, автоматы по изготовлению различные изделий и т. д.
Широкое использование автоматизации стало совершенно необходимым на современном этапе развития техники. С помощью автоматики люди овладевают новыми процессами и явлениями, недоступными непосредственному восприятию человека. Сила и напряжение электрического тока, высокая и низкая температуры, плотность магнитного и электрического полей, большие скорости и сложные зависимости параметров процессов и т. д. вышли за границы возможностей непосредственного контроля и регулирования со стороны человека и переданы соответствующим техническим системам. Развитие процессов, протекающих на значительном расстоянии от человека, вызвало становление систем дистанционного управления. Между органами чувств человека и управляемым объектом в современных условиях помещается целая система технических средств контроля и регулирования.
С появлением электронных вычислительных машин начинается история технических средств, выполняющих наиболее сложные функции человека—функции принятия решения. Машине переданы отбор, систематизация, классификация информации. Современные вычислительные машины выполняют не только вычислительные операции, но и осуществляют оценку и сравнение получаемых результатов, выбирают наивыгоднейшие из просчитанных вариантов, последовательно выполняют математические и логические операции, задаваемые программой. Ценное свойство электронных вычислительных машин — выполнять определенные логические операции, а также хранить начальные условия задачи, промежуточные результаты, необходимые константы и другую информацию — значительно расширяет зону их применения. Перевод текста с одного языка на другой,
