5 - 2017

Из истории создания САПР прокатного оборудования на Уралмашзаводе. Хроника и апофеоз вычислительной технике и компьютеру от лица первого поколения пользователей

Да, были люди в наше время,
Не то, что нынешнее племя:
Богатыри ...!
М.Ю. Лермонтов. Бородино.1837

Борис Поляков, профессор, д.т.н., пенсионер. В настоящее время проживает в США
Борис Поляков, профессор, д.т.н., пенсионер. В настоящее время проживает в США

За последние лихие двадцать лет «перестройки» существенно понизился производственный потенциал отечественного машиностроения, в том числе и в равной мере это относится и ко многим предприятиям тяжелого машиностроения. Например, сегодняшний уровень производственных возможностей Уралмашзавода несоизмеримо и резко контрастирует с достославным периодом 1950­1970­х годов — временем максимальной активности трудового коллектива и, в частности, конструкторских подразделений завода.

Отмеченные годы — это «золотой век», ренессанс конструкторской, научной и производственной деятельности Уралмашзавода — авторитетнейшего, знаменитого (к сожалению, уже в прошлом) и уникального предприятия отечественного тяжелого машиностроения. В этот замечательный период были созданы самые высокопроизводительные и впервые в мире автоматизированные блюминги 1300 (1964 г.), построена в цехе № 36 Уралмашзавода опытно­промышленная установка непрерывной разливки стали (УНРС) радиального типа (1964 г.), а в дальнейшем введена в эксплуатацию УНРС криволинейного типа (1968 г.) на Нижнетагильском меткомбинате (НТМК). Были созданы проекты и построены термоотделения для закалки рельсов на НТМК (1968 г.) и на Кузнецком меткомбинате (1978 г.), создан первый отечественный автоматизированный универсально­балочный стан на НТМК (1977 г.), разработан эффективный проект унификации оборудования всех обжимных станов Советского Союза и осуществлена реконструкция многих из них1 , а также выполнено много других оригинальных конструкторских разработок станов холодной прокатки, прессового, горного и бурового оборудования.

Именно в этот замечательный период интересных и увлекательных конструкторских работ, в начале 1960­х годов, и были сделаны первые, весьма скромные шаги в применении электронно­цифровых вычислительных машин (ЭВМ или ЭЦВМ), в частности для решения математических задач, возникающих в процессе проектирования прокатного оборудования. Эти скромные шаги постепенно, в совокупности, сформировали крепкую основу для создания будущей системы автоматизированного проектирования (САПР)2 .

Жизнь течет со всё большей скоростью (чем старше становишься, тем быстрее), и прошло уже почти 50 лет с начала наших работ с ЭЦВМ, и что­то уже окончательно потеряно памятью, поэтому желательно оставить надежный след на бумаге о том, какие мы были... богатыри!

Прежде всего, необходимо обратить внимание на следующее обстоятельство. Мы — будущие инженеры­механики — студенты 1950­х годов, проходя «свои университеты», не изучали (если мне не изменяет память) самостоятельных (среди основных дисциплин) или специальных курсов ни по вычислительной технике, ни по программированию. И естественно, имели лишь поверхностные представления об этих научных новациях, скорее всего на уровне «звона». Так что ЭЦВМ была для нас абсолютным «котом в мешке». К этому времени в моем активе имелась только недавно прочитанная книга Н. Винера «Кибернетика и общество», которая, видимо, серьезно повернула мои мозги в направлении ЭВМ и автоматизации. Книга вызвала у меня большой интерес, и я почувствовал, что кибернетика — это наука будущего и этим следует заниматься. Кроме того, у меня было «математическое окружение» в лице моей сестры — Э.В. Смирновой и ее подруг, одних из первых программистов — научных сотрудников Свердловского отделения Математического института им. В.А. Стеклова АН СССР (в настоящее время — Институт математики и механики УрО РАН г.Екатеринбурга — города огромного и высочайшего научного интеллекта в описываемый временной период), которые в определенной мере оказали влияние на мои профессиональные интересы. Поэтому и первым моим настольным пособием по программированию становится книга авторов А.И. Китова и Н.А. Криницкого «Электронные цифровые машины и программирование».

Эволюционный процесс накопления практического опыта в работе с ЭВМ3 , естественно, формировался по индуктивному методу: от простых задач — к более сложным. Первая «встреча» с ЭВМ «Урал­1» у меня состоялась в 1962 году на предмет решения трансцендентного алгебраического уравнения. Познакомил меня с «Уралом­1» и его атрибутами и оказал первую помощь в освоении программирования математик­программист, уважаемый Г.А. Джапаридзе — спокойный, терпеливый и достаточно эрудированный специалист. По существу, он и составил первую программу для ЭВМ с моим небольшим участием (точнее — эпизодическим присутствием и наблюдением), за что выражаю ему искреннюю благодарность и признательность. В дальнейшем «Урал­1» применяли для решения систем нелинейных уравнений невысокого порядка и аппроксимации различных экспериментальных данных, используя методы, замечательно и просто изложенные в книге «Лекции о приближенных вычислениях» А.Н. Крылова.

Я хорошо помню большой зал Вычислительного центра (ВЦ) Уралмашзавода, плотно заполненный однотипными шкафами, образующими ЭВМ «Урал­1», постоянный раздражающий гул и шум АЦПУ (устройств ввода и вывода информации) и громадные электронные лампы, которые в упаковке носили на своих плечах электронщики.

Создание проекта архитектуры будущей системы САПР, конечно, не предполагалось и не планировалось. Да и слово «САПР» было для нас неизвестным. Разговоров о такой системе не было и не могло быть в те времена. Всё начиналось с конкретных расчетных конструкторских работ с применением ЭВМ, ведь ВЦ входил в состав огромного завода, и мы там «фантазиями и прожектами» не занимались. В общем, мы не были архитекторами будущей компьютерной системы и никакого проекта не разрабатывали.

Главная цель начала работ по применению ЭВМ при проектировании заключалась в повышении качества проектных решений — как в области применяемых технологий, так и в реализующих их конструкциях, поскольку ЭВМ позволяет применять в расчетных методиках (математических моделях) современные и более сложные аналитические и численные методы (нереализуемые при ручных расчетах), которые обеспечивают повышенную точность, достоверность и информативность расчетов, а значит — и качество проектируемого оборудования. При этом использование ЭВМ дает возможность минимизировать объем расчетных работ, выполняемых вручную, а в дальнейшем и полностью их исключить.

Так объективно сложилось, что дальнейшее наше освоение ЭВМ и программирования было вызвано также необходимостью выполнения абсолютно новых для нас экспериментальных научно­исследовательских работ, связанных с освоением и совершенствованием систем автоматизации спроектированного и изготовленного Уралмашзаводом самого высокопроизводительного в мире блюминга 1300 завода «Криворожсталь», а в особенности — с созданием систем с Управляющими вычислительными машинами (УВМ). Но в преддверии начала этих практических работ (1964 г.) нам посчастливилось ознакомиться с современными математическими основами теории оптимального управления.

В начале 1960­х годов нам — «простым смертным» — становятся известны некоторые монографии отечественных и зарубежных математиков (акад. Л.С. Понтрягина, открывшего в 1956 году всемирно известный «принцип максимума», и американского математика доктора Р. Беллмана (Dr.R.Bellman), опубликовавшего в 1957 году свои работы по методу «динамического программирования»), посвященные математической теории оптимальных процессов. В это же время в Москве прошел международный математический конгресс (где присутствовал д­р Беллман), отдельная секция которого была посвящена математическим проблемам оптимизации систем. Исследования по теории оптимального управления, естественно, были инициированы и в первую очередь отвечали интересам разработчиков ракетно­космических комплексов и атомной энергетики. Эти работы стали весьма «модными», и достаточно часто начали появляться публикации по решению прикладных инженерных задач (но, главным образом, экономических) с использованием различных методов оптимизации (в основном — линейного программирования), и даже научно­популярные издания, например брошюры профессора Е.С. Вентцель.

Автор статьи также имел некоторое отношение к этим методам. Началу наших работ по оптимизации способствовали знакомство (а в дальнейшем и сотрудничество) и влияние обаятельного, эрудированного и весьма креативного ученого — В.А. Святославского (в тот период — заведующего отделом ВНИИЭлектропривод, г.Москва), под руководством которого проводились совместные работы по созданию алгоритмов систем управления механизмами блюминга с помощью УВМ. Совместно с математиком­программистом Ю.Д. Макаровым были теоретически решены и на ЭВМ получены численные результаты ряда задач, связанных с оптимизацией режимов управления электроприводами прокатного оборудования. Например, на основе принципа максимума были решены задачи по поиску оптимальных по быстродействию4 переходных процессов и режимов управления в безынерционном электроприводе постоянного тока при постоянном или переменном моменте статических сопротивлений, а также в инерционной электромеханической системе с учетом упругости, и ряд других практических задач, важных для проектирования и эксплуатации [1]. Эти решения частных задач оптимального управления затем вошли составным элементом в последующие решения крупных проблем по оптимизации технологических параметров и режимов управления на реверсивных и непрерывных станах горячей прокатки сортовых и листовых заготовок [1]. Вообще, поиск оптимальных решений (то есть применение современных строгих математических методов), эта естественная инженерная черта, получил отражение почти во всех последующих пакетах компьютерных программ (КП), показанных ниже.

С 1962 года начались (совместно с ВНИИЭлектроприводом) экспериментальные и теоретические работы, направленные на создание технологических основ алгоритмов управления применительно к первой в отечественной металлургии системе комплексной автоматизации самого высокопроизводительного в мире блюминга 1300, в том числе и для системы с УВМ «ВНИИЭМ­3». Разработка систем автоматического управления, а особенно создание впервые в отечественной металлургии системы с УВМ, выдвинули ряд новых, сложнейших в математическом отношении научных и серьезных технических задач, абсолютно несвойственных инженерным и конструкторским кадрам существующей на Уралмашзаводе системы проектрования прокатного оборудования. Но поскольку задачи касались технологий и их реализующего оборудования, изготовляемого Уралмашзаводом, мы «ничтоже сумняшеся» (ибо были не в состоянии адекватно оценить всю глубину трудностей и сложностей стоящих задач) смело приступили к их решению. Руководством наша инициатива была одобрена.

После пуска блюминга в эксплуатацию (октябрь 1964 г.) первая задача, поставленная перед нами, состояла в том, чтобы параллельно проведению экспериментальных работ, связанных с автоматизацией, всеми научными методами способствовать скорейшему достижению проектной производительности. То есть вышеуказанные задачи и многие другие требовали полной и достоверной информации в реальном масштабе времени.

Нами была предложена структурная схема информационной системы на основе двух УВМ «ВНИИЭМ­3» — средства получения представительных массивов точной и надежной научной информации, требуемой для построения математической модели объекта автоматизации и разработки алгоритмов управления. Такая система была спроектирована организациями — участниками проекта, а в 1966 году была смонтирована и стала первой в отечественной металлургии информационной системой на основе вычислительной техники (подробнее см. [2]).

Первооснову математического обеспечения информационной системы образовали комплексы программ автоматизированного сбора, предварительной обработки и накопления информации и программ по математической статистике, на уровне теории случайных величин и случайных процессов, создание которых мы приняли на себя. Разработка алгоритмов и программ (совместно с ВЦ Уралмашзавода, применительно в ЭВМ «Урал­4») по математической статистике была закончена в 1968 году в объеме следующих программ: статистического анализа, одно­ и двухфакторного дисперсионного анализа, двумерного и многомерного линейного и криволинейного (на основе метода Д.Б. Брандона (D.B.Brandon)) регрессионного анализа, а также выбора шага квантования по времени, вычисления корреляционной функции и спектральной плотности мощности и других параметров марковских стационарных эргодических случайных процессов (ответственные исполнители — Ю.Д. Макаров, Ф.М. Карлинская, в дальнейшем — Н.Г. Белявина и ряд других сотрудников ВЦ) [3]. Удивительно, но это факт, что созданный комплекс алгоритмов и программ был вторым пакетом программ по математической статистике, созданным в Советском Союзе, тогда как первый пакет был впервые разработан в Ленинградском институте Арктики и Антарктики (ЛАА НИИ) [3]. Комплекс этих программ в течение почти тридцати лет последовательно переводился в ВЦ Уралмашзавода на системы команд ЭВМ: «Минск­2», «Минск­22», ЕС­1020 (и 1060) и, наконец, на персональный компьютер IBM, что дополнительно подтверждает корректность математических постановок, высокую устойчивость, надежность, работоспособность и широкие прикладные возможности созданных алгоритмов.

Программы по статистике и другие статистические методы [1] применялись для обработки и анализа экспериментальной информации при решении многообразных задач автоматизации, при исследованиях процесса прокатки на блюминге 1300, механо­ и электрооборудования и систем их регулирования, при создании ряда автоматических систем программного управления динамически нагруженными механизмами. Пожалуй, впервые в прокатном производстве, да и в отечественной металлургии в целом, так широко и разносторонне были применены статистические методы. Созданные программы в течение трех десятилетий (до появления зарубежных разработок) были популярны во всех научных и конструкторских подразделениях Уралмашзавода и широко применялись при проведении многочисленных экспериментальных работ, для создания методик расчета процессов и машин и даже для решения ряда серьезных производственных проблем, а кроме того, нескольких задач по медицине, имевших место в моей практике.

Обширными комплексными статистическими исследованиями математически строго было доказано (подробно см. [2]), что процесс прокатки на блюминге является нестационарным, стохастическим, многофакторным процессом, деформационные, энергосиловые, скоростные, временные и динамические параметры которого представляют собой случайные величины, имеющие собственные, часто «ненормальные» функции распределения. С позиции автоматизации этот процесс обладает свойством дискретности, является нестабильным (даже на высоком уровне производительности), с ограниченной наблюдаемостью, то есть функционирует в условиях неполной информации, при этом влияние случайных возмущений на процесс прокатки существен. Все вышеотмеченные особенности были максимально учтены при формировании математической модели, содержащей совокупность статистически достоверных уравнений регрессии с оценками точности и надежности, для построения которой и максимизации целевых функций были применены принципы системного анализа и строгие методы математической теории оптимальных процессов.

На основе созданной модели был разработан (исполнитель — Ю.Д. Макаров) пакет компьютерных программ (КП) для оптимальных распределений обжатий по пропускам (выбор схем и режимов прокатки) методом динамического программирования Р. Беллмана и максимальных скоростей (или ускорений), а также для обоснования параметров оборудования и приводов. Названный метод на протяжении более трех десятилетий систематически применялся в расчетной практике при проектировании новых и реконструкции действующих реверсивных и непрерывных станов горячей прокатки.

Выполненные научные работы по оптимизации технологии прокатки обосновали целесообразность проведения некоторого усовершенствования оборудования, реализация которого способствовала надежному достижению высокой проектной производительности блюминга, а автоматическим системам, на уровне жесткого программного управления, при высоком уровне организации производства позволила реально обеспечить годовую производительность в объеме 5,5­5,7 млн тонн по всаду.

Созданный пакет КП по оптимизации технологии и оборудования был успешно применен при разработке эффективного проекта «комплекса унифицированного механо­ и электрооборудования участка рабочей клети обжимных станов» (инженер проекта — А.Г. Семовских), реализация которого обеспечила значительное сокращение сроков проектных работ, снижение себестоимости изготовления, а также сформировала резерв повышения производительности обжимных станов.

В связи с автоматизацией блюминга было также создано несколько сопутствующих КП по расчету и оптимизации кольцевых схем транспортировки заготовок и проката, по оптимизации рычажных механизмов, ведомое (исполнительное) звено которых должно воспроизводить требуемую форму траектории или обладать определенной линейной скоростью при заданном перемещении, и ряд других разработок, направленных на повышение качества и культуры проектирования и эксплуатации.

Итак, работы по автоматизации блюминга 1300 заложили первый и весьма солидный «краеугольный камень» в фундамент будущей САПР и стали успешным началом по формированию этой системы.

Одна из важнейших, но сложных задач, стоящих перед любым конструктором, заключается в обеспечении прочности деталей и надежности проектируемой машины. И несомненно, в этом направлении применение ЭВМ и современных численных математических методов, обеспечивающих дифференциальную картину напряженности в любых сечениях детали и их точках, является актуальной и весьма прагматичной задачей.

С целью повышения статической несущей способности тяжелонагруженных деталей и конструкций сложных конфигураций и их термостойкости, при работе в условиях интенсивных, нестационарных тепловых воздействий, их оптимизации и построения параметрических рядов и, в конечном счете, для повышения надежности проектируемого оборудования нами в середине 1970­х годов 5 совместно с Пермским политехническим институтом были разработаны математические постановки и пакеты КП для решения на ЭВМ краевых задач теории упругости в перемещениях, в плоской и объемной постановках, методом конечных элементов (МКЭ) для исследований напряженно­деформированных (НДС) и термоупругих состояний (ТУС) областей сложных геометрических форм.

Работоспособность, достоверность и эффективность КП доказана на тестовых примерах и сравнением результатов расчетов с экспериментальными исследованиями, а также более чем двадцатилетним периодом выполнения многочисленных расчетов при проектировании прокатного, горного, бурового и другого металлургического оборудования (подробнее см. [1]). Все пакеты программ переданы и зарегистрированы в ГОСФАП СССР [1].

Кроме того, для оформления результатов исследований НДС и ТУС (в том числе и статистических) было разработано программное обеспечение, позволяющее выполнять на графопостроителе «BENSON­2320» ВЦ Уралмашзавода различные виды рисунков, на которых показываются напряженное и деформированное или термоупругое состояние и температурные поля всей конструкции или ее фрагмента, а также построенная сетка КЭ и система граничных условий.

Созданные программы были успешно применены для исследования на ЭВМ НДС станин закрытого типа (также с целью анализа и обобщения опыта предшествующих поколений конструкторов в проектировании сложных фундаментных деталей) станов горячей и холодной прокатки (в том числе с учетом концентраторов напряжений), универсальных шарниров с вкладышами скольжения (исполнитель — И.Ф. Волегов), тяг различных конструктивных исполнений (исполнитель — А.П. Поляков) и многих других несущих деталей и сложных конструкций (подробнее см. [1]). На основе результатов исследований НДС созданы унифицированные конструкции станин и построены параметрические ряды тяг и универсальных шарниров, впервые содержащие оценки нагрузочной способности каждого типоразмера, а для шарниров разработан и утвержден новый ГОСТ 8059­83. Применение процедуры планирования численных экспериментов на ЭВМ (представляя модель детали в формате МКЭ) и многофакторного статистического анализа позволило получить эффективные для проектирования уравнения множественной регрессии с оценками точности и надежности для зависимостей максимальных величин эквивалентных напряжений и перемещений (оптимизируемые параметры) как функции конструктивных параметров детали. Такие уравнения получены для станин заготовочных и листовых станов горячей и холодной прокатки, универсальных шарниров и тяг.

Были выполнены компьютерные исследования ТУС термонагруженных сложных конструкций прокатных цехов (исполнитель — А.Ф. Трусов): слитковозов, линеек манипулятора, суппортов ножниц и ряда других деталей, на основе результатов которых созданы новые конструкции, успешно работающие и в настоящее время [1].

Новые конструкторские решения для многих ответственных несущих деталей были разработаны благодаря многолетнему тесному творческому контакту с такими конструкторами, как: С.Н. Красносельский, Ю.К. Панкратов, А.К. Филатов, Н.К. Корякин, Ю.П. Чистяков, А.И. Госьков, А.В. Гладков, А.Н. Сулимов, и со многими другими. Автор выражает им искреннюю признательность и сердечную благодарность.

Высокая информативность результатов проявилась в исследованиях НДС деталей и конструкций четырехвалковых листовых прокатных станов. Были исследованы НДС валковых систем станов «кварто» (с оценкой концентраторов напряжений в области галтелей рабочих и опорных валков), результаты которых позволили выполнить сравнение эффективности различных систем противоизгиба.

Следующая достаточно интересная и сложная разработка оставила неприятные ощущения и воспоминания вследствие ограниченности необходимой исходной экспериментальной информации, что в дальнейшем, при обсуждении результатов, вызвало много нервных, но безрезультатных споров. С целью получения оценок достоверности расчетов поперечной разнотолщинности и диапазона ее изменения было проведено исследование взаимодействия рабочего и опорного валка с учетом сил трения скольжения рабочего валка вдоль образующей опорного. Отличительная особенность и новизна математической постановки задачи заключалась в применении МКЭ к решению контактной задачи теории упругости для тел сложной формы [1]. В результате было доказано, что учет сил трения дает более достоверную величину разнотолщинности. А в дальнейшем появилась публикация, экспериментально подтвердившая наличие сил трения скольжения между рабочим и опорным валками в направлении их продольной оси применительно к станам горячей прокатки.

На основе созданных пакетов КП выполнено много других практических исследований с неизменным получением новых эффективных конструкторских и технологических решений [1].

Следует особо обратить внимание на один немаловажный и радующий факт, которого явно не хватало для приятных ощущений полноты счастья и успеха при выполнении столь многотрудных и трудоемких исследований. Несмотря на то что большинство типовых деталей оборудования прокатных станов проектировались на протяжении нескольких столетий отечественными и зарубежными конструкторами и, казалось бы, должны иметь оптимальные конструктивные параметры, применение современного математического аппарата — численных методов и ЭВМ, выявило ряд новых важных особенностей, реализация которых позволила достичь высокого уровня совершенства конструкций, в том числе и эстетического. И многолетняя практика применения созданных пакетов прикладных КП для проектирования широкой гаммы разнообразных деталей и конструкций сложных конфигураций действительно убедительно доказала реальность достижения прекрасного — красоты компьютерных конструкторских решений (см. [1])!

На основе решения ряда теоретических задач по оптимизации и опыта совершенствования режимов работы электроприводов механизмов блюмингов 1300 в конце 1970­х годов с помощью методов идентификации и регистрации параметров электропривода (как исходной информации), впервые были созданы6 КП для определения величины постоянной времени привода, махового и статического моментов (постоянных и переменных) для любых машин и механизмов прокатного оборудования, а также сформирована математическая постановка для определения суммарного зазора (люфта) в механических системах и в зубчатых передачах. Эти разработки имеют большое значение для качественной наладки и совершенствования режимов функционирования электроприводов и динамики (то есть срока службы) механооборудования.

В начале 1980­х годов, в связи с проведением теоретических и экспериментальных исследований процесса правки рельсов, с целью повышения качества технологии и конструкций правильных машин, совместно с Пермским политехническим институтом была создана современная научная методология исследования и оптимизации НДС профиля при правке, основанная на решении МКЭ объемной стационарной изотермической задачи упругопластичности. Кроме того, была разработана КП для расчета дифференциальных и интегральных параметров процесса знакопеременного изгиба рельсов и других фасонных профилей. Программа позволяет вычислить компоненты векторов перемещений, тензоров напряжений и деформаций и их распределение в любой точке подвергаемого правке профиля; распределение остаточных напряжений и величины конечной кривизны и многие другие параметры. С помощью КП выполнены численные и параметрические исследования некоторых аспектов применяемых на НТМК технологий правки, в результате которых обоснован ряд технологических и конструктивных рекомендаций. В частности, предложен оптимальный режим правки термоупрочненного рельса, уменьшающий конечную кривизну примерно в 25 раз, и показана целесообразность автоматизации правильного комплекса — микропроцессорной программной системы.

В середине 1980­х годов, в связи с разработкой малоотходных и менее энергоемких технологий производства заготовок и фасонных профилей, совмещаемых с машинами непрерывного литья и реализуемых при реконструкции обжимно­заготовочных комплексов, были созданы две очень информативные КП для исследований НДС обода железнодорожного колеса в процессе его осадки и НДС непрерывнолитого сляба при его прессовании в двух взаимно перпендикулярных направлениях (исполнитель — Б.М. Беккер). Результаты применения этих программ способствовали более точному обоснованию технологических параметров и выбору конструктивных параметров оборудования.

Но не все работы были успешными. Случались и неудачи. Например, у меня всегда была мечта (которая, к сожалению, так и останется только мечтой) построить комплекс КП для поиска оптимальных структур (кинематических схем) рычажных, а может быть, и любых механизмов, базируясь на методах идентификации, при внешней нагрузке, задаваемой в форме статистических оценок по величине и времени (в частности, корреляционной функции). Но попытка создать (1970­е годы) программу для решения соответствующего интегрального уравнения с заданной точностью не «увенчалась успехом». Вероятная причина заключалась, видимо, в весьма ограниченных технических возможностях применяемой в то время ЭВМ «Минск­22».

Итак, вся совокупность приведенных выше компьютерных программ и многие другие компоненты [1], созданные в 1970­е годы, главным принципом разработки которых всегда были корректная физическая и математическая постановка задачи и строгие математические методы реализации ее решения на ЭВМ, по нашему мнению, являются представительным комплексом современных средств качественного проектирования технологий и оборудования прокатных станов, которые вполне могли бы сформировать надежную основу эффективной САПР.

Следует особо отметить, что большинство работ и достижений по созданию САПР и внедрению их результатов в конструкторскую практику с разработкой новых, более надежных несущих деталей и сложных конструкций выполнены на протяжении не более двадцати лет (начало 1960­х — начало 1980­х годов) и осуществлялись в условиях относительной свободы творчества, в атмосфере доверия, доброжелательности и взаимопонимания, только лишь благодаря опыту, интуиции, дальновидности и личностным качествам главного конструктора прокатного оборудования — Георгия Лукича Химича и его заместителя по станам горячей прокатки — Константина Варфоломеевича Корякина. Их, как правило, позитивное отношение к деловой и творческой активности и инициативам, в частности к применению ЭВМ на разных этапах процесса проектирования, способствовали успехам в нашей работе. Конечно, все душевные слова благодарности и признательности надо было бы высказать лично, но... по объективным житейским обстоятельствам (суета сует!) этого сделать, к сожалению, не удалось. Огромная им благодарность и вечная память!

В мае 1986 года, находясь в кабинете главного конструктора (ранее произошли существенные изменения в руководстве отделом), я предложил организовать самостоятельное подразделение САПР, с целью разработки пакетов программ по проектированию на ЭВМ типовых деталей и узлов машин, проведения обучения конструкторов основам САПР и овладения ими навыками работы на компьютере. Реакция была удивительная, но показательная: злой саркастический смех, сопровождаемый возгласом: «Что он предлагает? Как это можно спроектировать редуктор на вычислительной машине?! Чушь полная!!!» Вот такая была «картина маслом». Я понял, что «лучше ужасный конец — чем ужас без конца»! Я устал постоянно доказывать, что «я не верблюд». И мне вновь напомнили, что «инициатива наказуема»! Меня пригласили работать в другой отдел. А с мая 1989 года я перешел работать в университет. Поэтому мне неизвестна судьба наших разработок, как неизвестна судьба огромного, более чем 60­летнего конструкторского архива прокатного отдела и завода, аккумулирующего опыт, овеществленный в многочисленных чертежах уникальных машин и оборудования, созданных несколькими поколениями талантливых инженеров и рабочих, а также многих научных (в том числе — программных) разработок, потеря которых адекватна падению производственного, конструкторского и научного потенциала завода, усугубляемого исчезновением наиважнейшего принципа для профессии конструктора — преемственности поколений.

В лихие 1990­е годы в «огне перестройки» было вновь «разрушено до основания» много производств, и не исключено и неудивительно, что в эти жернова попали и многие научные проекты. Именно в этот период на необъятный российский рынок хлынул громадный поток зарубежных компьютерных программ (а также персональных компьютеров IBM) и графических пакетов, который, естественно, «задавил» подобные российские разработки. Поэтому не трудно представить судьбу наших сапровских трудов. Многолетние компьютерные наработки, которые создавались энтузиастами в условиях «бега впереди паровоза», когда мы неудержимо выдвигали новые инициативы и тем самым творили себе новые трудности, мужественно с нервотрепкой их преодолевая, «канули в Лету». Так что информация о наших разработках сохранилась в основном в научных публикациях, в диссертациях (в пяти кандидатских и одной докторской) и... в головах наших коллег, высокий профессионализм которых (достигнутый благодаря самостоятельным работам над созданием сложных КП) «железно» гарантировал им возможность быстрого освоения зарубежных компьютерных программ и получение надежного «рабочего» места.

Всё­таки будем надеяться, что «рукописи не горят» и труды наши «восстанут из пепла»!

Библиография:

Поляков Б.Н. Повышение качества технологий, несущей способности конструкций, долговечности оборудования и эффективности автоматических систем прокатных станов. СПб.: «Реноме», 2006. 528 с.

Статистический анализ и математическое моделирование блюминга / С.Л. Коцарь, Б.Н. Поляков, Ю.Д. Макаров, В.А. Чичигин. М.: Металлургия, 1974. 280 с.

Поляков Б.Н. Статистические методы в алгоритмах и примерах (из практики прокатного производства): Учебное пособие. СПб.: «Реноме», 2007. 182 с. 

1 В соответствии с моей специализацией ниже приводятся конкретные примеры, касающиеся проектирования оборудования только станов горячей прокатки («век всё более прогрессирующей узкой специализации»!).

2 Cо времени тех первых шагов минуло более 50 лет, и автору, принимавшему участие в разработке первых алгоритмов и программ, трудно вспомнить все подробности и всех участников начального этапа построения САПР. Поэтому автор не ставит перед собой задачи дать подробное описание всех аспектов создававшейся системы. Но определенные конкретные разработки автор попытается отразить в данной статье.

Автор, как свидетель более 40­летней эволюции ЭВМ, перед глазами которого прошли многие и довольно частые смены их поколений (от «Урал­1» до персональных ЭВМ), имеет достаточно оснований для аргументированной оценки этапов развития САПР в период 1960­1980­х годов.

4 Принимаемые критерии оптимальности в этих и последующих задачах — максимальное быстродействие или минимальный (заданный) нагрев двигателя соответствовали принятой в то время главной цели экономической политики — максимальная производительность любых технологических процессов, машин и агрегатов.

5 К слову, первые КП, реализующие МКЭ, появились, если довериться Интернету, в середине 1970­х годов в США (разработки NASA). Так что мы тоже «не лыком шиты» и «щи лаптем не хлебали», а были в «теме» и на уровне (относительно того, что мы делали одновременно с передовым Западом).

6 Разработчик алгоритмов и программ — инженер­математик В.Я. Гольденберг. Выражаем ему искреннюю признательность и благодарность.