Этапы развития техники и становление мехатроники

Развитие техники шло последовательно, шаг за шагом продвигаясь от просто механических систем XIX столетия к мехатронным системам в 1980-х годах, (рис.3.1).

Первыми машинами, которые управляемыми при помощи цифровых сигналов, были станки 1970-х годов, в которых проводные системы, основанные на транзисторах, заменялись программируемыми системами управления. Такие системы управления использовались в электродвигателях индустриальных роботов, паровых турбин. Приблизительно 10 лет спустя появились первые механические системы с интегрированными датчиками, приводами головок и микродиспетчерами (видеомагнитофоны, принтеры и т.п.). Так начали формироваться первые мехатронные системы.

Рисунок 3.1 – Этапы развития техники

Ход развития мехатроники вполне соответствует учению о "больших циклах конъюнктуры" выдающегося российского экономиста Н.Д. Кондратьева определены необходимые экономические и хозяйственные условия, при которых происходит переход на принципиально новые производственные машины и технологические процессы.

Индустриальному обществу присущи циклические кризисы и связанные с ними периоды радикального обновления технического способа производства. Н.Д. Кондратьев дал математическое описание зависимости размера дохода от уровня техники производства как решение дифференциального уравнения. Подчеркнем следующее ключевое положение этого экономического учения. "Было бы, конечно, ошибкой отрицать в научно-технических открытиях и изобретениях элемент творчества. Но с научной точки зрения было бы еще большей ошибкой думать, что направления и интенсивность этих открытий и изобретений совершенно случайны".

Длинные волны, которые описывают экономическую динамику хозяйства, получили название «кондратьевских циклов». Каждый цикл характеризуется новой технологической, ресурсной и энергетической базой, приводящей к создании, принципиально новой продукции. Длительность жизненного цикла технического способа производства составляет 50-60 лет.

В XX веке принято выделять два основных цикла развития промышленности европейских стран. В нашей стране промышленность группы А, создающая средства производства, сформировалась после войны в 50-х годах. Ее последующее развитие до конца 80-х годов соответствует второму «Кондратьевскому циклу». Для этого цикла характерно развитие механики, электроники и информатики как отдельных направлений. Технология машиностроения базировалась в основном на методах механообработки, где был накоплен большой теоретический и экспериментальный материал.

Однако в настоящее время преобладают задачи, для решения которых требуются качественно новые технологические процессы и средства производства. Создание мехатронных машин и технологий идет на стыке нескольких научно-технических направлений и является ответом производителей оборудования на поставленные рынком технико-экономические и функциональные требования.

Фундаментальное отличие нового поколения производственных технологий и машин состоит в том, что в их основе лежат интегрированные знания из таких ранее обособленных областей, как прецизионная механика и компьютерное управление, информационные технологии и микроэлектроника. Учитывая принципиальное отличие новых машин и технологий, современную фазу развития машиностроения можно отнести к новому (третьему) «кондартьевскому циклу».