ПРИБОРОСТРОЕНИЕ

ПРИБОРОСТРОЕНИЕ, отрасль машиностроения, выпускающая средства измерения, анализа, обработки и представления информации, устройства регулирования, автоматич. и автоматизированные системы управления; область науки и техники, разрабатывающая средства автоматизации и системы управления (см. Автоматизация производства ).

В дореволюц. России было всего неск. небольших предприятий, выпускавших термометры, манометры, водомеры, весы и др. простейшие приборы. В СССР пром. развитие П. началось в годы 1-й пятилетки (1929-32) с образованием Всесоюзного электротехнич. объединения, где было организовано серийное произ-во электроизмерит. приборов и средств автоматизации, Всесоюзного объединения точной индустрии, сосредоточившего изготовление теплоизмерит. приборов, Всесоюзного объединения оптико-механич. пром-сти, Всесоюзного объединения весо-измерит. пром-сти, предприятий авиац., мор. и др. специализированных направлений П. В 1965 образовано общесоюзное Мин-во приборостроения, средств автоматизации и систем управления. В его состав включён комплекс предприятий, н.-и. ин-тов, конструкторских бюро, проектных и монтажных организаций, осуществляющих разработку, производство, монтаж и ввод в эксплуатацию как отдельных устройств, так и систем автоматизации.

Основные направления развития П. Ведущее место в П. по количеству и разнообразию выпускаемых приборов занимают средства измерительной техники. Созданы методы и приборы измерения механич., электрич., магнитных, тепловых, оптич., радиационных и др. величин.

Измерит. приборы в сочетании с регулирующими, вычислит. и исполнит, устройствами составляют технич. базу автоматизированных систем управления технологич. процессами (АСУТП).

Разработкой приборов для измерения электрич. и магнитных величин (напряжение, ток, мощность, частота, фазы, сопротивление, ёмкость, магнитные величины) заняты Всесоюзный н.-и. ин-т электронзмерит. приборов в Ленинграде, Кишинёвский н.-и. ин-т электроизмерительных приборов и ряд самостоятельных и заводских конструкторских бюро. Массовое и крупносерийное производство этих приборов ведут Краснодарский з-д измерительных приборов и житомирский з-д "Электроизмеритель" им. 50-ле-тия СССР, з-д "Вибратор" в Ленинграде и др. предприятия. Наряду со стрелочными приборами в выпуске всё большее место занимают цифровые и электроннолучевые индикаторы.

Приборы для измерения тештоэнергетич. величин (темп-pa, давление, расход, уровень) разрабатываются Всесоюзным н.-и. ин-том теплоэнергетнч. П. в Москве, выпускаются крупными сериями казанским з-дом теплоизмернт. приборов и средств автоматизации "Теплоконтроль", рязанским з-дом "Теплоприбор" и др. Моск. з-д тепловой автоматики производит электрич. регуляторы, моск, з-д точных измерит, приборов "Тизприбор" выпускает комплекс унифицированных пневматич. средств контроля и регулирования теплоэнергетич. величин для автоматизации технологич. процессов в нефт., нефтехимич., газовой и др. отраслях пром-сти с огнеопасными и взрывоопасными средами.

Разработку приборов для измерения механцч. величин (вес, сила, вибрация, твёрдость, деформация, прочность) на основе их электрификации и устройств испытат. техники осуществляют Н.-и. и конструкторский ин-т испытат. машин, приборов и средств измерения масс в Москве, конструкторское бюро средств измерения масс в Одессе, конструкторское бюро "Виброприбор" в Таганроге. Ряд крупных предприятий П. выпускает технич. весы, ленингр. з-д "Госметр" производит высокоточные аналитич. весы, Одесский з-д тяжёлого весостроения им. П. Старостина - весы и дозаторы для металлургии, строит. индустрии, транспорта, Киевский опытный з-д порционных автоматов им. Ф. Э. Дзержинского изготовляет дозаторы сыпучих материалов и продуктов для различных отраслей промышленности и с. х-ва. Развивается произ-во электронных весов для торговли.

Значительное место в П. занимает разработка и произ-во средств испытат. техники. Приборы и машины испытания материалов и конструкций на прочность для металлургии, машиностроения, индустрии строит. материалов, резинотехнич., лёгкой и др. отраслей пром-сти выпускаются Ивановским з-дом испытат. приборов, Армавирским з-дом нспытат. машин и др. предприятиями. На их основе создаются автоматизированные, универсальные испытат. установки, станции, полигоны.

Крупным, быстро развивающимся направлением является аналитич. П., создающее устройства для определения состава и концентрации веществ в различных средах, материалах и продуктах. К ним относятся электрохимич., ультразвуковые, оптич., ядерные и иные анализаторы, сложные многопараметровые аналитические системы. Современные средства физико-химич. анализа используют разнообразные явления, вызываемые воздействием электрич. тока, электромагнитных волн или проникающей радиации на исследуемую среду. Отбор и подготовка проб, преобразование, разделение, дозирование веществ, возбуждение их активности, селектирование сигналов и представление информации автоматизируются.

Развитие металлургии, химии, биологии и др. связано с необходимостью точного анализа руд, металлов и сплавов, нефтепродуктов, примесей в полупроводниках, присутствия различных элементов в пищ. продуктах и живых средах в широком диапазоне состава и концентрации, требует применения многокомпонентных анализаторов. Такими приборами являются рентгеновские квантометры, полярогра-фы, масс-спектрометры, хроматографы, точно фиксирующие элементарную картину мн. минеральных и органич. соединений. П. не только создаёт и выпускает такие приборы, но и обеспечивает возможность комплексного применения средств аналитич. техники в системах автоматич. контроля и регулирования технологич. процессов. Созданием аналитич. приборов и систем заняты Всесоюзный н.-и. ин-т аналитич. приборов в Киеве, самостоятельное конструкторское бюро аналитич. приборов в Тбилиси и др., выпускаются аналитич. приборы Гомельским з-дом измерит. приборов, Смоленским з-дом средств автоматики, Сумским з-дом электронных микроскопов и др.

Достижения вычислит. техники (ВТ) позволяют П. существенно расширить арсенал методов и средств автоматизированного управления технологич. оборудованием, энергетич. установками, пром. предприятиями, трансп. средствами, науч. исследованиями. Вычислит. устройства также входят в состав измерит., аналитич., испытат., разведочных установок и систем в качестве средств хранения и ма-тематич. обработки информации для получения синтезированных результатов. Они применяются и как средства программного управления различными машинами, станками, манипуляторами и поточными линиями. Предприятиями П. создаются разнообразные средства обработки данных, ручного и автоматич. формирования текстовой (алфавитной и цифровой) информации для непо-средств. использования в учреждениях и передачи в ЭВМ. Так, электронные клавишные машины разрабатываются ленингр. конструкторско-технологич. бюро по проектированию счётных машин и выпускаются большими сериями курским з-дом "Счётмаш", Орловским з-дом управляющих вычислит. машин и др. Управляющие вычислит. комплексы для больших автоматизированных систем управления (АСУ) разрабатываются Ин-том электронных управляющих машин в Москве и выпускаются Производственно-технич. объединением электронных вычислит, и управляющих машин (ПТО ВУМ) в Киеве, унифицированные комплексы для управления технологич. процессами разрабатываются и производятся научно-производств. объединением вычислит. техники (НПОВТ) "Импульс" в Северодонецке, ориентированные комплексы для управления энергетич. и пром. установками проектируются и изготовляются НПО электронной вычислит, аппаратуры "Элва" в Тбилиси. Устройства программного управления станками и др. оборудованием разрабатываются

Центральным конструкторским бюро числового программного управления и выпускаются Ленинградским электромеханическим з-дом.

Значит. место в П. занимают средства передачи информац. сигналов и управляющих импульсов на большие расстояния (см. Телемеханика). Их произ-вом занят Нальчикский з-д телемеханич. аппаратуры им. 50-летия СССР и др. предприятия. Рациональному представлению, распространению и использованию информации в учреждениях и на предприятиях, в диспетчерских службах и АСУ способствуют средства оргтехники, создаваемые Всесоюзным н.-и. ин-том оргтехники в Москве, спец. конструкторским бюро оргтехники в Вильнюсе и выпускаемые грозненским з-дом "Электроприбор", Каунасским з-дом средств автоматизации и др.

Автоматизация технологич. процессов невозможна без исполнит, механизмов, преобразующих управляющие импульсы в перемещение регулирующих органов производств. оборудования. Они разрабатываются Н.-и. и конструкторско-технологич. ин-том теплоэнергетич. П. в Смоленске, опытно-конструкторским бюро "Теплоавтомат" в Харькове и выпускаются севанским и чебоксарским заводами электрич. исполнит. механизмов, а также др. предприятиями, изготовляющими пневматич. и гидравлич. устройства автоматики.

Кроме осн. средств извлечения, формирования, хранения, передачи, представления и использования информации широкого науч. и пром. назначения, П. создаёт и выпускает много различных спец. приборов для геофизики, гидрометеорологии, медицины, с. х-ва, транспорта, лабораторное оборудование, специализированные комплектные лаборатории, часы и ювелирные изделия (см. Часовая промышленность, Ювелирная промышленность).

Развитие микроэлектроники, оптоэлект-роники, нелинейной оптики, микромеханики обогащает П., способствует созданию компактных надёжных экономичных измерит., аналитич., разведочных и др. приборов, средств управляющей ВТ, телемеханики и автоматики. Монокристаллы с особыми физ. свойствами, полупроводниковые, эпитаксиальные и др. плёнки, жидкие кристаллы, твёрдотельные интегральные схемы, магнито-стрикционные элементы в качестве чувствительных воспринимающих, преобразующих и индикаторных сред качественно меняют характер изделий и технологию П.

Ведущей тенденцией в совр. П. является унификация элементно-конструктивной базы приборов и их системное применение. В СССР это отражается в Гос. системе пром. приборов и средств автоматизации (см. ГСП). Заложенная в ней унификация обеспечивается нормализацией информац. сигналов, параметров источников питания, метрологич. показателей, конструктивных форм и размеров, технич. требований и технологии, а также условий эксплуатации. Изделия ГСП рассчитаны на сопряжение как непосредственно в системах, так и в агрегатных комплексах средств автоматизации. Агретатирование обеспечивает заводскую компоновку средств определённого назначения и поставку комплексов в виде законченных пром. изделий. Этим существенно упрощается и удешевляется проектирование систем и повышается надёжность их функционирования. Развитие ГСП и агрегатирования обеспечивает создание приборов и средств автоматизации из целесообразно ограниченной номенклатуры типовых модулей и блоков методами прогрессивной технологии в условиях специализации и кооперирования, индустриальную реализацию систем.

Технология П. Наибольшее развитие в П. получило произ-во механич. и электрич. измерит. приборов с деталями высокого класса точности. Наряду с клас-сич. видами машиностроит. технологии при изготовлении деталей приборов применяют ультразвуковую, электроннолучевую, лазерную, электрохимич., элект-роэррозионную и др. прогрессивные виды обработки. Всё болыцее место в П. занимает произ-во электронной техники с поточными автоматизированными галь-ванич., электрофизич., электрохимич., фотохимич., диффузионными и др. процессами обработки полупроводниковых и изоляц. материалов, процессами печатного монтажа элементов и схем на модульных платах, специализированным оборудованием для получения электронных функциональных блоков. Оригинальны прецизионные процессы крупного пром. произ-ва микропровода для элементов сопротивления и обмоток. Обмоточные операции выполняют на скоростных намоточных станках и автоматич. линиях. Электроизоляц. процессы идут в вакуумных пропиточных и сушильных установках. Изготовление постоянных магнитов для электроизмерит. приборов, магнитных носителей информации (карт, лент, дисков, барабанов) представляет собой массовое произ-во на крупных з-дах.

Разнообразны сборочные процессы в П. Высокий уровень механизации и автоматизации изготовления деталей, узлов и модулей приборов обеспечивает возможность осуществлять поточную сборку изделий на высокопроизводит. специализированных и универсальных установках, стендах и конвейерных линиях с широким использованием сборочных, регулировочных, контрольных, градуировочных ди-агностич. и др. автоматов, с применением электронно-вычислит. техники.

Приборы и средства автоматизации, выпускаемые П., применяются в самых различных климатич., производств, и эксплуатац. условиях, где они нередко подвергаются неблагоприятным воздействиям окружающей среды, к-рые влияют на их точность, надёжность и долговечность. Эти факторы учитываются при конструировании и изготовлении и воспроизводятся при контрольных испытаниях деталей, модулей, узлов и готовых изделий на з-дах П.

Экономика П. П. как отрасль, определяющая развитие научно-технич. прогресса в нар. х-ве, развивается в СССР высокими темпами. Объём произ-ва продукции П. увеличился в 1966-73 в 3,7 раза. Значительно обновлена и расширена номенклатура выпускаемых изделий. В 1975 по сравнению с 1970 выпуск продукции П. удваивается. При этом осваивается более 3500 новых приборов и средств автоматизации. Важнейшим условием высоких темпов роста техни-ко-экономич. показателей отрасли является её работа на полном хозрасчёте. Всесоюзные гос. пром. хозрасчётные объединения Министерства приборостроения, средств автоматизации и систем управления обладают всеми необходимыми правами и возможностями создавать и выпускать совр. приборы и средства автоматизации с использованием всех ресурсов отрасли. Перевод объединений на нормативный метод распределения прибыли и хозрасчётное финансирование плановых затрат (самоокупаемость), при большой экономим, эффективности автоматизации в нар. х-ве, обеспечивает высокую рентабельность П.

Создание и распространение А С У. Гл. задача П. СССР-развитие автоматизированных систем управления в нар. х-ве страны на основе совр. технич. средств. Это достигается типизацией проектных решений, автоматизацией систем проектирования, унификацией, агрегатированием и комплектной поставкой технич. средств, специализацией монтажно-наладочных работ, организацией шефнадзора за эксплуатацией систем.

В П. разработкой принципов и методов автоматизации управления занимаются Ин-т проблем управления и Центр, н.-и. ин-т комплексной автоматизации в Москве, Ин-т автоматики в Киеве, Центр. н.-и. ин-т техники управления в Минске и ряд специализированных исследовательских орг-ций по разработке АСУ. Проектируют системы ин-ты П. и др. отраслей нар. х-ва. Монтаж ведут центр, и терр. тресты и объединения отрасли П.

Различают АСУ технологич. процессами (АСУТП), предприятиями (АСУП) и отраслями (ОАСУ). В АСУТП осн. место занимают автоматич. средства формирования, преобразования и использования информации, обычно при сравнительно небольшом применении вычислит. техники, в АСУП в основном используются клавишные средства формирования информации, но превалирует вычислит. техника, в ОАСУ гл. место занимают мощные вычислит. комплексы.

Дальнейшее развитие автоматизации управления связано с совершенствованием сбора, передачи, обработки и представления информации посредством совмещения анализа технологич. и экономич. параметров для своевременного получения синтезированных показателей произ-ва и деятельности предприятия в целом. Это путь развития интегрированных систем. Создание и распространение интегрированных АСУ связаны с выпуском необходимых унифицированных экономически целесообразных комплексов технич. средств, алгоритмов, программ и типовых проектных решений автоматизации управления, применимых в различных отраслях нар. х-ва.

Н а у к а П. Совр. П. призвано обеспечивать нар. х-во эффективными средствами и системами управления на основе широкого использования достижений науки. Изучаются процессы управления различными произ-вами, снабжением ресурсами, обслуживанием, адм.-хоз. деятельностью, выявляются оптимальные требования к системам и средствам, определяются экономически и технически целесообразные пути их реализации, разрабатываются типовые решения конкретных задач управления при минимизации номенклатуры изделий П.

Важное значение имеет повышение информативности систем при одновременном сокращении количества частных сведений, представляемых человеку, что достигается за счёт расширения аналитич. функций измерит. и вычислит. устройств. Существенно повышение автоматичности управления. Исследование процессов документообразования в условиях действия АСУ позволяет упростить и унифицировать документооборот, высвободить персонал от непроизводит. работы, передавая формирование информации соответствующим устройствам. Исследование технологич. процессов, различных режимов работы оборудования и машин даёт возможность шире использовать методы адаптации систем управления для получения наилучших технико-экономических показателей.

Научные достижения в изучении различных состояний твёрдого тела, динамики движения жидкостей и газов, плазменной формы материи, физико-химич. свойств веществ, энергетич. преобразований, нестационарных полей, колебаний и излучений позволяют не только находить новые принципы действия приборов, но и повышать точность, надёжность и экономичность важнейших изделий П., систематически обновлять их номенклатуру.

Наука П. представлена тематикой отраслевых и академич. орг-ций, дисциплинами высших и средних спец. уч. заведений, многочисленным персоналом учёных, книжными и периодич. изданиями, научно-технич. советами и об-вами.

Международная кооперация в П. Большое значение приобретает совместная деятельность стран - членов СЭВ на основе социалистич. экономич. интеграции. Специализация и кооперирование позволяют странам СЭВ обеспечить создание и произ-во приборов и средств автоматики с учётом традиционных возможностей и рационального использования научно-производств. потенциала этих стран. Совместными усилиями Болгарии, Венгрии, ГДР, Польши, Румынии, СССР и Чехословакии разработана универсальная междунар. система автоматич. контроля, регулирования и управления (УРС). В её составе на основе разделения труда между странами СЭВ освоено произ-во параметрич. рядов унифицированных приборов контроля и регулирования темп-ры, давления, уровня, расхода, количества жидкостей и газов и др. теплоэнергетич. величин. Кооперирование даёт возможность разрабатывать и выпускать системы управления технологич. процессами на базе изготовляемых странами - членами СЭВ средств извлечения, формирования, обработки, представления и использования информации.

П. занимает видное место в пром-сти развитых капиталистич. стран. Разнообразные измерит., аналитич., геофизич. и др. приборы, вычислит, и испытат. машины, устройства передачи данных, средства телемеханики и оргтехники, комплексные системы контроля и регулирования выпускают мн. фирмы Великобритании, Италии, Японии, США, ФРГ, Франции.

Лит.: Приборостроение и средства автоматики, т. 5, М., 1965; Реферативные сборники ЦНИИТЭИприборостроения, М., 1968; Направления развития технологии приборостроения, под ред. А. Н. Гаврилова, М., 1968; Обзорная информация ЦНИИТЭИ приборостроения, М., 1971 - 74; Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации. Каталог, М., 1974.

К. Н. Руднев.