Автомат

Автомат (далее А) (от греческого autómatos — самодействующий),   1) самостоятельно действующее устройство (или совокупность устройств), выполняющее по заданной программе без непосредственного участия человека процессы получения, преобразования, передачи и использования энергии, материала и информации. А применяются для повышения производительности и облегчения труда человека, для освобождения его от работы в труднодоступных или опасных для жизни условиях.   Самодействующие устройства известны были еще в глубокой древности. С их помощью жрецы создавали у слепо верующих людей представления о "чудесах", якобы творимых божественной силой.   В эпоху античности и в средние века неоднократно создавались устройства, имитирующие движения живых существ без видимого участия движущей силы. Практические значения такие "автоматы" не имели, но, оставаясь занимательными игрушками, они оказались своего рода предшественниками современных А Существенно повлияло на развитие А изобретение часов с пружинным приводом (П. Хенлейн в 16 в.) и особенно маятниковых часов (Х. Гюйгенс в Голландии, 1657), в которых впервые использовались принципы и отдельные механизмы, получившие впоследствии широкое применение в А   Однако первое промышленное использование А относится к 18 в. — периоду промышленной революции, когда средства труда приобрели такую материальную форму существования, которая обусловила замену человеческой силы силами природного происхождения и рутинных приемов в организации труда сознательным использованием накопленного опыта.   К автоматическим устройствам этого времени, имевшим в основном экспериментальный характер, относятся: в России — автоматический суппорт Андрея Нартова для токарно-копировальных станков (20-е гг. 18 в.), поплавковый регулятор уровня воды в котле И. И. Ползунова (1765), в Англии — центробежный регулятор Дж. Уатта (1784), во — ткацкий станок с программным управлением от перфокарт для выработки крупноузорчатых тканей Ж. Жаккара (1808) и др.   Аические устройства 18—19 вв. основывались на принципах и методах классической механики. Развитие электротехники, практическое использование электричества в военном деле, связи и на транспорте привели к ряду открытий и изобретений, послуживших научной и технической базой для новых типов А, действующих при помощи электричества. Важное значение имели работы русских ученых: изобретение П. Л. Шиллингом реле (1830) — одного из основных элементов электроавтоматики, разработка Ф. М. Балюкевичем, В. М. Тагайчиковым и др. в 80-х гг. 19 в. ряда устройств автоматической сигнализации на транспорте, создание С. М. Апостоловым-Бердичевским совместно с М. Ф. Фрейденбергом первой в мире автоматической телефонной станции (1893—95) и мн. др.   Возникновение новой самостоятельной области науки и техники — электроники, привело к появлению принципиально новых электронных автоматических устройств и целых комплексов от электронного реле до управляющих вычислительных машин. По мере развития А расширялись их возможности и области применения.   Из механизмов, выполнявших одну какую-либо функцию без прямого участия человека, А превратились в сложные автоматические устройства, успешно выполняющие функции контроля, регулирования и управления (см. Аическое управление). Вместо отдельных А стали применяться, особенно в промышленности, энергетике и космонавтике, автоматические комплексы, часто с использованием электронных вычислительных машин (см. Аическая линия, Автооператор гидроэлектростанции).   Конструкция, схема и принцип действия А в значительной мере определяются его назначением, условиями работы, видом используемой энергии и способом задания программы. Различают А: технологические (например, литейный автомат, котлетный автомат, металлорежущие станки-автоматы, различные автоматизированные агрегаты и т. д.), энергетические (автоматические приборы и устройства энергосистем, электрических машин, электрических сетей и т. д.), транспортные (например, автомашинист, автостоп), счетно-решающие, в том числе вычислительные машины, торговые (пищеприготовительный автомат, магазин-автомат и др.), военные (например, системы наведения и автоматическое оружие), бытовые автоматы и др.   В зависимости от условий работы и вида используемой энергии существуют А, включающие механические, гидравлические, электрические (электронные), пневматические, комбинированные, например пневмоэлектрические устройства, а также А, действие которых основано на использовании энергии взрыва (например, пистолет-пулемет).   Последовательность всех рабочих и вспомогательных операций, выполняемых А, называется рабочим циклом. Аизированные устройства, у которых рабочий цикл прерывается и для его повторения требуется обязательное вмешательство человека, называются полуавтоматами. В общем случае рабочий цикл А определяется программой, которая задается в конструкции А, либо извне с помощью перфорационных карт или других каких-либо носителей информации, либо с помощью копировальных или моделирующих устройств. Например, программа действия наручных часов определяется конструкцией спускового механизма и маятника, получающих в большинстве случаев энергию от заводной пружины. В металлорежущем копировальном станке программа задается с помощью копира. Аические выключатели электрической сети срабатывают при выходе за установленные пределы значений силы электрического тока, напряжения или частоты. В А по продаже розничных товаров при опускании денег включается устройство, подсчитывающее полученную сумму, последняя сравнивается с установленной ценой на продаваемый товар и при их соответствии срабатывает устройство, выдающее или разрешающее выдачу покупки. В этом случае А не только заменяют труд продавца по выдаче товара покупателю, но и освобождают его от расчетов, связанных с оплатой товара. А, аналогичные приведенным, как правило, узко специализированны, обладают высокой производительностью, однако изменение их рабочих циклов обычно связано с трудоемкой переналадкой или совсем невозможно.   Программа А, заданная с помощью перфокарт, лент и т. д., мало связана с его структурой и конструкцией, что обеспечивает универсальность А (например, металлорежущие, ткацкие, полиграфические станки с программным управлением, автодиспетчер и автомашинист, электронные вычислительные машины, космические летательные аппараты). Получают широкое распространение А, способные запоминать и обобщать опыт своей работы и целесообразно его использовать в соответствии с изменяющимися условиями (см. Самонастраивающаяся система). В состав таких А обязательно входят датчики и устройства обратной связи, блоки памяти, управления, самонастройки и др., что существенно усложняет их структуру и конструкцию. Однако при этом функциональные возможности А обогащаются настолько, насколько это требуется для выполнения весьма сложных технологических процессов и процессов управления, избавляя тем самым человека не только от тяжелого физического труда, но и упрощая его функции в сфере управления (см. Аизация управленческих работ, Аизация производства).   2) Одно из основных понятий кибернетики; абстрактная модель технической или биологической системы, перерабатывающая дискретную (цифровую) информацию дискретными временными тактами. Наиболее изучены конечные автоматы (см. Аов теория).     Лит.: см. при статьях Аизация производства, Аическое управление, Аизация управленческих работ, Аическое оружие.   Г. И. Белов.