Prezi logo
Log in
Loading…

4. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ, ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ И СОЦИАЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ РОБОТИЗАЦИИ

Transcript

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ, ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ И СОЦИАЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ РОБОТИЗАЦИИ.

РОБОТИЗАЦИЯ КАК НЕОБХОДИМОСТЬ

ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ СТОРОНЫ РОБОТИЗАЦИИ:

ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ СТОРОНЫ РОБОТИЗАЦИИ:

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ И КАЧЕСТВО ТРУДА РОБОТОВ

ПРИЧИНЫ СДЕРЖИВАНИЯ РОБОТИЗАЦИИ:

ТРЕБОВАНИЯ ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОЙ РОБОТИЗАЦИИ:

ЦЕЛИ РОБОТИЗАЦИИ:

  • экономическая

  • социальная
  • увеличение производительности

  • повышение качества труда, обеспечиваемое заменой человека роботом.

  • дефицит квалифицированных кадров
  • высокая стоимость
  • мало роботов, рассчитанных на частного и коммерческого массового потребителя
  • отставание в развитие отечественной робототехники.

При автоматизации производственных процессов на основе применения роботов следует стремиться как можно более полно использовать их возможности. Внедрению роботов должен предшествовать глубокий системный анализ всего роботизируемого процесса в целом, определяющим место и функции роботов в этом процессе.

  • экономия людских и материальных ресурсов
  • повышение производительности и качества труда
  • создаются новые высокоэффективные технологические процессы и производственные комплексы.
  • люди, высвобожденные в результате роботизации, могут заниматься более квалифицированной интеллектуальной работой.
  • роботы первого поколения освободили человека от ряда тяжелых, монотонных или опасных для здоровья операций физического труда, не требующего высокой квалификации.
  • роботы второго и третьего поколений автоматизируют такие операции, как распознавание, анализ ситуаций, построение программных движений и адаптивное управление. В результате полной или частичной передачи этих функций роботу человек разгружается не только от монотонной, рутинной и тяжелой физической работы, но и от напряженной умственной деятельности.

  • в связи с повышением общего культурного и профессионального уровня людей наблюдаются трудности найма рабочих на малоквалифицированные, монотонные и тяжелые операции.
  • роботизация угрожает не только рынку неквалифицированной рабочей силы, но и начинает вытеснять с рынка труда квалифицированных специалистов.
  • освоение сферой производства новой техники и технологии проходит зачастую медленно и с трудом. Всякое новое достижение науки и техники при его пропаганде и освоении встречает сопротивление и трудности.

  • Робототехника, коренным образом преобразуя условия и характер труда людей, существенно влияет на социальные аспекты жизни человеческого общества.
  • Экономическая потребность в роботах заключается в необходимости автоматизации тех видов физической и интеллектуальной деятельности человека, которые не могут быть автоматизированы традиционными техническими средствами.

РОССИЙСКИЙ РЫНОК РОБОТОТЕХНИКИ

  • 200 компаний в области робототехники
  • Около 50 компаний-интеграторов
  • 66 высших учебных заведений, в которых осуществляется подготовка по робототехническим направлениям
  • 28 научных центров
  • Приблизительно 550 роботов продано в 2015 г.
  • (для сравнения: в Китае, мировом лидере по продажам промышленных роботов, в 2015 г. было продано 68 тыс.)

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РОБОТИЗАЦИИ

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ И КАЧЕСТВО ТРУДА РОБОТОВ

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РОБОТИЗАЦИИ

  • Ожидаемая, или номинальная, производительность - это предполагаемая производительность собственно робота. Она рассчитывается на стадии проектирования и испытаний робота, исходя из его функциональных возможностей.
  • Требуемая производительность определяется на основании учета заданной производственной программы роботизируемого участка, сменности работы, экономической целесообразности выпуска продукции и т. п.
  • Фактическая производительность - это производительность действующего робота. Она рассчитывается, исходя из результатов эксплуатации робота.

  • Ожидаемая производительность робота обычно выше его фактической производительности. Причиной является простои, в течение которых требуемая продукция не производится. (профилактический контроль механизмов, сдача и прием смены, уборка, перебои в снабжении заготовками, инструментами, электроэнергией и т. п.).

  • Производительность и качество труда роботов существенно зависят от их функциональных (двигательных и интеллектуальных) возможностей. С целью увеличения этих важнейших показателей при проектировании роботизированных производств стремятся внедрять такие роботы, функциональные возможности которых наилучшим образом приспособлены к конкретным производственным условиям.

Важная составляющая экономической эффективности роботизации заключается в повышении надежности (или соответственно в уменьшении риска, связанного с разного рода неточностями, неисправностями, авариями и т. п.) осуществления желаемого производственного процесса за счет высокой эксплуатационной надежности роботов.

Большой экономический эффект от роботизации связан также с тем, что она позволяет автоматизировать разнообразные погрузочно-разгрузочные, сборочные и транспортные операции.

Следуя известной методике оценки производительности автоматических средств, будем различать:

  • ожидаемую
  • требуемую
  • фактическую производительность робота.

  • Существуют различные методики расчета экономической эффективности роботизации. Трудности этого расчета связаны не с техникой вычислений, - она тривиальна, а с достаточно объективным и точным учетом перечисленных факторов, которые нередко весьма сложно поддаются денежному выражению.
  • Приведем одну такую схему расчета срока окупаемости роботов
  • Обозначим через С - стоимость робота, через z - затраты на его содержание в течение года и через R - годовую экономию рабочей силы. Тогда срок Т окупаемости робота в годах приближенно определяетсяпо следующей простой формуле:

  • Если, например,
  • С = 25000 долл. и при работе в одну смену R1 = 10000 долл., z1 = 2000 долл., а при работе в две смены R2 = 20000 долл., z2 = 5000 долл., то получим соответственно следующие сроки окупаемости робота: Т1 = 3,1 года, Т2 = 1,6 года.
  • ответ: Срок окупаемости роботов составляет 1,5÷2,5 года.
  • Для определения прибыли, получаемой от эксплуатации робота, используется формула

  • где k - параметр, зависящий от срока службы робота и процента его амортизации. Значения параметра k протабулированы и изменяются в пределах 0,9÷7,5 при изменении срока службы робота в пределах 1÷16 лет, а его амортизационных затрат в пределах 6-30%.
  • Прибыль от эксплуатации роботов получается главным образом за счет экономии на зарплате высвобождающихся при этом людей. Роботы позволяют интенсифицировать использование производственного оборудования, повысить сменность его работы. Вследствие этого сокращается брак, уменьшаются потери и улучшается качество выпускаемой продукции.

Внедрение и эксплуатация роботов связаны с определенными затратами.

  • Основой для технико-экономического анализа роботизации является система ценообразования, исходящая из объективного исчисления фактических затрат на роботизацию.

  • Стоимость любого продукта складывается из стоимости затрат на его производство, амортизационных затрат (в виде определенной части стоимости средств труда), затраченного труда людей (в виде соответствующей части зарплаты) и прибыли. Стоимости предметов труда и средств труда (к которым относятся роботы), а также зарплату людей, участвующих в процессе производства, можно считать заданными.

  • Эффект сокращения фонда заработной платы за счет внедрения роботов определяется количеством высвобождающихся при этом людей и величиной их заработной платы, а также стоимостью самих роботов, которая в свою очередь определяется сложностью конструкции и степенью интеллектуальности роботов.

ЭРГОНОМИКА ИСТОРИЧЕСКИЕ ЭТАПЫ РОБОТОТЕХНИКИ

СПЕЦИФИКА ЭРГОНОМИКИ СИСТЕМ "ЧЕЛОВЕК - РОБОТ

РОБОТОТЕХНИКА

  • Чем больше возрастали сложность, совершенство и стоимость машин и чем больше в связи с этим на первый план выдвигалось требование их рентабельности, тем более очевидным становилось значение ошибок и ограничений, присущих человеку, занятому физическим или умственным трудом.
  • Осознание роли человека привело к новому этапу исследований трудовой деятельности, в центре которого стоит человек. Основная задача этого этапа, занимавшая специалистов по труду, заключалась в приспособлении машины к человеку с учетом "человеческих факторов", т. е. присущих человеку особенностей и ограничений.
  • К началу шестидесятых годов, исследователи пришли к выводу, который сегодня кажется очевидным: основным предметом исследований, направленных на увеличение эффективности труда, должна быть сама система "человек - машина". При этом в должной мере должны учитываться характеристики как человека, так и машины. Сейчас эргономика находится на третьем этапе - этапе анализа человеко-машинных систем. Этот анализ необходим для рационального (или даже оптимального) распределения функций между человеком и машиной.

ПРОБЛЕМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЧЕЛОВЕКА И РОБОТА

ЭРГОНОМИКА ИСТОРИЧЕСКИЕ ЭТАПЫ РОБОТОТЕХНИКИ

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РОБОТИЗАЦИИ

  • Робоэтика - это наука, описывающая социальные, моральные и юридические аспекты внедрения роботов в жизнь человеческого общества.

  • Задача робоэтики сформулировать "законы робототехники".

  • Одной из проблем роботизации является проблема взаимодействия человека и робота, проблема правильного распределения функций между ними.
  • Человек - творец роботов - неизбежно испытывает на себе многостороннее влияние процесса роботизации физического и умственного труда.
  • Вопрос о том, какие функции из числа тех, которые должна выполнять система "человек - робот", доверить роботу, а какие оставить человеку, возникает главным образом на этапе анализа и проектирования таких систем.
  • На различных этапах эволюции роботов эти вопросы решается по-разному. Сначала человек передал роботам двигательные функции (программные роботы), затем - функции восприятия, - переработки информации и управления (роботы второго поколения). По мере появления и развития роботов третьего поколения человек передает роботам такие интеллектуальные функции, как обучение на опыте и адаптация, формирование понятий и распознавание, логический анализ и планирование поведения, принятие решений.
  • Эта проблема является частью более общей проблемы распределения функций в системах "человек - машина", решением которой занимается эргономика.

Выводы:

  • Роботы повышают экономическую эффективность автоматизации, улучшают свойства технологических процессов.
  • Они коренным образом меняют саму концепцию технологического процесса.
  • Роботы придают технологическому процессу такое свойство, как быстрая и гибкая перестраиваемость на производство новой продукции.
  • Роботизация технологических процессов позволяет резко сократить затраты и сроки освоения новых видов продукции.
  • Роботизация важна и экономически эффективна в условиях мелкосерийного и индивидуального производства.
  • Роботизированные производственные системы обладают предельной гибкостью: за короткое время они способны перестроиться на выпуск любой продукции из некоторого весьма широкого класса и полностью автоматизировать весь технологический цикл - от поступления сырья и деталей до отгрузки готовой продукции.

Можно выделить два основных направления развития эргономики таких систем:

  • приспособление робота к человеку
  • приспособление человека к роботу.

  • Ведущее место занимает первое из указанных направлений. Его целью является проектирование удобных для человека средств связи, ручного управления и контроля за функционированием робота. Важной предпосылкой приспособления робота к человеку являются возможно более точное знание и учет психофизиологических характеристик человека, играющих важную роль при его взаимодействии с роботом. К числу таких характеристик относятся утомляемость, настроение, отношение к работе, скорость обработки сенсорной информации, время реакции, усталость, способность решать интеллектуальные задачи и т. п. На основе этих данных можно разрабатывать рекомендации, инструкции, программное обеспечение и специальную аппаратуру, обеспечивающие приспособление робота к человеку.

  • Эргономика - это наука об организации взаимодействия в системах "человек - машина" в процессе труда.

  • Эргономика лежит на стыке таких наук, как психология, физиология, биомеханика, техническая эстетика, гигиена труда и др.

  • Ее предмет - взаимодействие человека или коллектива с машиной или группой машин. Поэтому эргономику не интересует ни человек, ни машина как таковые. Именно в этом заключается ее своеобразие. И хотя человек всегда стремился механизировать и автоматизировать свою трудовую деятельность с помощью машин.

  • Различают три исторических этапа в исследованиях трудовой деятельности. Очень долго - вплоть до начала XX века - в центре внимания исследований были машины: сначала ручной инструмент и оружие, затем машины в собственном смысле этого слова (механизмы, станки, транспортные средства,- средства автоматики и т. п.). Человек более или менее приспосабливался к этим машинам, а период освоения их был, как правило, очень продолжительным. Поэтому основное внимание уделялось поискам методов профессионального отбора и обучения человека, исходя из особенностей машин.

Электронное учебно-методическое пособие "Робототехника для учащихся ВУЗов"

СПЕЦИФИКА ЭРГОНОМИКИ СИСТЕМ "ЧЕЛОВЕК - РОБОТ

  • Первыми роботами, хорошо приспособленными к человеку, были копирующие манипуляционные роботы, созданные в 40-х годах для выполнения ряда тонких технологических операций в атомной промышленности.
  • Затем появились антропоморфные экзоскелетоны и, наконец, обучаемые человеком программные роботы.
  • Прогресс в области приспособления роботов к человеку очень важен для создания совершенных протезов, заменяющих поврежденные конечности, органы чувств или даже интеллект человека.
  • Антропоморфный манипулятор или педипулятор - это просто механическая замена утраченной руки или ноги из плоти и крови, а человек с механической рукой или ногой представляет собой сложную систему, состоящую из робототехнических и биологических элементов.
  • в настоящее время учеными ряда стран уже созданы искусственные руки и ноги, управляемые биотоками мозга, которые позволили некоторым инвалидам вернуться к физическому труду. Это стало возможным благодаря тому, что управляющие сигналы мозга, которые вызывали эффективную мышечную активность до ампутации, остаются эффективными и при управлении искусственными конечностями при помощи миниатюрных приводов, встроенных в "суставы". Таким образом, приспособление роботов (или их отдельных частей) к человеку приводит к новой технике протезирования, основанной на создании специальных биотехнических систем, состоящих из биологических и робототехнических элементов.
  • По мере эволюции роботов происходит сближение функций человека и робота и их теснейшее переплетение в трудовом процессе.
  • Так, например, при использовании роботов первого поколения роль человека сводится лишь к обучению робота требуемым программам движения и к общему контролю за его функционированием.
  • При управлении роботами второго поколения в супeрвизорном режиме человек уже осуществляет визуальный анализ и распознавание обстановки в среде обитания робота, а также целеуказание, контроль и в случае необходимости (например, в аварийной ситуации) ручное управление роботом.
  • Взаимодействие между человеком и роботами третьего поколения можно себе представить как активный диалог на некотором языке, понятном роботу. Перечисленные обстоятельства приводят к необходимости приспособления человека к роботу, т. е. к обучению его правилам поведения и обращения с роботом, выработке навыков эксплуатации робота, изучению средств связи, техники безопасности, контроля и ручного управления роботом. Для решения этой проблемы применяются специальные тренажеры типа "человек - робот". И тем не менее нужно констатировать, что проблеме приспособления человека к роботу эргономика уделяет незаслуженно мало внимания.

СПЕЦИФИКА ЭРГОНОМИКИ СИСТЕМ "ЧЕЛОВЕК - РОБОТ

Говоря о взаимодействии человека и робота, уместно вспомнить о трех законах систем "человек - робот", сформулированных американским писателем-фантастом и ученым А. Азимовым:

1. Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинен вред.

2. Робот должен повиноваться командам, которые ему дает человек, кроме тех случаев, когда эти команды противоречат первому закону.

3. Робот должен заботиться о своей безопасности, поскольку это не противоречит первому и второму законам.

Эти законы, по мысли А. Азимова, должны полностью гарантировать безопасность человека в системах "человек - робот".

Решение проблемы оптимального распределения функций между человеком и роботом и организации их взаимодействия должно основываться на принципе: человеку - человеческое, а роботу - роботное. При этом нужно исходить прежде всего из интересов человека, из условия обеспечения максимального удовлетворения потребностей как общества в целом, так и каждого человека.

ЛИТЕРАТУРА

  • Зильберман Н.Н. Функциональная классификация социальных роботов // Гуманитарная информатика. - 2014. Вып. 8. – С. 30–39.
  • Зильберман Н.Н., Куликов И.А., Слободская А.В., Шатыло Р.В., Калиневич Н.А. Методология проведения исследования восприятия культурного интерфейса социального робота // Гуманитарная информатика. - 2014. Вып. 8. – С. 93-98.
  • Константинов А. Жизнь с роботами // Кот Шрёдингера. – 2015. Вып.5. - С.35-40.
  • Майерс Д. Социальная психология/перев. с англ. – СПб.: Питер, 2000. -688 с.
  • Троянская Е. От Homo sapiens к Robo sapiens // Кот Шрёдингера. - 2015. Вып. 9. - С.41-47.
  • Хаминова А.А., Симонова Э.Р.. Эстетика в дизайне социальных роботов//Гуманитарная информатика. - 2014. Вып.8. – С.84-92.
  • Шандаров Е.С., Зимина А.Н., Ермакова П.С.. Анализ поведения робота- ассистента в рамках разработки сценариев взаимодействия робот – ребёнок//Гуманитарная информатика. - 2014. Вып.8. – С. 53-62.
  • А.В. Турчин [Электронный ресурс] – Режим доступа http://www.scribd.com/doc/6250354/ - Дата публикации 2007.
  • Ветер И. Что такое «Робот»? [Электронный ресурс] - Режим доступа http://robonovosti.ru/texnologii/1683-chto-takoe-robot.htm - Дата публикации 19.09.2011.
  • Комлев Н.Г. Робот / Словарь иностранных слов [Электронный ресурс]. - Режим доступа http://www.classes.ru/all-russian/dictionary-russian-foreign2-term- 32339.htm – Дата публикации 2006.
  • Робот/ Общий толковый словарь русского языка [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://tolkslovar.ru/r6251.html. –8.11.2015.
  • Робот / Словари и энциклопедии на Академике [Электронный ресурс]. - Режим доступа http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/6645 - 8.11.2015.