English
Українська |
 |
"Нет ничего дороже..."
|
В повести "Художник" Т.Г.Шевченко рассказывает об истинно талантливых людях. Именно они выбирают себе дорогу, оставляющую заметные вехи в художественном творчестве. Он пишет: "...Вообще в жизни средняя дорога есть лучшая дорога. Но в искусстве, в науке и вообще в деятельности умственной средняя дорога ни к чему, кроме безымянной могилы, не приводит".
Виталий Петрович Боюн выбрал для себя дорогу в науку и за более чем тридцать лет научной деятельности оставил не мало заметных вех на пути своей творческой деятельности. А начиналось все с того, что после окончания средней школы в 1955 г. он поступил и в 1959 г. закончил с отличием Индустриальный техникум в Днепродзержинске по специальности "Электрооборудование промышленных предприятий".
По распределению был направлен на Днепродзержинский металлургический завод имени Дзержинского в цех контрольно-измерительных приборов (КИП), который обеспечивал их ремонт и эксплуатацию в тяжелых условиях металлургического производства. Работал электрослесарем-наладчиком 6-го разряда. В его обязанности кроме ремонта и поверки приборов на месте эксплуатации или в лаборатории, входили также монтаж и демонтаж приборов и коммуникаций при капитальных ремонтах основного оборудования. Хотя это была не его основная специальность по образованию, но с электрической частью и автоматикой он довольно быстро освоился. Поэтому, когда в конце 1959 г. создавалась лаборатория промышленной автоматики при цехе КИП, ему было предложено перейти туда на должность техника сталеплавильной лаборатории, которая занималась автоматизацией мартеновского и бессемеровского производства стали.
Это были годы бурного развития автоматизации и комплексной механизации производственных процессов. Завод им. Дзержинского вошел в число 5-ти крупных предприятий Союза в качестве базовых по автоматизации производства, с соответствующей финансовой поддержкой этих работ, поэтому на заводе широко велись работы по автоматизации агломерационного, доменного, сталеплавильного и прокатного производств, транспортного хозяйства и других вспомогательных служб. Уже в те годы расчет заработной платы на заводе производился на счетно-перфорационных машинах. Некоторые работы выполнялись собственными силами, но на более сложные работы привлекались Киевский Институт автоматики и другие, вновь созданные отраслевые институты.
В.П.Боюну хорошо запомнились условия работы в производственных условиях. "Текущие ремонты в цехе производились своими ремонтными бригадами, - рассказывает он. - Однако на капитальные ремонты, учитывая особенности полного цикла металлургического производства (агломерационное, доменное, сталеплавильное и прокатное производства) и необходимость выполнения ремонтов в кратчайшие сроки, привлекались сотни людей из различных ремонтных цехов и служб завода и других специализированных организаций. И это было стихийное бедствие для цеха. Вспоминаю несколько случаев.
Еще работая в цехе КИП, я попал на капитальный ремонт 6-й доменной печи. После замены термопар и демонтажа старых кабелей на кауперах мы проводили проверку киповского оборудования. Приборы работали нормально, но вдруг исчезает сигнал с одной из термопар. Поднявшись на крышу воздухонагревателя, мы обнаружили, что одна из термопар платина-платинородий вынута, неподалеку обнаружили и виновника - один из рабочих платиновой проволокой, которую мы учитывали и сдавали по миллиграммам, подвязал отвалившуюся подошву своего башмака. Неоднократно обрезались после капитального ремонта кабели и трубы от нашей водоохлаждаемой лаборатории. Но это еще пол беды, были случаи и хуже.
В бессемеровском цехе был тысячетонный миксер, в который сливался чугун из различных доменных печей, где он усреднялся по химсоставу и где поддерживалась его постоянная температура. Из миксера, путем его наклона, чугун заливался в 25-тонный ковш, который взвешивался на весоизмерительном устройстве, разработанном киевским Институтом автоматики, и затем транспортировался для заливки в конвертер. Однажды оператор, наклонив миксер и наполнив ковш, не смог вернуть его в исходное положение. Не сработала автоматика электропривода, оказалось отрезанной и пневмозащита. В результате несколько сотен тонн металла вылились на землю, подъездные пути и т.п., после чего цех простоял неделю на ремонте, что отразилось на всем производственном цикле. В результате по заводу был строгий приказ, запрещающий любые эксперименты с жидким металлом.
Спустя год-два после этого случая нами на экспериментальном конвертере был установлен регулятор для стабилизации дутья. Регулятор год работал нормально, и вот однажды подача воздуха на экспериментальном конвертере прекратилась. В бессемеровском конвертере воздух подается снизу, препятствуя проникновению металла в фурмы. В результате прекращения дутья металл пошел в фурмы и воздушную трассу (крупная авария). Кое у кого сразу мелькнула мысль: "виноват - регулятор". В течение нескольких минут стальной трос был накинут на наш шкаф с регулятором и зацеплен за паровоз. Шкаф, с подведенным электропитанием (380 В), водопроводом и воздуховодами, двинулся за паровозом. И только самоотверженность нашего руководителя, которому буквально пришлось лечь на рельсы, спасла ни в чем не виноватый шкаф.
Меня перевели в группу, обслуживающую бессемеровский конвертер, - продолжает В.П.Боюн, - которая совместно с кафедрой физики Днепродзержинского Металлургического института занималась автоматизацией повалки бессемеровского конвертера (с продувкой снизу) на заданном содержании углерода в стали. Проблема состояла в определении момента повалки конвертера с точностью до 10 с при общем времени продувки 12-15 м. Преждевременная повалка конвертера вызывала необходимость последующих подъемов и додувок конвертера, что приводило к значительным выбросам и потерям металла, который к тому же приходилось убирать на больших площадях. Повалка конвертера даже с незначительным опозданием приводила к переводу плавки в более низкий сорт или брак. На протяжении нескольких лет на заводе под руководством заведующего кафедрой физики доцента Гаргера Константина Сергеевича велись исследования бессемеровского процесса выплавки стали. Была создана водоохлаждаемая лаборатория в непосредственной близости от факела конвертера, разработан и испытан ряд датчиков (датчик зоны реакции, датчик излучения пламени, расходомер дутья и др.) для контроля процесса плавки. Условия там были как в сауне (так же захватывало дух), но всегда было на два пальца пыли и менее комфортно. В это время уже началась работа с Институтом кибернетики (тогда еще Вычислительным центром) АН УССР по использованию ЭВМ "Киев" для автоматизации процесса повалки конвертера. Для этого в цехе установлена регистрирующая цифровая установка (РЦУ), по современным понятиям - 5-ти канальный аналого-цифровой преобразователь с усреднением и печатью результатов, а по тому времени - 2 шкафа аппаратуры, предназначенной для замера показаний датчиков. Алгоритмизацией процесса, наряду с кафедрой физики, занимался ведущий инженер ВЦ АН УССР (ныне доктор технических наук) Никитин Андрей Иванович, который провел многие месяцы в бессемеровском цехе.
Вспоминается, как работала в то время наша пресса и радио. Сегодня только привезли РЦУ (еще даже не установили и не отладили), а на следующий день по центральному радио я услышал сообщение, что в бессемеровском цехе завода им. Дзержинского план по выплавке стали выполнен на 100,3%, мастер цеха сказал, что все это благодаря электронной вычислительной машине.
После получения первых положительных результатов измерений о времени повалки конвертера на заданном содержании углерода в стали, Виктор Михайлович Глушков предложил провести первый в Европе эксперимент по дистанционному управлению бессемеровским конвертером, находящемся в Днепродзержинске с помощью ЭВМ "Киев", установленной в ВЦ АН УССР в Киеве. Для этого данные о ходе плавки в бессемеровском конвертере в реальном времени передавались с РЦУ с помощью специально переоборудованного телетайпа в Киев и вводились непосредственно в ЭВМ "Киев". Машина определяла момент повалки конвертера и передавала по телетайпу время повалки в г. Днепродзержинск. Эти опыты показали возможность использовать для управления бессемеровским процессом, УМШН "Днепр" создаваемую в ВЦ АН УССР."
В дополнение к рассказу В.П.Боюна привожу короткую заметку об этом в журнале Госплана УССР.
В I960 году за успешное проведение опыта повалки бессемеровского конвертера на металлургическом заводе им. Дзержинского с помощью вычислительной машины "Киев" Президиум АН УССР вынес благодарность В.М.Глушкову и автору книги (тогда заместителю В.М.Глушкова по науке) и разрешил премировать нас в размере месячного оклада.
Создание системы управления повалкой на базе УМШН "Днепр" было поручено опытному инженеру Л.М.Трубицину, работавшему в моем отделе и согласившемуся в 1963 г. переехать в Днепродзержинск. Начальником машины был назначен и.о. инженера В.П.Боюн.
К 1965 г. В.П.Боюн закончил с отличием вечернее отделение Днепродзержинского металлургического завода - ВТУЗа, защитив дипломный проект по счетно-решающему устройству для контроля нагрева двигателей прокатных станов.
Он сумел очень быстро освоить машину. Когда ее привезли на завод, вместе с Л.М.Трубициным провел ряд исследований бессемеровского, мартеновского и доменного процессов. Для управления доменным процессом на заводе были установлены еще два "Днепра". В 1962 г. о работе конвертерного цеха и использовании в нем УМШН "Днепр" были сняты документальные фильмы "Машина варит сталь" и "Электронный мастер".
В 1965 г. В.П.Боюна призвали в армию. Больше года он прослужил в войсках связи. Вернулся в лабораторию на прежнюю работу.
Несмотря на все усилия В.П.Боюна и Л.М.Трубицина система повалки бессемеровского конвертера не оправдала ожиданий. В дальнейшем оказалось, что бессемеровская технология выплавки стали настолько устарела, что бессемеровский цех подлежал закрытию. Мне запомнилось, как кто-то из мастеров цеха сказал:
- Если бы Грум Гржимайло (проектировавший цех) увидел, как мы здесь работаем, он перевернулся бы в гробу!
В это время у меня, под влиянием работ Г.Е.Пухова по созданию средств аналоговой техники, появился замысел разработать автоматизированный гибридный комплекс на базе "Днепра" и моделирующей установки "ЭМУ-10". И тут, как говорится, сам Бог направил ко мне В.П.Боюна с заявлением о поступлении в аспирантуру Института кибернетики.
Я отлично знал Виталия Петровича, поскольку еще в 1961-1964 гг. он несколько месяцев пробыл в моем отделе, активно участвуя в отладке первого образца УМШН "Днепр", предназначенного для Днепродзержинского металлургического завода им. Дзержинского. Лучшей кандидатуры для работы по созданию гибридного комплекса было трудно найти. Я согласился быть его научным руководителем. В моем отделе была создана сильная аспирантская группа: В.П.Боюн, С.Б.Додонов, Л.Г.Козлов, А.А.Тимашов, Н.Рабеджанов (из Таджикистана), а через год еще Л.Е.Аристова и В.Н.Коробейников. В.П.Боюну я предложил разработать структуру и архитектуру гибридного комплекса, С.Б.Додонову - разработать язык программирования, Л.Г.Козлову - методы решения задач, А.А.Тимашову- исследование погрешностей комплекса, В.Н.Коробейникову - ввод-вывод графиков. Н.Рабеджанов к тому времени уже заканчивал свою диссертационную работу. Аспиранты работали с большим энтузиазмом и гибридный комплекс на базе УМШН "Днепр" и электронной моделирующей установки "ЭМУ-10" был создан в очень короткие сроки, а аспиранты успешно защитили свои диссертации.
Комплекс получился довольно оригинальным по сравнению с созданными в то время в Союзе и за рубежом несколькими гибридными комплексами. Использование УМШН "Днепр" позволило автоматизировать набор структурных схем решения задач. Ввод переменных коэффициентов и нелинейных зависимостей выполнялся на базе гибридного арифметического устройства, динамические и точностные параметры также были довольно высокими. В этой работе В.П.Боюн проявил себя как вполне состоявшийся научный работник и тем самым поставил на своем творческом пути первую заметную веху. Результаты его исследований, выполненных на гибридном комплексе, стали основополагающими для дальнейшего более глубокого изучения им вопросов преобразования аналоговой информации в цифровую и обратно, о чем написал мне сам.
"Для оценки эффективности различных операций, выполняемых гибридным комплексом, а также для определения пропускной способности его различных блоков я использовал классическую теорию информации Шеннона, но она меня не в полной мере удовлетворила. Разработка гибридного комплекса помогла мне значительно лучше понять и прочувствовать непрерывное и дискретное представление сигналов и их взаимодействие, конечно-разностную дискретизацию аналоговых сигналов с постоянными и переменными шагами по времени и величине сигнала, рассмотреть вопросы аппроксимации и задержки сигналов в процессе преобразований от аналоговой части к цифровой и обратно."
В последующие 70-е годы в отделе управляющих машин в развитие работ по созданию гибридного комплекса группой сотрудников, руководимой В.П.Боюном, был создан целый ряд специализированных процессоров различного назначения. Стремление повысить оперативность процессов управления, расширить их динамический диапазон привели к переходу от число-импульсного представления к дельта-модуляции, а в системах управления к использованию следящих аналого-цифровых преобразователей со специализированными устройствами, обрабатывающими приращения сигналов. Дальнейшим развитием явилось адаптивное (по скорости изменения сигнала) аналого-инкрементное преобразование сигналов и обработка приращений кратных степеням двойки. Это был скачок, позволивший на несколько порядков повысить производительность и упростить техническую реализацию средств управления по сравнению с традиционными подходами. По результатам работ В.П. Боюна и его соавторов по созданию специализированных процессоров реального времени были получены более чем 100 авторских свидетельств на изобретения. Впоследствии добавились еще 100 и В.П.Боюну в 1997 году было присвоено звание "Заслуженный изобретатель Украины". В 80-е годы в отделе управляющих машин был разработан ряд процессоров цифровой обработки сигналов для систем диагностики и управления, анализа спектров, ЭВМ с комплексной арифметикой, процессор реального времени (ПРВ) и др., нашедшие применение в ЦНИИ ТОЧМАШ (г. Подольск), Горьковском НИИ радиосвязи и др. Основной вклад в эту работу был сделан В.П.Боюном и М.В.Семотюком.
ПРВ по своей структуре и архитектуре явился прообразом сигнальных процессоров, появившихся за рубежом несколько позднее. В нем, кроме всего прочего, использовались инкрементный аналого-цифровой преобразователь и инкрементные вычисления, но реализован он был, конечно, не в виде СБИС, а на нескольких платах.
В дальнейшем инкрементное представление сигналов в итерационных процессах было использовано В.П.Боюном для многоканальной обработки информации и, совместно с Л.Г.Козловым, для модификации методов решения систем линейных алгебраических уравнений, обыкновенных дифференциальных уравнений, дифференциальных уравнений в частных производных и интегральных уравнений. По результатам работы ими была опубликована монография "Введение в кибернетическую технику. Параллельные структуры и методы" (1989 г.). Некоторые результаты были воплощены в спецпроцессоре для решения систем линейных алгебраических уравнений как расширителе для нижних моделей ЕС ЭВМ (по договору с НИЦЭВТ). Дальнейшим развитием этого направления явилось создание 8-ми процессорного проблемно-ориентированного комплекса для решения систем уравнений и задач реального времени как подсистемы макроконвейерной ЭВМ, на который была разработана техническая документация и изготовлен опытный образец на Пензенском заводе вместе с макроконвейером
Монография "Введение в кибернетическую технику. Обработка физической информации" (авторы Б.Н.Малиновский, В.П.Боюн, Л.Г.Козлов, 1980 г.), излагающей теоретические основы построения средств кибернетической техники, и ряд других книг и статей этих и других авторов подвели итог исследованиям, выполненным отделом управляющих машин в эти годы.
В 1988 г., когда у меня случился инфаркт, я решил передать руководство отделом управляющих машин В.П.Боюну. Через два года он защитил докторскую диссертацию и стал преемником моих дел. Я очень рад, что нашел достойного продолжателя моей 30-летней деятельности в области кибернетической техники.
В последнее десятилетие в результате кропотливых поисков, с учетом системного подхода к оценке качества систем реального времени, В.П.Боюну удалось решить важную задачу - найти, так называемую, динамическую меру информации, которая представляет собой среднее значение модуля производной сигнала (d-энтропия). Эта мера является комплексной оценкой динамики процесса и точности его представления с учетом задержек и ступенчатого представления сигнала обратной связи и мерой количества информации, содержащегося в сигнале. При этом результаты получились прямо противоположными относительно классической теории: вместо сокращения количества отсчетов (в соответствии с теоремой отсчетов Котельникова) и представления их с максимальной разрядностью, необходимо с максимально возможной частотой дискретизировать процесс, грубо (в пределе до одного старшего значащего разряда в коде) измерять изменения (приращения) сигнала (упрощая последующую обработку), а при кодировании сохранять в коде величину параметра (для обеспечения возможности обработки кодов без декодирования).
Системный подход к совокупности процессов аналого-цифрового преобразования, обработки и восстановления непрерывной формы сигнала в системах реального времени позволил предложить эффективные способы цифрового представления непрерывных сигналов, разработать алгоритмы аналого-цифрового преобразования, соответствующие этим способам, методы обработки информации, учитывающие способы цифрового представления непрерывных сигналов и форму информации на выходе аналого-цифрового преобразователя для одно- и многоканальных случаев, принципы организации вычислительного процесса в специализированных и проблемно-ориентированных процессорах и системах. Эти результаты изложены в монографии В.П.Боюна "Динамическая теория информации. Основы и приложения", Киев, 2001 г. В ней В.П.Боюн теоретически обосновал новое направление в науке - динамическую теорию информации, имеющее очень большое практическое значение.
В последние годы на базе развитой конечно-разностной теории дискретизации с постоянным и переменным шагами дискретизации по времени, параметру и пространству, а также динамической теории информации В.П.Боюном были разработаны информационные основы цифрового представления изображений и видеопоследовательностей, что позволило выделять из них полезную (динамическую) информацию, значительно сокращая избыточность их представления. Были разработаны динамические модели процессов панорамирования, поиска, обнаружения и слежения за объектами, реализованные на базе типовой видеокамеры и персонального компьютера. Эти интеллектуальные видеосистемы демонстрировались на всемирных выставках по информационным технологиям
ИВК-1 ориентирована на съем и обработку видеопоследовательностей в реальном времени и может служить базой для создания широкого класса автономных видеокомпьютерных приборов, а также интеллектуальных систем для автоматизации производственных процессов и контроля качества продукции, в робототехнике и гибких производствах, научных и медико-биологических исследованиях, системах видеонаблюдения и специальных системах. ИВК-1 позволяет считывать и обрабатывать высокодинамичные видеопоследовательности с частотой кадров на порядок превышающей возможности обычной видеокамеры с ПК, дает возможность использовать низкоскоростные каналы связи с центральным процессором, а также открывает новые возможности для обработки и распознавания динамических изображений.
ИВК-1 была использована в ряде разработок отдела, в частности в разработанном в 2003 году видеокомпьютерном комплексе (ВКК) для автоматизации процесса визуального контроля динамических параметров физических, химических, биологических объектов.
Комплекс позволяет производить автоматическую видеосъемку исследуемых образцов с различным масштабом и заданной периодичностью в течение определенного интервала времени. В нем обеспечены широкие возможности создания, накопления, выделения изменений, поиска и просмотра изображений в базе данных образцов по различным параметрам (дате, времени, номеру). Обеспечивается возможность длительной автоматической работы видеокомпьютерного комплекса в режиме энергосбережения и сохранение его работоспособности при кратковременных перебоях в системе энергоснабжения. В комплексе пришлось преодолеть целый ряд трудностей, связанных с необходимостью обеспечения равномерной и стабильной подсветки, устранения шумов КМОП-видеосенсора, сетевых помех, температурных погрешностей от светодиодов, видеосенсора и т.п. Видеокомпьютерный комплекс передан для опытной эксплуатации в одну из организаций г.Киева.
К этому направлению большой интерес проявили китайские ученые и предприниматели. По приглашению Института автоматики Шандуньской Академии наук КНР В.П.Боюн посетил КНР. Он прочитал ряд лекций по цифровой обработке сигналов и изображений, были проведены ряд встреч в Технопарке высшего научно-технического сотрудничества КНР и Украины, создана совместная лаборатория Института кибернетики HAH Украины и Института автоматики Шандуньской Академии наук КНР и заключен договор о научно-техническом сотрудничестве. В.П.Боюну было присвоено звание Почетного профессора Института автоматики Шандуньской Академии наук КНР.
Через отдел управляющих машин, руководимый мной, а затем В.П.Боюном прошло немало сотрудников. Часть из них работают до сих пор и мне очень хочется отметить замечательную "команду" сотрудников, тесно и плодотворно несколько десятилетий работающих с В.П.Боюном: научного сотрудника Юрия Андреевича Сабельникова, проработавшего в отделе 25 лет, отличающегося инициативой, умением самостоятельно поставить и решить сложную техническую задачу, обладающего инженерной хваткой, высочайшей трудоспособностью; Александра Владимировича Матвиенко, высококвалифицированного научного сотрудника, постоянного помощника В.П.Боюна в выполнении порученных работ, ставшего за 25 лет работы в отделе "душой" коллектива, добрым и отзывчивым; Ирину Феликсовну Малкуш - ветерана программиста и специалиста в области прикладной математики, через чьи руки прошли все алгоритмы и прикладные программы, использованные в разработках отдела.
Можно было бы отметить и много других, но это уже выходит за рамки книги.
Динамическая теория информации и базирующиеся на ней интеллектуальные видеокомпьютерные технологии в различных сферах человеческой деятельности стали столбовой дорогой научной деятельности В.П.Боюна. Она уже привела его к высоким творческим результатам и, что еще более важно, открыла большие перспективы дальнейшего развития основанного им нового важного направления науки и техники.
На выборах 2002 г. в НАН Украины В.П.Боюн был выдвинут Институтом кибернетики имени В.М.Глушкова и рядом других организаций в члены-корреспонденты НАН Украины и получил количество голосов, достаточное для избрания, но выделенную вакансию занял его соперник, набравший на один голос больше.1
В 2004 году В.П.Боюн в составе творческого коллектива стал лауреатом Государственной премии Украины.
Так или иначе, дело не в почетных званиях, хотя они также имеют значение, а в реальных научных результатах. У В.П.Боюна их более чем достаточно, и появление научных званий для него дело ближайшего будущего.
В заключение, зная В.П.Боюна более сорока лет, я хотел бы сказать, что не ошибся в выборе своего преемника и хочу подчеркнуть не только его выдающиеся способности в научном творчестве, но и его чрезвычайно важные качества, такие как исключительную порядочность, скромность (даже может быть излишняя в наше время), целеустремленность, такт, что вызывает глубокое уважение к В.П.Боюну как к ученому и как к человеку, сумевшему существенно развить научные исследования и сохранить славные традиции основанного мной отдела управляющих машин.