"Документальная трилогия" Борис Малиновский Памятники нашей молодости Друзья, которых я не увижу Глазами ветерана ТОВ "Видавництво "Горобець", 2011. -336с: 90 ил. ISBN 978-966-2377-19-4. © Б.Н.Малиновский, 2011 "Самое дорогое для человека - его воспоминания и чем больше они связаны с какими-то переломными моментами, требующими огромного напряжения сил и нервов, а то и трагическими событиями, тем они дороже." Ф.М.Достоевский

Памятники нашей молодости

Продолжение

История о выдвижении на Ленинскую премию

В конце 1963 года, за несколько месяцев до защиты моей докторской диссертации, Виктор Михайлович пригласил в свой кабинет меня, заведующих отделами Г.А.Михайлова и Н.Н.Павлова и вдруг предложил выдвинуть коллектив сотрудников института, участвовавших в создании "Днепра", на Ленинскую премию. Мы сказали Виктору Михайловичу, что представлять работу по "Днепру" к премии преждевременно, надо обобщить опыт применения машины. Но он категорически возразил, даже рассердился.

- Я считал вас друзьями, - сказал он. - Но если вы против моего предложения, то я буду для вас только директором!

Когда материалы по премии были подготовлены, Виктор Михайлович вызвал меня и сказал, что к ним надо добавить его записку в адрес Комитета по Ленинским премиям, о том, что он выдвигается по двум работам, но просит снять свою кандидатуру из числа претендентов на вторую премию в качестве одного из руководителей, поскольку считает, что его вклад в теорию цифровых автоматов более существенен. Только тогда мы узнали, что на Ленинскую премию по инициативе академика А.А.Дородницина был уже выдвинут цикл работ по теории цифровых автоматов В.М.Глушкова.

В газете "Известия" от 3 декабря 1963 г. в опубликованном списке принятых к рассмотрению работ, представляемых на Ленинскую премию 1964 г., появились две работы (см. газетные вырезки): В.М.Глушкова (в области физико-математических наук) и коллектива разработчиков УМШН "Днепр" (в области приборостроения). Руководителем второй остался один я. Кстати, ее название практически совпало с названием подготавливаемой докторской диссертации. Кроме меня на вторую премию выдвигались все основные участники создания машины (16 человек - 14 от Института кибернетики АН УССР¹ и 2 от завода п/я 62).

Зачем Виктор Михайлович настоял на выдвижении еще одной, к тому же не законченной нашей работы одновременно со своей, сейчас уже никто не скажет. Возможно он считал, что этот шаг и его записка будут содействовать присуждению ему Ленинской премии, что, при обсуждении и отметил выступивший на Комитете академик А.А.Дородницын.

Ленинская премия была присуждена только В.М.Глушкову (1964 г.). Поздравляя Виктора Михайловича с высокой наградой, первой в Институте, мы, в свою очередь, рассчитывали, что через год накопившийся опыт использования "Днепра" на различных предприятиях и успешный серийный выпуск машины, позволит повторить представление нашей работы на Ленинскую премию. Для этого в состав коллектива разработчиков были включены сотрудники Киевского завода вычислительных и управляющих машин, участвовавших в освоении серийного выпуска и модернизации машины. Виктора Михайловича в списке претендентов на премию, естественно, не было, но он поддержал вторичное выдвижение работы.

13 ноября 1964 г. газета "Известия" опубликовала очередной список работ, представляемых на Ленинскую премию 1965 г., в том числе и нашу.

Из второго представления на Ленинскую премию 1965 г.²

Основные этапы работы

1. В 1958-1961 г.г. в Вычислительном центре АН УCCP была разработана цифровая управляющая машина "Днепр" ("Дн_про").

Машина "Днепр" была первой в СССР электронной цифровой управляющей машиной широкого назначения. Для нее характерно весьма гибкое структурное оформление, позволяющее создавать различные модификации машины, применительно к системам контроля и управления. Это достигается рядом схемных и конструктивных особенностей исполнения, обеспечивающих гибкую структурную схему, возможность модификации объемов памяти и параметров связи с объектом и др.

Для машины "Днепр" были разработаны, впервые в Советском Союзе, блоки оперативной памяти с полупроводниковым управлением, электронный коммутатор, ряд оригинальных элементов в блоках преобразования аналоговых сигналов в код и др. Машина отличается также повышенной надежностью работы, малыми габаритами, небольшим весом, отсутствием требований к кондиционированию воздуха, удобными для эксплуатации пультами управления и др.

Широкое назначение и хорошие эксплуатационные качества обеспечили большой спрос на машину "Днепр". Количество выпускаемых машин ежегодно увеличивается и составляет сейчас несколько десятков в год, тогда как другие управляющие машины, разработанные в СССР, выпускаются в единицах экземпляров.

По основным информационным характеристикам (быстродействие, объем оперативной памяти, возможности модификации базового образца машины, скорость опроса датчиков и др.) машина "Днепр" существенно превосходит образцы цифровых управляющих машин за рубежом, созданные до 1961 г. (например, РВ-300, Либратрол-500, Аргус-100, ХOК-200 и др.).

2. Одним из важных моментов, обеспечивающих успех всей работы, была организация серийного производства машин "Днепр".

До 1961 г. средства вычислительной техники промышленностью Украины не выпускались.

Постановлениями ЦК КП Украины и Совета Министров УССР от 9 января 1960 г. №34 от 9 марта 1960 г. за №369 задача организаций серийного производства электронных цифровых машин была поручена организации п/я 62 Киевского СНХ.

В 1960-1963 г.г. организацией п/я 62 при активной помощи Киевского СНХ был организован, впервые в Украине, серийный выпуск цифровой управляющей машины "Днепр" и ряда других вычислительных машин.

К настоящему времени заводом выпущено и передано различным предприятиям и организациям 41 машина "Днепр". В 1964 г. организация п/я 62 выпускает три машины ежемесячно и имеет задание на 30 машин в 1965 г.

Применительно к управляющим машинам такое количество выпущенных машин следует считать крупной серией. Ни одна управляющая машина в СССР не выпущена и не применяется в таких количествах. Можно утверждать, что если бы остальные заводы и организации СССР, выпускающие и применяющие цифровые управляющие машины, сумели увеличить их выпуск и применение подобно организации п/я 62 и ВЦ АН УССР (в дальнейшем Институт кибернетики АН УССР) и сотрудничающих с ними организаций, то СССР вышел бы на 1-ое место в мире по выпуску и применению управляющих машин для автоматизации технологических процессов.

За рубежом к середине 1963 г. было продано и установлено различными фирмами, для целей автоматизации технологических процессов в основных отраслях промышленности, следующее количество машин:

Таким образом, выпуск машин "Днепр" находится на уровне, достигнутом лишь двумя ведущими фирмами США.

Организация серийного производства машины "Днепр" на заводе, ранее не выпускавшем средств вычислительной техники, потребовала создания СКБ вычислительных машин, цехов по выпуску и наладке машин. В процессе серийного выпуска завод модернизировал машину, внес конструктивные и схемные усовершенствования и дополнения, которые улучшили конструкцию и параметры машины. При запуске машины в серию были также решены целый ряд важных задач технологического характера (повышена надежность паек и контактов, упрощена технология изготовления блоков памяти и блоков питания, упрощена и одновременно усилена конструкция шкафов и т.д. и т.п.). Завод оказывает постоянную помощь потребителям машин в деле подготовки кадров, использованием машин в системах автоматизации и постоянно расширяет объем работ в этом важном направлении. Работы Вычислительного центра АН УССР и организация п/я 62 КСНХ стали базой для развертывания в Украине мощной промышленности по производству средств вычислительной техники: в Киеве создается мощный завод по выпуску цифровых вычислительных и управляющих машин, рассчитанный на выпуск нескольких сотен машин в год.

3. Вычислительный центр АН УССР и организация п/я 62 КСНХ приняли активное творческое участие в работах различных организаций по созданию систем контроля и управления на базе машины "Днепр" и продолжают оказывать им большую помощь в этой работе. Вклад Вычислительного центра АН УССР и организации п/я 62 в дело внедрения цифровых управляющих машин "Днепр" явился решающим фактором, обеспечивающим успех внедрения.

Вычислительный центр АН УССР выдвинул новые методы работы, существенно ускорившие сроки разработок и создания цифровых систем.

а) Основываясь на идее широкого назначения управляющих машин, ВЦ АН УССР пошел по пути заблаговременной алгоритмизации производственных процессов с использованием для первичной обработки данных универсальных вычислительных машин.

б) ВЦ АН УССР осуществил ряд опытов управления промышленными объектами (конвертор, карбонизационная колона) на расстоянии (Киев-Днепродзержинск, Киев-Славянск), показав возможность и целесообразность предварительной отработки алгоритмов управления с помощью вычислительных машин, установленных в вычислительных центрах.

в) ВЦ АН УССР не только разработал машину "Днепр", но и взял на себя роль руководителя и основного исполнителя первых работ, связанных с использованием первых образцов этой машины в системах контроля и управления.

г) ВЦ АН УССР заблаговременно до начала серийного выпуска машин "Днепр" обеспечил подготовку кадров организации п/я 62 и ряда организаций, наметивших применять машину "Днепр".

д) Организация п/я 62 своевременно и быстро наладила выпуск машин, осуществила их модернизацию на основе опыта эксплуатации машин на местах.

е) Организация п/я 62 вслед за ВЦ АН УССР приняла участие в запуске машин "Днепр" на местах установки, и постоянно расширяет объем своих работ при запуске систем, создаваемых на базе машин "Днепр".

За 1962-1964 г.г. на базе машин "Днепр" созданы ряд систем контроля и управления промышленными объектами и сложными установками.

...Согласно Союзного и Республиканского (по УССР) планов важнейших заданий на 1963-1965 г.г., Постановления ЦК КПУ и СМ УССР №592 от 14 мая 1963 г. машины "Днепр" установлены и запускаются в эксплуатацию в 1964-1965 г.г. на ряде крупных промышленных предприятий в составе различных систем контроля и управления, в число которых входят:

1. Система управления конверторным цехом металлургического завода им. Ильича (г.Жданов).

2. Система контроля и управления атмосферно-вакуумной трубчаткой нефтеперегонного завода (г. Рязань).

3. Система контроля и управления мартеновским цехом металлургического завода (г.Нижний Тагил).

4. Система контроля и управления доменным цехом металлургического завода (г.Днепродзержинск).

5. Система управления цехом обжига цементного завода (г.Себряково).

6. Система управления цехом получения бихромата натрия (г.Свердловск).

7. Система контроля и управления аммиачным циклом содового завода (г.Славянск).

8. Система автоматического управления блоком котел-турбина-генератор (Старобешевская ГРЭС).

9. Система автоматической обработки данных сложного эксперимента (Центральный авиационный государственный институт, Москва).

10. Система автоматизации цеха гальванопокрытий (п/я 62, г.Киев).

11. Система автоматизации сложных испытаний (г.Казань).

Ряд машин "Днепр" приобретены высшими учебными заведениями (в том числе МВТУ им. Баумана) и различными организациями Министерства обороны СССР.

Помимо непосредственного участия в создании ряда систем осуществлен целый ряд других мероприятий, ускоривших и способствовавших более качественному выполнению работ по внедрению.

Совместно с Киевским Домом научно-технической пропаганды проведено около 10 всесоюзных многодневных семинаров, по различным вопросам, связанным с использованием машины "Днепр".

Совместно с Выставкой передового опыта народного хозяйства УССР 17-21 сентября 1964 г. проведен семинар представителей организаций, использующих и планирующих использование машины "Днепр" в системах контроля и управления. На семинаре была представлена 51 организация из РСФСР, УССР, Арм.ССР, Узб.ССР и других Союзных республик.

...Машины "Днепр" демонстрируются на Выставках передового опыта в гг. Москве и Киеве.

Коллектив разработчиков машины награжден медалями Выставки передового опыта в г. Москве.

По результатам работы, связанной с созданием машины "Днепр" и вопросам ее применения составлена и издана обширная научная и справочная литература.

Учитывая, что работы по внедрению машины "Днепр" проводились на основе творческих союзов ВЦ (далее Института кибернетики) АН УССР, организации п/я 62 и целого ряда заинтересованных организаций при полном отсутствии специализированных организаций по внедрению цифровых управляющих машин, следует признать результаты внедрении (более 20 систем контроля и управления, запущенных либо подготавливаемых к эксплуатации за три года) весьма высокими.

По литературным данным, сроки создания цифровых управляющих систем на промышленных объектах за рубежом, составляют от двух до четырех лет. Количество реально действующих систем в большинстве стран насчитывается единицами (Англия, Франция, ФРГ); в США их имеется несколько десятков. Длительность сроков создания систем объясняется большими трудностями работы: создание и запуск сложного оборудования, отсутствие готовых методов алгоритмизации технологических процессов, сложность подготовки кадров и др.

...Согласно подсчетам, выполненным в ряде других организаций, использующих машину "Днепр", срок окупаемости машин, используемых в системах автоматизации, составляет от полугода до трех лет.

Широкое назначение машины "Днепр" обеспечивает получение экономического эффекта также за счет следующих факторов:

а) У целого ряда организаций отпадает необходимость создания и организации мелкосерийного выпуска специализированных машин, поскольку их заменяет машина "Днепр". Как известно, разработка специализированной машины обходится в сотни тысяч рублей.

б) Крупносерийный выпуск машин "Днепр" обеспечивает постоянное снижение их стоимости. Так, машины "Днепр", выпускаемые в 1965 г. будут стоить на 20% дешевле прошлогодних.

в) Ускорение процесса внедрения машин за счет возможности использования серийной машины "Днепр" и стандартных программ к ней дает дополнительный и весьма значительный экономический эффект.

По приблизительной оценке экономия средств, полученная в результате создании и внедрения машины "Днепр", составит в 1964 году несколько миллионов рублей и существенно увеличится в 1965 г.

Авторы:

Публикация в "Известиях" списка работ, представленных к Ленинской премии, в том числе нашей, обнадежила, но радоваться было рано.

На беду, Комитет направил материалы по УМШН "Днепр" на рецензию специалисту по аналоговым вычислительным машинам, ярому противнику цифровой техники (сейчас он живет в США, фамилии называть не буду, дело прошлое).

Получив "разгромный" отзыв, Комитет отклонил работу и на этот раз.

Через несколько лет после этих событий М.В.Келдыш, возглавлявший Комитет по Ленинским премиям в 60-е годы, сказал В.М. Глушкову:

- Тогда мы не поняли значения проделанной Вашим Институтом работы. Вы опередили время³.

К сожалению, так оно и было. Помню в конце 60-х годов прошлого века, проходило весьма представительное совместное совещание Министерства приборостроения, средств автоматизации и систем управления СССР и Отделения механики и процессов управления АН СССР.

Выступивший вслед за министром академик В.А.Трапезников руководитель ведущего московского института, весьма известный в высоких правительственных и научных кругах, упомянул работы Института кибернетики АН УССР по созданию и применению управляющих машин, назвав их преждевременными и вредными.

Пришлось мне свое выступление начать словами:

- Хочу рассказать о "вредном" опыте использования машин "Днепр". Судя по последовавшим вопросам и выступлениям, наш опыт заинтересовал очень многих, а в принятом решении характеризовался как весьма полезный.

Выпущенные "Электронмашем" и нашедшие потребителей более 500 "Днепров" стали лучшим доказательством нашей правоты.

Коллектив создателей "Днепра" был, конечно, достоин высокой премии. Подтверждением этому является появление сертификата о признании УМШН "Днепр" Памятником отечественной науки и техники первой категории, а также документы, приведенные в этой книге.

Комментарий: Спустя несколько лет Ленинская премия была присуждена за создание управляющей машины УМ НХ на больших интегральных схемах, что уменьшило ее размеры, разработанной в Ленинградском СКТБ ПО "Светлана". По остальным параметрам она уступала УМШН "Днепр". Использовалась, в основном, в управляющих системах военного назначения, в том числе разработанных для подводных лодок.

Думать о будущем!

Стенограмма доклада В.М.Глушкова.

Вступительное слово.

В.М.Глушков. Мы с вами собрались уже на второй семинар, посвященный вопросам, связанным с эксплуатацией, с применением в промышленности управляющей полупроводниковой электронной машины "Днепр". Фактически начинает складываться то, что называется ассоциацией по использованию машины. И безyсловно, значение таких семинаров будет возрастать и еще не раз соберутся те, кто имеет дело с машинами "Днепр", те, кто их использует, кто могли бы обменяться мнениями по поводу целесообразных направлений в применении и модернизации машины.

Характерной особенностью настоящего семинара по отношению к первому является то обстоятельство, что мы переходим от объектов управления к вопросам управления этими объектами.

Поэтому мне хочется во вступительном слове сказать несколько слов о важности этого этапа и тех задачах, которые здесь предстоит решить.

Дело заключается в следующем. В настоящее время вопросы построения инженерной методики проектирования больших управляющих систем становятся одними из самых главных вопросов нашего времени.

Если взять нескольких наших авторов и статьи американских авторов в частности, известную монографию Бира, вы можете найти утверждение, что ХХ век - это век не столько ракетной техники, это прежде всего век больших систем.

Если вы посмотрите СКБ различных научно-исследовательских институтов, занимающихся разными вопросами новой техники, то в большинстве случаев эти СКБ и НИИ имеют дело с разработкой управляющих вычислительных машин.

Что отличает управляющую машину от системы, в которой эта машина работает?

На первый взгляд кажется ясным, что здесь речь идет не только о самой машине, а и о совокупности датчиков, организации документооборота в связи с использованием машины не только для целей управления, но и для регистрации параметров для оформления окончательных документов, как это имеет место у нас.

Но дело не только в наборе оборудования. Дело заключается в том, что в системе приходится решать вопросы, связанные с надежностью самой машины, с вопросами дублирования, резервирования и, самое главное, с продуманной системой математического обеспечения.

И вся практика подтверждает, что центр тяжести этих разработок постепенно смещается в сторону вопросов не собственно "железа" (оборудования как такового), а вопросов, связанных с начинкой этого оборудования: системы программ, системы трансляторов для перевода с того или иного языка, и, наконец, системы программного управления параллельной работы устройств, включающей программы диспетчера и супервайзера.

Вся совокупность этих работ по созданию математического обеспечения в настоящее время, в системах, выпускаемых за границей, составляет по стоимости от 50 до 70% общей стоимости, включая расходы на разработку системы и на ее изготовление.

Это показывает, какое большое значение имеют в настоящее время вопросы, связанные с рациональной организацией работ по математическому обеспечению систем, неразрывно связанные с вопросами прогресса в технике, потому, что новые идеи, которые рождаются в отношении машины, возможности ее параллельной работы или выполнения одновременно нескольких операций, они, как правило, наиболее плодотворным образом рождаются в том случае, когда работа над системой математического обеспечения и системой управления ЭВМ, и отчасти другими вопросами, связанными с проектированием самой ЭВМ, связаны теоретически в единое целое, а не с тем, что после осуществления машин, накапливается эта система программ. Для новых систем нужно именно так вести работу.

Машина "Днепр" разрабатывалась в ту эпоху, когда управляющих машин в промышленности за границей практически не было. Мы высказали идею универсальной управляющей машины, когда американцы никаких публикаций не имели и поэтому работа шла несколько иным путем. Работа, связанная с математическим обеспечением машин, не была поставлена в качестве первой основной работы, так как вопросы, связанные с математическим обеспечением, требуют опыта эксплуатации машин.

Поэтому, если бы пойти в тот момент по пути такого решения вопроса, что мы не строим машину, не выдаем технического задания на ее разработку, не связываемся с заводами по изготовлению узлов, а все время думаем о том, каким образом для этой машины создать системы стандартных типовых программ, основанных на глубоком изучении процессов и только после этого приступить к проектированию машины, то такой путь, ввиду отсутствия опыта практической эксплуатации машин, был бы невозможен.

Поэтому первая машина разрабатывалась с каким-то интуитивным запасом на возможность дальнейшего ее математического обеспечения, которое мы считаем возможным делать в то время, когда необходимость его стала очевидна.

В настоящее время мы очень большое значение придаем такого рода семинарам, которые, с нашей точки зрения, должны собираться регулярно, чтобы обменяться вопросами, связанными с комплектацией машин, развитием машин и их математического обеспечения.

Дело заключается в том, что мы при проектировании систем можем опереться на богатый опыт не только наших организаций, но целого ряда организаций, которые уже пользуются машиной "Днепр". Мы всегда рассчитывали на то, что как только машина передается в эксплуатацию на том или ином заводе, то немедленно вокруг этой машины создается группа инициативных людей, владеющих современными математическими или техническими методами, которые осуществляют не только грамотную эксплуатацию этой машины, но и создают программы применительно к этой машине и решают некоторые вопросы с комплектованием и доукомплектованием машин. Иначе говоря, работа над классами систем применительно к разным целям становится достоянием не одного коллектива нашего института, а всех коллективов, которые пользуются этой машиной.

В этом заложен прогресс будущей управляющей техники и на это нужно смотреть очень серьезно, потому что никакой отдельный коллектив не сможет решить эту задачу, если не будет опираться на опыт всех людей.

Это тем более важно для систем управления в промышленности. До сих пор мы не имеем ясности в вопросах типизации промышленных объектов и соответствующей стандартизации систем, технического оборудования, стандартизации систем для математических вычислений, по сравнению с тем, что мы видим в вопросах управления экономикой.

Положение такое, что мы стали применять машины в экономическом плане позже, чем в технологии, и тем не менее начинаем четко очерчивать два десятка типовых систем управления экономическими процессами, которые смогут обеспечить все нужды народного хозяйства.

Это связано с тем, что вопросы управления экономикой имеют дело с более типовыми процессами. На очень разных заводах в машиностроении, приборостроении делаются, примерно, одни и те же операции, заполняются одни и те же формы для расчетов в экономике завода.

В то же время разные технологические процессы требуют различный состав оборудования, которое не укладывается только в 20, но и 50 типов. Это обстоятельство и является определяющим для организации нашей совместной работы.

Что мы надеемся услышать, проведя этот семинар? Анализируя те системы, о которых здесь будут докладывать, например, управление непрерывными процессами, управление циклическими процессами в металлургии, системы регулирования и целый ряд других систем, мы надеемся уже сегодня извлечь определенные рекомендации для усовершенствования "Днепра" и при проектировании будущей машины "Днепр-2", которая намечается к серийному производству.

Мы надеемся, что эти доклады послужат основой для инженерной методики проектирования систем. К сожалению, сейчас такой настоящей продуманной инженерной методики проектирования систем не существует не только у нас, но и в Америке, и в некоторых вопросах там даже больше отставания, чем у нас.

Мы в Институте кибернетики пытаемся разработать принципы научной методики инженерного проектирования этих систем. В чем состоят основные принципы этой методики. Необходимо разработать хороший язык для описания не только машины, но и систем периферийного оборудования. Этот язык должен быть очищен от всяких подробностей, т.е. не важно, что датчик имеет такую-то природу, измеряющую температуру, давление и т.д., а важны некоторые типовые характеристики этого датчика с точки зрения объема информации, знание каким образом к нему можно обращаться и с какой частотой он выдает соответствующую информацию. Также должны создаваться языки для описания систем периферийного оборудования, различного рода запоминающих устройств, вводных и выводных устройств обычного вида и т.д.

После этого нужно, чтобы язык программирования был для соответствующих машин не просто алгоритмическим языком, а включал в себя возможности внешнего оборудования, т.е. в язык должны включаться вопросы связи с оборудованием.

Необходимо разработать методику, связанную с компоновкой системы программ внутри электронной вычислительной машины. Как это можно сделать? Нужно разработать иерархию систем программ и сам язык должен быть нацелен не только на описание отдельной программы, но и описание систем программ.

Это делается таким образом: вы сначала описываете в языке некоторые программы нижнего уровня, а потом пользуетесь идентификаторами без их описания в дальнейшем, во второй ступени. Точно такие процедуры для второй ступени. В процедурах третьей ступени они выступают также без всякого описания.

Ступенчатая иерархия процедур должна быть хорошо продумана. В зависимости от, того, какие взяты ступени, какие подпрограммы взяты, от этого существенно зависит объем запоминающих долговременных устройств, и даже простота программирования. Если это сделать, то появится продуманная система типовых программ, в значительной мере программирование производственных процессов будет сведено к исполнению комбинационных типовых программ и возникает вопрос разумного продумывания системы обозначений для переключающих блоков, которые осуществляют переключение между этими программами.

На первый взгляд эта задача решена давным-давно, потому что имеются переключатели, выраженные через предикаты, но детальный анализ такого рода средств показывает, что в большинстве случаев такого рода средства оказываются неудовлетворительными по той причине, по какой язык булевых функций, полностью определенный, становится недостаточным в том случае, когда речь идет о слабоопределенных булевых переключателях, когда имеется большая зона безразличия области определения, в которой переключается функция, может принимать значения от нуля до единицы. Если имеется функция от 20 переменных, у которых имеется область определения включающая миллион с лишним точек, а из существенных оказываются, допустим, 10 тысяч, то обычные способы отборочного задания таких функций оказываются непригодными, потому что иначе пришлось бы составлять таблицу для миллиона значений комбинаций.

С такого рода вещами мы встречаемся, когда начинаем проектировать блоки переключения между отдельными участками программ, в зависимости не только от показаний величин, выработанных самими программами, но и внешнего окружения. В этом случае, как правило, анализ систем показывает, что имеется огромная избыточность в системах описания переключающих блоков. И анализ работ по созданию больших систем управления современной техникой показывает, что основная работа по доводке программ и основное количество ошибок зависит от этих переключательных блоков.

Поэтому задача создания такого языка, который мог бы хорошо описывать весьма актуальные задачи, систему вопросов связанных с их формулированием, такая система программ, которая написана на этом языке, потребует внесения исправлений. Это новое в области автоматического программирования, которое для вычислительных машин обычного типа неизвестно, да и не может быть такого направления развития. Почему? Потому что вычислительные машины универсального направления имеют дело с большими классами задач, которые в полной мере описаны быть не могут. Поэтому в задачу программирования новая проблема была введена не только как задача компилирования стандартных программ, но, как правило, связана с использованием алгоритмического языка для процесса промежуточной продукции. Это с одной стороны. С другой стороны, каждая последующая задача, ставящаяся на вычислительную машину, имеет резкие отличия от предыдущей.

Другое дело, если разработана типовая система для управления металлургическим заводом и разработаны подпрограммы для отдельных процессов управления. Это полная система, основанная на системе управления машинами и управления технологическим процессом в масштабе крупного предприятия, но после этого техника не стоит на месте, она прогрессирует. И речь идет о том, чтобы создать для новостроящихся заводов новые системы.

Задача автоматического программирования может трактоваться, как задача внесения исправлений в предыдущую программу, т.е. программа есть, но возникли новые данные, новые датчики и в связи с этим расчеты могут вестись по новым формулам, но во всем комплексе программы не изменяются.

Поэтому язык задачи может быть такой, что берется старая система и необходимо в эти задачи внести соответствующие исправления.

Всякий программист знает, что внести изменения в программу, которую сделал кто-то другой, причем, изменения, захватывающие не только линейную часть программы, но и заключительную часть, будет более трудно, чем заново программировать.

Поэтому ясно, что такая задача требует автоматизации.

При новом подходе к этому вопросу проектирования систем, внесение исправлений в предыдущие проекты мы можем осуществить очень быстро. Проектирование новой системы математического обеспечения для новой системы управления становится простой задачей.

Следующая задача связана с типизацией процессов и выработкой требований на систему математического обеспечения.

Она включает целый комплекс задач, связанных с системою математического обеспечения, включая не только набор типовых программ, но и супервайзер.

Оказывается, что в настоящее время можно существенно экономить время проектирования системы и получить качественную систему управления.

Если мы проектируем устройство управления вместе с соответствующими математическими программами, то это делается не так, что сначала берется система команд, а потом, эта система команд воплощается в оборудование. Программисты используют эту систему команд и извольте программировать в этой системе.

Когда так делают, получается, что диспетчер, как правило, бывает организован плохо. Попытка создания такого управления совместной работы периферийного оборудования на базе машин, которые разрабатываются таким образом, приводит к тому, что только 90% времени центральная машина работает в режиме диспетчера, когда только 10% времени затрачивает собственно на работу. Если органически соединить в единое целое разработку системы управления и выводить для разработчиков, занимающихся системой математического обеспечения, не команды, а микрокоманды машин, то результаты получаются лучше.

Эта задача подчеркивает важность работы над системами математического обеспечения систем управления, поскольку это есть не просто задача апосториорная после создания машины. На сегодняшний день решение этой задачи органически сплетается с вопросами проектирования новых машин.

Вот несколько мыслей, которые хотел высказать в связи с новым этапом развития вычислительной техники, применительно ко многим системам управления, использующим вычислительные машины.

Не буду останавливаться на вопросах, связанных с самими машинами. Специалисты лучше знают особенности соответствующего функционирования таких систем.

Хочется пожелать участникам семинара плодотворной работы, творческого отношения к вопросам, связанным с развитием, модернизацией управляющих машин и систем как на этом семинаре, так в своей практической работе на местах, когда семинар закончится.

Стенограмма доклада Б.Н.Малиновского.

Б.Н.Малиновский. На международной конференции в Стокгольм (сентябрь 1964 г.), подготовленной Международной Федерацией по автоматическому управлению и Международной Федерацией по обработке данных, в которой я участвовал, и которая была посвящена специально обмену опытом создания систем управления производственными процессами с применением вычислительной техники в металлургической, химической, цементной промышленности, управлению на транспорте и ряда других, были сделаны 22 доклада.

Кстати, все 22 доклада были опубликованы заранее, с ними были ознакомлены участники конференции. Опубликованные доклады не зачитывались, авторы делали только краткие дополнения по докладам, что экономило время. Зато после каждого доклада автору задавались много вопросов, что позволяло глубоко разобраться в сути дела. На это времени не жалели. Мне думается это хороший пример, как проводить подобные мероприятия.

На конференции работали четыре секции - химическая, металлургическая, энергетическая и секция разных применений.

Два-три года назад за рубежом эти работы велись в основном в США и Англии, а в настоящее время - во Франции, Италии, ФРГ, Швеции, Финляндии и других странах. Увеличилось количество типов управляющих машин, их выпуск и закупки.

Автоматизация непрерывных и близких к ним технологических процессов с использованием средств цифровой вычислительной техники пропагандируется не только фирмами, которые выпускают эту технику и заинтересованы в сбыте своей продукции, но и крупнейшими металлургическими, химическими и другими компаниями.

Например, американский журнал "Сталь" (август, 1964 г.), оценивая перспективы развития металлургии США к 2000 г., успехи промышленности тесно связывает с использованием вычислительной техники и автоматики.

Уровень и размах работ по автоматизации непрерывных технологических процессов в разных странах различен. Наибольшие успехи в этой области принадлежат США, Англии, Франции и Италии. Они относятся в первую очередь к энергетике, в меньшей степени - к цементной и частично - к химической и металлургической промышленности. В США успешно эксплуатируются несколько десятков систем управления электрическими (в том числе атомными) станциями с использованием цифровых и аналоговых вычислительных машин. На нескольких цементных заводах и в цехах химических предприятий установлены системы цифрового контроля и управления.

Однако работы по автоматизации непрерывных технологических процессов в основных отраслях промышленности (металлургической, химической, нефтеперерабатывающей) еще находятся в стадии поисков и промышленного эксперимента. Медленное развитие автоматизации технологических процессов объясняется трудоемкостью работ по созданию цифровых систем контроля и управления отдельными цехами и их установками и особенно систем контроля и управления целыми предприятиями, что связано со сложностью алгоритмизации процессов, необходимостью накопления значительного опыта работы систем перед пуском их в эксплуатацию, а в ряде случаев необходимостью разработки дополнительных датчиков анализаторов состава и другой аппаратуры первичного контроля и регулирования. По ориентировочному подсчету фирмы "Монсанто" (США), только для составления алгоритма контроля и управления крупным химическим предприятием требуется около 100000 чел/час.

Наиболее распространенными являются три типа систем цифрового контроля и управления: одномашинные системы контроля и управления, в которых вычислительная машина осуществляет косвенное управление объектом через регуляторы; одномашинные системы контроля, регулирования и оптимизации, в которых вычислительная машина осуществляет функции прямого управления (обычные регуляторы в данной системе не используются, так как их заменяет машина); многомашинные системы контроля и управления, в которых вычислительные машины выполняют различные функции. Одна из машин системы выполняет оперативное управление всем предприятием. Она устанавливается на главном диспетчерском пункте и координирует работу остальных машин, расположенных в цеховых диспетчерских и предназначенных для контроля и управления отдельными технологическими процессами.

Большинство докладов конференции посвящено опыту создания и частично эксплуатации систем первого типа, системам второго типа - два доклада и многомашинной системе - один доклад (США).

При создании одномашинных систем с косвенным управлением (через регуляторы) фирмы допустили целый ряд просчетов. Так, фирма "Банке Рамо Корпорейшн" (США) при автоматизации установки по перегонке сырой нефти не уделила должного внимания составлению математической модели процесса и разработке алгоритма управления. Подготовленный алгоритм обеспечил выдачу операторам множества данных о состоянии большого количества параметров, имеющих различную степень ценности в управлении процессом. Однако из-за неудачного контроля операторы эти данные не использовали. Отсутствие ряда датчиков и произвольная расстановка анализаторов состава вещества делали расчеты вычислительной машины неточными, а иногда противоестественными. Однако доработка алгоритма позволила добиться экономического эффекта 200 долл. в день. По данным фирмы, операторы могли успешно соревноваться с машиной, но на протяжении небольшого отрезка времени (10-20 мин.).

При разработке проекта еще одной установки (разгонки масел) фирма собирается учесть отмеченные недостатки и использовать управляющую машину, для которой можно наращивать блоки памяти.

Значительный опыт использования системы контроля и управления прокаткой слитков с применением вычислительной машины "Элиот 803" накопила компания "Самуэль Фокс энд Компани Лимитед" (Англия). Система обеспечивает оптимальное управление процессом резки стальных заготовок с минимальным количеством отходов материала. Создание ее заняло 5 лет (1956-1961 гг.), время реальной эксплуатации - 3,5 года. Экономический эффект составил около 38400 ф.ст. в год.

Машина "Элиот 803" при решении задачи рационального раскроя стального листа загружается на 2,5% своей вычислительной мощности, а из всего объема памяти (4096 слов) используется 1/4 часть. При расширении системы контроля на пролет нагревательных колодцев машина будет загружена полностью. В качестве локальных устройств автоматики при этом предполагается использовать блоки системы АРЧ.

Фирма считает, что показатели надежности работы системы (см. таблицу) хотя и достаточны для ее нормальной эксплуатации, но должны быть повышены путем автоматизации процесса отыскания неисправностей.

Данные о надежности работы системы

Фирма "Дженерал Электрик" (США) проводит работы по усовершенствованию системы автоматизации стана горячей прокатки, в которой центральным звеном, воздействующим на регуляторы и программные устройства локального управления, является цифровая управляющая машина ДжЕ 412.

Ожидаемый экономический эффект от этой системы - увеличение выпуска тонкого проката на 2000 т в неделю. Работа по переоборудованию прокатного стана осуществляется по заранее составленному сетевому графику, что сокращает время простоя стана до минимума.

Несмотря на успехи в области создания одномашинных систем контроля и управления (с косвенным управлением объектом через регуляторы), их распространение за рубежом еще ограничено. Одной из основных причин этого, по-видимому, является большая стоимость систем из-за сложности оборудования, трудоемкости работ управления, исключающие необходимость использования обычных регуляторов. Функции цифровой управляющей машины при этом сводятся в основном к регулированию по многим параметрам. Функцию оптимизации предлагается осуществлять двумя способами: с помощью цифровой управляющей машины за счет некоторых резервов ее вычислительных возможностей и объемов памяти. При переходе к двухступенчатой системе управления функции оптимизации возлагаются на центральную машину с достаточно большими информационными возможностями.

Экономический эффект от использования систем такого типа увеличивается, так как исключается необходимость в установке многочисленных регуляторов, число которых на крупных заводах достигает несколько сотен. При числе контуров регулирования около ста и более стоимость цифровой машины становится сопоставимой со стоимостью заменяемых ею регуляторов. По утверждению ряда фирм, показатели машинного цифрового регулирования превосходят показатели обычных методов регулирования. Если учесть, что функцию оптимизации можно реализовать той же машиной, то упрощается решение вопросов выдачи заданий на регулирование. В качестве примера на конференции приводилась система центрального регулирования с использованием машины "Аргус", эксплуатируемая уже в течение 20 месяцев на одном из химических заводов Англии.

Система рассчитана на контроль и регистрацию 224 параметров и непосредственное регулирование 120 вентилями. Практически она обслуживает 209 датчиков и 90 вентилей. К машине "Аргус" добавлены два накопителя на магнитной ленте для записи данных с целью последующей обработки их на универсальных вычислительных машинах и составления алгоритма оптимального управления процессом.

Полезное время работы системы за период эксплуатации составило 99,6%. Простои были вызваны ошибками в программе (0,24%), случайными ошибками из-за нестабильности электропитания (0,1%) и отказами электронной схемы (0,06%). При устранении отказов по первым двум причинам полезное время работы системы составит 99,94%.

Требование высокой надежности (не менее 99,94% полезного времени работы) цифровых систем центрального регулирования является определяющим моментом при выборе (или разработке) цифровой управляющей машины. При такой степени надежности простои машины составляют не более 5 ч. в год.

Применение цифровых систем центрального регулирования вызывает коренные изменения в промышленной автоматике (часть ее звеньев становится ненужной), но ограничивается или старыми предприятиями (что имело место в рассмотренном выше примере с машиной "Аргус") или заново создаваемыми заводами. В том и другом случае речь идет не о широком внедрении этих систем, а о промышленном эксперименте. Тем не менее, данные системы следует считать самыми перспективными для будущих производств.

Идеи центрального регулирования не нашли широкого признания, что привело к необходимости создавать многомашинные системы контроля и управления крупными предприятиями, рассчитанные на совместную работу с регуляторами. Создание подобных систем облегчается меньшими требованиями к их надежности. Несмотря на это, количество создаваемых систем в настоящее время ограничено.

Один из докладов конференции посвящен описанию системы данного типа. Система разработана для крупного нефтеперерабатывающего завода (США), выпускающего в год 500 млн. фунтов нафталина, 55 млн. галлонов бензина, 75 млн. фунтов фенола и других продуктов. Она состоит из четырех управляющих машин "Хонивелл-290", одна из которых установлена на центральном диспетчерском пункте и связана радиально с остальными машинами. Последние могут обмениваться информацией через центральную машину. В настоящее время система выполняет функции простого контроля параметров и выдачи сигналов оператору об отклонениях в режимах.

На заводе установлено более тысячи электронных регуляторов, снабженных самописцами для записи контролируемых переменных процессов. Управление подземными складами, расположенными в 18 милях от завода, осуществляется телеметрической системой контроля и управления; 150 резервуаров для хранения полуфабрикатов оборудованы датчиками уровня и температуры. Качество продуктов контролируется 36 анализаторами состава.

Вычислительная система контролирует 1194 аналоговых и 1017 контактных датчиков и обеспечивает выдачу 750 релейных сигналов.

Параметры вычислительной части машины "Хонивелл-290": длина слова - 18 разрядов; запятая - фиксированная перед старшим разрядом; операции выполняются в дополнительном коде; арифметическое устройство параллельного действия; команды одноадресные (50 основных и 10 специальных); оперативная память на магнитных сердечниках (1024, 2048 или 4096 слов); внешняя память на магнитном барабане (4096, 8192 или 32768 слов); частота тактовых импульсов 50 кгц.

Скорость выполнения операций: сложение или вычитание 140 мксек; умножение 800 мксек; деление 1400 мксек; условный переход 60 мксек; выборка из памяти 60 мксек; среднее время выборки числа с МБ 17 мксек; извлечение квадратного корня 1820 мксек; время опроса аналогового датчика 1/120 сек; опрос цифровых датчиков 10000 бит/сек; выдача сигналов (в секунду) - аналоговых 3, дискретных 67.

В центральной машине использованы: устройство оперативной памяти на 4096 слов и память на магнитном барабане, емкостью 32768 слов, два накопителя на магнитной ленте, три регистрирующие печатающие машинки с шириной каретки 75 см, две печатающие машинки с шириной каретки 30 см для печати аварийных ситуаций, устройство считывания с бумажной ленты (100 знаков в секунду), перфоратор ленточный (60 перфораций в секунду), пульт управления и пульт оператора.

Для периферийных машин использованы модификации, отличающиеся меньшим объемом памяти на магнитном барабане (16384 слова) и меньшим количеством печатающих машинок (3-4).

Скорость передачи информации между машинами системы - 10018-разрядных слов в 1 сек. Для составления полного алгоритма управления, по расчетам фирмы, требуется 12 чел/лет.

На конференции отсутствовали доклады по общим вопросам алгоритмизации производств, определению требований к параметрам и структуре цифровых управляющих машин и систем, а также по вопросам внешнего и внутреннего машинного языка и т.д. Разработка данных вопросов позволит значительно ускорить процесс создания и внедрения более дешевых и экономичных систем.

В настоящее время ни одна страна еще не имеет достаточного опыта в создании одно- и многомашинных систем контроля и управления производством. Проведение работ по созданию экспериментальных систем требует исключительно больших финансовых затрат. В связи с этим итоги работы конференции ИФАК и ИФИП по применению вычислительных машин для управления процессами представляют значительный интерес.

Устроители конференции очень хотели, чтобы на конференции были обсуждены вопросы автоматизации ж.д. транспорта. Подготовительный комитет специально связывался с рядом стран с тем, чтобы привлечь докладчиков на эту конференцию. Но был сделан всего один доклад, причем крайне бедный, опять-таки общие соображения. Это объясняется, очевидно, тем, что больших работ в этой области за рубежом сейчас не ведется. Ко мне подходили некоторые участники конференции и говорили - жаль, что не приехали специалисты из Советского Союза, потому что в Советском Союзе есть о чем рассказывать. Имелось ввиду применения в этой области УМШН "Днепр".

Был доклад об автоматизации рудничного транспорта в Швеции, применительно к руднику Каруна. Но опять-таки, доклад такого порядка: мы думаем систему сделать таким образом. Даются краткие пояснения и все.

Какое общее впечатление? Общее впечатление таково, что вследствие тех трудностей, на которые я указал, работы, связанные с созданием сложных управляющих систем, несмотря на большие усилия, еще не получают должного развития.

Что этому мешает? Я не хочу здесь создать ложного впечатления. Как раз при открытии конференции было сказано, что сейчас в деле внедрения новой управляющей техники настал новый этап и он характеризуется тем, что сейчас во внедрении вычислительной техники заинтересованы не только те, которые выпускают эту технику, но прямой интерес к этой технике начинают проявлять непосредственно те, которые производят химическую продукцию, которые заправляют крупными стальными трестами и т.д.

Это очень важно, что заинтересованность проявляется со стороны промышленных фирм, потребителей вычислительной техники.

От Советского Союза были представлены 2 доклада: проф. Лернера и мой: "Конструкция и некоторые примеры применения управляющей машины широкого назначения "Днепр"".

Мой доклад был воспринят, судя по всему, не плохо. Дискуссия по нему была весьма оживленной. На все вопросы я ответил, лишь единственный раз задержался с ответом. Дело в том, что я подготовил доклад на английском языке, но затем увидел, что все не читают тексты докладов, а лишь делают добавления к ним. Чтобы не быть "белой вороной", мне тоже пришлось подготовить добавления, а не читать текст. Когда начались вопросы, переводчик на одном из них, задержался. Образовалась пауза. Вдруг я слышу, что тот, кто спрашивал, обращается в зал и что-то рассказывает. В ответ засмеялись, достаточно громко. Я посмотрел на спрашивающего. Он заметил мой взгляд, и потом, после моего выступления, подошел ко мне и сказал:

- Когда вы говорили с переводчиком, я решил рассказать анекдот. В Америке часто взрываются самолеты, потому что некоторые люди подкладывают в самолет бомбы. Мой товарищ посчитал, что случая, когда взорвутся одновременно 2 бомбы, не может быть, поэтому он берет с собой в самолет бомбу и летит спокойно.

Как я выяснил потом, анекдот рассказал крупный ученый в области теории вероятностей профессор Бендат.

Кроме участия в конференции Советская делегация достаточно много поездила по Швеции и увидели много полезного.

Хотелось бы остановиться на перспективах развития наших работ. Судя по нашему семинару, считаю, что сейчас получено хорошее начало, накоплен конкретный опыт, и он позволяет нам двинуться дальше. Но мне кажется, что дальнейшее развитие работ в области создания систем контроля и регулирования начинает сдерживать недостаточная теоретическая проработка вопросов прямого управления и использования цифровой техники для этой цели (вместо аналоговой).

На той же Стокгольмской конференции мне был задан вопрос - не следует ли разработать универсальный алгоритм управления для управления процессами вообще?

Я ответил, что не нужно, - а для управления определенным классом производств, которые имеют специфику - например, прямое управление процессами на нижнем уровне - такой алгоритм, конечно, необходим.

Но должен сказать, что эта работа не простая. Если она будет сделана, это позволит осуществить то, что говорил Виктор Михайлович - освоить язык управляющих машин смогут даже 10-классники, что значительно ускорит работы по алгоритмизации.

Работы такого рода на конференции в Стокгольме в полном объеме не обсуждались. Конференция носила чисто практический характер. Мне показалось, что в этих вопросах мы идем идейно впереди. Если мы продолжим эти усилия, могут получиться хорошие результаты.

Сопоставляя темп развития наших работ с тем, что делается за рубежом, мне хочется сказать, что у нас имеется возможность практически выйти на уровень развития этих работ за рубежом. По некоторым работам мы уже сейчас начинаем выходить вперед. Темп роста у нас очень высокий.

Когда в 1958 году мы обратились примерно в 100 организаций с просьбой принять участие в создании управляющей машины и наметить ее возможные применения, мы получили примерно 50 ответов, и эти 50 ответов ничего вразумительного не содержали. Тем не менее, за эти годы произошел очень большой прогресс. Появилась большая заинтересованность наших промышленных предприятий, и мы чувствуем, что то, что было сделано в ВЦ и в Институте кибернетики АН УССР совместно с заводом, принесло большую пользу целому ряду организаций.

Мы сейчас взяли на себя теоретическое обоснование вопросов прямого управления. Практическим внедрением занялись конкретные отраслевые организации. Это очень правильно. Пора создать научно-производственное объединение, обеспечивающее промышленную реализацию систем контроля и управления. Будем надеяться, что в скором времени этот вопрос будет решен!