Roboty i wnioski dla nas 18

Roboty i wnioski dla nas 18

W koncernach wiedze i doświadczenie zbiera się dekadami. Budowanie kompetencji wymaga dużo czasu.
Trwa opera mydlana w związku ze sprzedażą oddziału Toshiby produkujacego pamięci i inne chipy.
Choć Toshiba jest prywatną firmą to japoński rząd zasugerował miesiąc temu zarządowi Toshiby, że kategorycznie nie życzy sobie, aby fabryki układów scalonych z ich technologiami zostały kupione przez Chińczyków lub powiązane z nimi firmy. Chodzi rzekomo o bezpieczeństwo narodowe. Tak wygląda wolny rynek.
Japończykom jest po prostu głupio, ze coś co uparcie budują od 100 lat ( spółka powstała w wyniku fuzji Shibaura Seisakusho oraz Tokyo Denki w 1939 roku ) ma iść pod młotek.

W najwyżej rozwiniętym i najbogatszym kraju postkomunistycznym czyli Słowenii, 96% firm ma wyłącznie krajowy udział kapitału. Tymczasem Irokezi znad Wisły za łapówki sprzedali najlepsze polskie firmy.
Firmy zagraniczne w Polsce  dominują m.in. w produkcji maszyn i urządzeń, elektroniki, produktów z tworzyw sztucznych, handlu detalicznym i produkcji spożywczej.
Kapitał polski dominuje w rolnictwie, górnictwie, wydobyciu, produkcji odzieży, produkcji z drewna.
Można zaryzykować twierdzenie ze w Polsce enklawy nowoczesności i technologi należą do kapitału zagranicznego. Znacznie większa jest w nich produktywność i wynagrodzenia pracowników. Korporacje zachodnie mają nad Wisłą raj podatkowy. Polskie firmy są zaś łupione niemiłosiernie.

W robotach najważniejszy jest "silnik" ( czyli silnik zblokowany z przekładnią i sensorem połozenia ) oraz elektronika. Dla firmy Kuka silnik produkował i produkuje Siemens a półprzewodniki produkował Siemens a pozniej wydzielony z niego Infineon. Zatem gospodarka niemiecka ma bardzo dobrą pozycje w światowym podziale pracy. Polska nie ma Siemensa ani Infineona. 

Aby zaprogramować czy  też "nauczyć" robota przemysłowego potrzebna jest znajomość jego instrukcji obsługi. Na zachodzie programowaniem maszyn CNC i robotow zajmował się douczony personel dawnej stojący przy obrabiarkach. Żadne studia nie są tu potrzebne bo i po co.
Studia sa potrzebne konstruktorom servomechanizmów i robotów.

System serwomechanizmu najczęsciej buduje sie jako ( obecnie programową ) kaskade trzech regulatorów. Najbardziej wewnętrzny jest regulator PI pradu silnika, nastepnie regulator PI prędkości i nastepnie zewnętrzny regulator P połozenia. Temat ten jest w polskich  podręcznikach i skryptach pobieżnie omówiony. Dostępne są modele symulacyjne servonapedów zbudowane w Matlab/Simulink. 
Jak użyjemy takiego modelu to zdębiejemy ze zdumienia. Przeregulowanie zadanej prędkości wynosi po optymalizacji 43.6% ! 

W połowie lat pięćdziesiątych Niemcy wymyslili proste, praktyczne metody optymalizacji układów regulacji nazwane kryterium modułu i kryterium symetrii. Kryterium modułu dotyczy transmitancji ukladu zamknietego bez zera. Bieguny dobrane sa tak ( czyli parametry regulatorów ) aby układ zamknięty mial charakterystyke dolnoprzepustowego filtru Butterwortha czy najbardziej płaską przy częstotliwości Omega dążacej do zera. Kryterium symetrii dotyczy układów z zerem transmitancji układu zamkniętego. Znów charakterystyka ma być najbardziej płaska w zerze czestotliwosci. 
Zero transmitancji ( optymalizacja kryterium symetrii ) powoduje potworne przeregulowania, dla servo z zadaną prędkością własnie 43.6%. Aby je zlikwidowac daje sie na wejsciu sygnalu zadanego specjalny filtr z zerem i biegunem dla skrocenia szkodliwego zera lub daje sie specjalny regulator PI z dodatkowym stopniem swobody.
Drugim poważnym problemem z jakim sie zetkniemy w realnym serwomechanizmie sa rezonanse spowodowane elastycznoscia wałków, przekladni i ramienia oraz poruszanymi masami. Drgania, swiszczenia, piszczenia.  Do rozwiązania problemu stosuje sie filtr dolnoprzepustowy ale tam gdzie osiagniecia maja być ekstremalne stosuje sie filtry adaptacyjne czyli uczące się a nawet sieci neuronowe.
Trzecim problemem jest kwantyzacja mierzonego położenia przez sensory połozenia. 
O tym jak sie rozwiązuje problemy  mozemy sie dowiedziec z publikowanych prac doktorskich Niemcow, Japończykow czy Szwedów. Zupełnym przypadkiem naukowcy są z krajów gdzie produkuje się roboty i sterowania CNC  !
Wystarczy rzucić okiem na dokumentacje wspołczesnego servomechanizmu aby zobaczyć ile jest tam parametrów do ustalenia aby uzmysłowic sobie stopień komplikacji i to ze tak zwani naukowcy z krajów peryferyjnych "wiedzą że dzwonią ale nie wiedzą w którym kościele". Nauka na niby i przepisywanie starych ksiązek.    

Harold Stephen Black w 1927 roku odkrył ujemne sprzężenie zwrotne. Wynalazek był epokowy. Black ujawnił go za zgodą firmy po czasie: H.S. Black, "Stabilized feed-back amplifiers", Electrical Engineering, vol. 53, pp. 114-120, Jan. 1934.
Black po studiach w 1921 rozpocząl prace w Western Electric, który był ramieniem produkcyjnym AT&T. Do laboratoriów badawczych Bell Labs dołączył w 1925 roku, gdzie pracował aż do emerytury w 1963 roku. To tak apropos kumulacji wiedzy i doświadczenia oraz roli koncernów.
Black w 1953 wydal znakomitą książke "Modulation Theory" ,Van Nostrand N.Y., gdzie m.in wyłożył podstawy kodowania i transmisji PCM ( Pulse Code Modulation).  Black podał tez rozwiniecie w podwójny szereg Fouriera sygnału sinusoidalnego zmodulowanego PWM.
Samo rozwinięcie wymyslił wcześniej inny pracownik Bella: Bennett,W.R.: New results in the calculation of modulation products. Bell Syst. Tech. J. 12(4), 238–243 (1933)
Rozwiniecie jest pomysłowe ! W miare popularyzacji modulacji PWM w inverterach rozwinięto w podwójny szereg Fouriera kolejno poszczególne jej podrodzaje.

Wyszukiwarka Google na fraze - Spectrum PWM signal - daje ca 2.3 mln niezłych linków. 
Wyszukiwarka Google na fraze - Spektrum sygnału PWM - daje 65 tysiecy linków ale absolutnie niekompetentnych czy wręcz przypadkowych.
Konstruktorzy servomechanizmu niby nie muszą znać spectrum sygnału PWM ale znają. Szkoda tylko że nie w Polsce.

W Szczecinie pracowała duża Stocznia ( szczyt to 12 tysiecy pracowników ) uruchomiona na terenie byłych kompletnie zniszczonych bombardowaniami aliantów stoczni niemieckich AG Vulcan Stettin i Stettiner Oderwerke.  Sowieci wywiezli też co się tylko dało. 
Do 1998 roku stocznia zdała 597 statków o tonażu DWT blisko 7 mln ton. Obecnie na jej terenie są małe podmioty prywatne ale generalnie majątek stoczni niszczeje.
Rząd obecnie reaktywuje stocznie.  Zobaczymy jak pójdzie budowanie kompetencji i budowa statków. Już słychać, ze ponieważ nie ma jak stworzyć prawdziwego biura projektowego bo nie ma ludzi chętnych i kompetentnych, to sie kupi od niemców dokumentacje statków. Jak tak ma wygladąć ta inteligentna re-industralizacja to niech jej lepiej wcale nie będzie. Może będzie lepiej jak rząd nie bedzie małym stoczniom zabierał pieniędzy. Jest szansa ze one naturalnie urosną ze swoimi kompetencjami.