Технологические процессы в отраслях промышленности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Отраслевая структура промышленности. Классификация отраслей

Народное хозяйство -- исторически сложившийся комплекс (совокупность) отраслей производства данной страны, взаимосвязанных между собой разделением труда. Подразделяется по видам деятельности субъектов отношений. Структура народного хозяйства - комплекс производств той или иной страны, возникший на основе сочетания общественного разделения труда, природных ресурсов, исторических традиций и территориальной специфики. Сложная структура народного хозяйства определяется посредством таких понятий, как сектор (частный и гос-ый), отрасль, сфера народного хозяйства. Народнохозяйственный комплекс страны может рассматриваться как совокупность предприятий, производящих различную продукцию или оказывающих какие-либо услуги.

В зависимости от вида своей деятельности, они будут относиться либо к производственной сфере, либо к непроизводственной. Предприятия производственной сферы принимают непосредственное участие в процессе создания материальных благ, тогда как предприятия непроизводственной сферы, в большей степени, потребляют национальный продукт, перераспределяемый государством из производственной сферы (культура, спорт, образование, наука, здравоохранение, ЖКХ и др.). Для производственной сферы народного хозяйства характерно деление на отрасли - совокупность предприятий, организованных по одному из признаков, к которым относятся: 1) выпуск продукции одинакового назначения и исполнения; 2) использование однотипных технологий; 3) использование одинакового исходного сырья;

Производственная сфера («реальный сектор» - в современной терминологии) представляет собой совокупность производств и видов деятельности, результатом которых является материальный продукт (товар). В состав отраслей материального производства обычно включаются промышленность, сельское хозяйство, транспорт, связь. Ведущей отраслью народного хозяйства России является промышленность.

По характеру воздействия на предмет труда отрасли промышленности делятся на две группы: добывающие и обрабатывающие. Добывающие отрасли обеспечивают получение природных ресурсов минерального и растительного происхождения, а обрабатывающие отрасли обеспечивают переработку исходного сырья, полученного в добывающей промышленности, а также в сельском хозяйстве. Таким образом, к добывающей промышленности относят горнодобывающие предприятия - по добыче руд цветных и черных металлов и нерудного сырья для металлургии, горнохимического сырья, нефти, газа, угля, торфа, сланцев, соли, нерудных строительных материалов, а также гидроэлектростанции, предприятия по лесоэксплуатации, по улову рыбы и добыче морепродуктов.

К обрабатывающей промышленности относят предприятия по производству черных и цветных металлов, проката, химических и нефтехимических продуктов, машин и оборудования, продуктов деревообработки и целлюлозно-бумажной промышленности, цемента и других строительных материалов, продуктов легкой и пищевой промышленности, а также теплоэлектростанций и предприятий по ремонту промышленных изделий. Опережающее развитие перерабатывающих отраслей промышленности по сравнению с добывающими характеризует положительные тенденции в развитии экономики страны. Под промышленным комплексом понимается совокупность определенных групп отраслей, для которых характерно выпуск схожей (родственной) продукции или выполнение работ (услуг). В настоящее время отрасли промышленности объединены в следующие комплексы:

Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) включает угольную, газовую, нефтяную, торфяную и сланцевую промышленности, энергетику, отрасли по производству энергетического и других видов оборудования. Все эти отрасли объединены общей целью - удовлетворение потребностей народного хозяйства в топливе, тепле, электроэнергии. Металлургический комплекс (МК) представляет собой интегрированную систему отраслей черной и цветной металлургии, металлургического, горного машиностроения и ремонтной базы. Машиностроительный комплекс представляет собой совокупность отраслей машиностроения, металлообработки и ремонтного производства. Ведущими отраслями комплекса являются общее машиностроение, электротехника и радиоэлектроника, транспортное машиностроение, а также производство ЭВМ. Химико-лесной комплекс представляет собой интегрированную систему химической, нефтехимической, лесной, деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной и лесохимической промышленности, машиностроения и других отраслей.

Агропромышленный комплекс (АПК) характеризуется тем, что в его состав входят разнородные по своей технологии и производственной направленности отрасли экономики: система сельского хозяйства, отрасли перерабатывающей промышленности, комбикормовая и микробиологическая промышленность, сельскохозяйственное машиностроение, машиностроение для легкой и пищевой промышленности. результатом деятельности которых является наиболее полное удовлетворение потребностей населения в продовольствии и непродовольственных товарах, производимых из сельскохозяйственного сырья. Строительный комплекс включает систему отраслей строительства, промышленность строительных материалов, машиностроение, ремонтную базу. Социальный комплекс объединяет более чем 20 подотраслей легкой промышленности, которые могут быть объединены в три основные группы: текстильная; швейная; кожевенная, меховая, обувная - производящие товары народного потребления. Военно-промышленный комплекс (ВПК) представлен отраслями и видами деятельности, ориентированными на удовлетворение потребностей Вооруженных Сил.

2. Сущность и понятие технологического процесса. Производственный процесс

Основой деятельности каждого предприятия, входящего в отрасль промышленности, является производственный процесс. Производственный процесс -- это совокупность действий людей и орудий труда, применяемых на данном предприятии, для изготовления или ремонта выпускаемых изделий. Производственный процесс невозможен без реализации одного или нескольких технологических процессов. Технологический процесс -- часть производственного процесса, содержащая действия по изменению свойств и состояния предмета труда. В производственный процесс, кроме технологического, входят вспомогательные процессы, обеспечивающие функционирование производственного процесса в целом (транспортирование сырья, полуфабрикатов обеспечение производства топливно-энергетическими ресурсами, контроль состояния оборудования и его ремонт, замена оснастки, инструмента и т.п.).

Для осуществления технологического процесса составляется схема, в которой описываются все технологические операции переработки сырья или полуфабрикатов в готовую продукцию.

1) построения технологической схемы является разработка блок-схемы, которая представляет собой графическое изображение технологических операций в той последовательности, в которой протекает технологический процесс.

2) по каждой операции обозначается оборудование, применяемое в технологическом процессе (как основное, так и вспомогательное, включая транспортное).

3) - качественно-количественная характеристика технологических операций, представляющая собой сведения о качестве и количестве каждого из получаемых в данном процессе продуктов. Один и тот же продукт можно изготовить разными способами, т.е. с применением различных технологических приемов (процессов). Выбор того или иного технологического процесса зависит от типа производства.

Типы производства - классификационная категория производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска продукции. В зависимости от производственной программы и характера изготавливаемой продукции различают три типа производства: массовый, серийный, единичный. Массовое производство характеризуется большим объемом выпускаемых изделий, непрерывно изготавливаемых или ремонтируемых продолжительное время, в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна рабочая операция. Серийное производство характеризуется изготовлением или ремонтом изделий периодически повторяющимися партиями. В зависимости от количества изделий в партии или серии различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство.

3. Структура технологического процесса

Технологический процесс составляет основу любого производственного процесса, является важнейшей его частью, связанной с переработкой сырья и превращением его в готовую продукцию. Технологический процесс включает в себя ряд стадий. В свою очередь, стадии расчленяются на операции. Операция -- это законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте и характеризуемая постоянством предмета труда, орудий труда и характером воздействия на предмет труда. структуру технологического процесса можно представить на примере простой операции, обладающей одним рабочим ходом и комплексом вспомогательных ходов и переходов, обеспечивающих ее протекание. Рабочий ход -- это законченная часть операции, непосредственно связанная с изменением формы, размеров, структуры, свойств, состояния или положения в пространстве предмета труда (в соответствии с назначением технологического процесса).

Рабочий ход -- это главная (основная) часть технологического процесса. Все его остальные части по отношению к рабочему ходу являются вспомогательными. Вспомогательный переход -- законченная часть операции, не сопровождаемая обработкой предмета труда, но необходимая для выполнения данной операции (установка и снятие обрабатываемой детали) или рабочего хода (замена инструмента и др.). Вспомогательный ход -- законченная часть перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, но не сопровождаемая изменением формы, размеров, шероховатости поверхности или свойств заготовки, однако необходимая для выполнения рабочего хода (подвод инструмента к заготовке; отвод инструмента). Установ -- законченная часть операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки (контрольный промер).

4. Основные параметры, характеризующие технологический процесс

Все параметры, используемые для характеристик технологических процессов, можно объединить в три группы. К первой группе параметров относятся те, которые характеризуют индивидуальные особенности конкретных технологических процессов. Это могут быть параметры собственно технологического процесса (давление, температура, состав сырья и т.п.), технические характеристики оборудования, схемы компоновки оборудования и др. Данная группа параметров позволяет выделить конкретный технологический процесс из ряда однотипных, но не дает возможности проследить его развитие под действием различных факторов. Ко второй группе параметров относятся те, которые характеризуют ряд однотипных технологических процессов.

Среди них -- энергоемкость, фондоемкость, расход различных видов материальных ресурсов на единицу продукции и металлоемкость, параметры производительности и т.п. Параметры данной группы дают возможность сравнивать различные наборы однотипных технологических процессов между собой, но не позволяют выявить закономерности развития всего ряда однотипных технологических процессов. Итак, параметры обеих групп позволяют достаточно полно охарактеризовать конкретный технологический процесс и ряд однотипных технологических процессов. Однако они не могут быть использованы для выявления закономерностей развития технологических процессов в общем виде, а это необходимо для изучения динамики развития производственных систем и научно-технического развития в целом.

Параметрами третьей группы, которые обладают наибольшей общностью, а, следовательно, могут быть использованы для выявления закономерностей развития технологических процессов, являются живой и прошлый труд, затрачиваемые внутри технологического процесса. В любом производственном процессе имеют место затраты живого и овеществленного труда. Совершенствование любого технологического процесса осуществляется при повышении эффективности использования прошлого труда и снижения затрат живого труда. Для характеристики технологического процесса необходимо знать соотношение живого и овеществленного труда в данном процессе. Целесообразность этих параметров объясняется и тем, что они связаны с такой основополагающей характеристикой, как производительность труда. Одним из относительных показателей соотношения живого и овеществленного труда в конкретном технологическом процессе является технологическая вооруженность, представляющая собой долю технологических фондов, приходящихся на одного работающего в данном технологическом процессе.

Технологические фонды -- это годовые затраты прошлого труда в технологическом процессе. Они определяются как сумма годовых амортизационных отчислений от стоимости оборудования, занятого в технологическом процессе, и всех годовых технологических затрат в этом процессе, за исключением затрат на предмет труда. Таким образом, технологическая вооруженность показывает количество прошлого труда переносимым на предмет труда одним рабочим.

5. Классификация технологических процессов

В основу классификации технологических процессов положены различные признаки, такие как: вид воздействия на сырье и характер его качественных изменений; способ организации производства; кратность обработки сырья. По характеру качественных изменений сырья технологические процессы подразделяются на физические, механические и химические процессы. При физических и механических процессах переработки сырья происходит изменение размеров, формы и физических свойств сырья. При этом внутреннее строение и состав вещества не изменяется. Например: изготовление металлических деталей методом обработки резанием; дробление, измельчение вещества; приготовление растворов и т.п. Химические процессы характеризуются изменением не только физических свойств, но и агрегатного состояния, химического состава и внутреннего строения вещества.

Например, обжигом до спекания частиц сырьевой смеси получают портландцементный клинкер, вяжущие свойства которого обусловлены возникновением при высокой температуре (14500 оС) новых химических соединений (новообразований). Химической переработкой топлива (коксования углей) получают бензол, нафталин, водород, метан, этилен и другие продукты. Однако деление процессов на физические, механические и химические является условным, так как трудно провести четкую границу между ними, поскольку механические процессы часто сопровождаются изменением и физических, и химических свойств.

По способу организации технологические процессы делятся на дискретные (прерывистые) и непрерывные процессы. Дискретный технологический процесс характеризуется чередованием рабочих и вспомогательных ходов с четким разграничением их по времени реализации. Например, при металлообработке происходят установка детали в патрон станка (вспомогательный ход), подвод режущего инструмента (вспомогательный ход), обработка заготовки режущим инструментом (рабочий ход), контроль (вспомогательный ход) снятие детали со станка, установка в патрон станка новой заготовки и т.д. (вспомогательный ход). Такие технологические процессы чаще всего распространены в машиностроении, строительстве, добывающих отраслях промышленности.

Недостатком дискретных технологических процессов являются потери рабочего времени в процессе выполнения вспомогательных ходов, так как в это время простаивает основное технологическое оборудование, и выпуск продукции не производится. Затраты труда увеличиваются. Так, в обработке металлов резанием доля основного (технологического) времени в штучном времени составляет менее 50%. Непрерывные процессы отличаются тем, что они не имеют резко выраженного чередования (во времени осуществления) рабочего и вспомогательного ходов. В них всегда можно выделить группу вспомогательных ходов, которые осуществляются одновременно с рабочими, и группу вспомогательных ходов, которые периодически повторяются во времени, в зависимости от результатов рабочего хода. Такие процессы, характерны для химической промышленности металлургии, энергетике. По кратности обработки сырья технологические процессы подразделяются на процессы с открытой (разомкнутой) схемой и процессы с циркуляционной (замкнутой) схемой. В процессах с разомкнутой схемой сырье подвергается однократной обработке.

В процессах с замкнутой схемой сырье неоднократно возвращается в начальную стадию процесса для последующей обработки. Примером процесса с открытой схемой производства может служить любая технология, в которой вход (начальная операция) и выход (заключительная операция) не соединяются -- технология изготовления бетона.

Процесс с замкнутой схемой -- оборотное водоснабжение (циркуляция воды в технологическом процессе после ее очистки). Процессы с замкнутой схемой производства являются более экономичными и экологически безвредными, хотя они и отличаются большей сложностью. Эти процессы необходимы при переводе технологии на безотходную. В производстве часто применяются процессы, сочетающие элементы открытой и закрытой схем. Примером такого процесса может служить технологический процесс производства азотной кислоты, в котором одни промежуточные продукты обрабатываются по открытой схеме, проходя последовательно ряд аппаратов, а другие циркулируют по замкнутой схеме. В общем виде любой технологический процесс можно рассматривать в виде кибернетической схемы, имеющую вход, «черный ящик» и выход. На входе - исходные ресурсы и их свойства, на выходе - готовый продукт с конкретными характеристиками, «черный ящик» - все возможные способы изготовления продукта (изделия).

6. Основные технико-экономические показатели технологического процесса

Производительность, себестоимость и качество производимой продукции. Производительность труда характеризует эффективность, результативность затрат труда и определяется количеством продукции, произведенной в единицу рабочего времени, либо затратами труда на единицу произведенной продукции или выполненных работ. рассматривают 3 основных метода измерения производительности труда - стоимостной, натуральный и трудовой, которые различаются единицами измерения работы. Стоимостной метод характеризует стоимость валовой или товарной продукции, приходящуюся на одного среднесписочного работника промышленно-производственного персонала (рабочего) или на одного основного рабочего (выработка), позволяет сравнивать производительность труда работников разных профессий, квалификаций.

Достоинствами этого метода являются простота исчисления, возможность сравнения уровней продуктивности труда разных производств, а также определения его динамики в разные периоды времени. Но недостатком метода является влияние ценовых факторов: конъюнктуры рынка, инфляции, а также материалоемкости работы. Натуральный метод измерения производительно труда применяется в случае производства (выпуска) однородной продукции. Объем работы в этом случае определятся с помощью натуральных измерителей, таких, как: тонны, штуки, метры, литры и др. Уровень произведенных работ в натурально-вещественном измерении является наиболее объективным и достоверным показателем производительности труда. Натуральный метод отличается простотой и наглядностью расчетов. Однако его использование ограничено: им нельзя пользоваться при расчетах производительности труда на тех участках, где производится или выпускается разнородная продукция. Разновидностью натурального метода является условно-натуральный метод, когда объем работы учитывается в условных единицах однородной продукции.

Трудовой метод измерения производительности труда показывает соотношение фактических затрат труда на определенный объем работы с затратами труда, полагающимися по норме, т. е. он характеризует степень выполнения нормы выработки рабочим. Расчет производительности труда этим методом представляет собой объем работы с учетом нормативной трудоемкости, приходящийся на единицу фактически отработанного времени. При измерении производительности труда трудовым методом используются нормативы времени на производство единицы продукции или продажу единицы товара. Преимуществом трудового метода является возможность его применения ко всем видам работ и услуг.

Но для широкого использования метода необходимы нормативы времени на каждый вид работы, которые имеются далеко не всегда. Этим методом нельзя пользоваться для расчета производительности труда работников, находящихся на повременной оплате труда, если в их трудовой деятельности не применяются нормы времени. Трудовой метод измерения производительности обладает рядом недостатков (недостаточное обоснование и неравнонапряженность норм, их частые пересмотры и т.д.), что не способствует объективной оценке уровня и динамики производительности труда даже на отдельных рабочих местах и в бригадах.

Себестоимость -- это стоимостная оценка используемых в процессе производства продукции (работ, услуг) природных ресурсов, сырья, материалов, топлива, энергии, основных средств, трудовых ресурсов и других затрат на ее производство и продажу. Виды себестоимости: Производственная себестоимость -- затраты, связанные с процессом производства продукции (от запуска производства до отгрузки на склад готовой продукции) Полная себестоимость -- сумма расходов, связанных с производством продукции и расходов по ее продаже (производственная себестоимость + коммерческие расходы). Коммерческие расходы -- затраты на упаковку, транспортировку, рекламу и пр. Соотношение между различными видами затрат, составляющих себестоимость, представляет собой структуру себестоимости.

Все затраты, необходимые для изготовления продукции, делятся на четыре основные группы: 1) затраты, связанные с приобретением исходного сырья, полуфабрикатов, вспомогательных материалов, топлива, воды, электроэнергии; 2) затраты на заработную плату всего числа работников; 3) затраты, связанные с амортизацией, т.е. отчисления на возмещение износа основных производственных средств (зданий, сооружений, оборудования и т.д.); 4) прочие денежные затраты (цеховые и общезаводские расходы на содержание и ремонт зданий, оборудования, технику безопасности, оплата за аренду помещений, оплата процентов банку и т.д.).

От уровня применяемой технологии зависит и качество изготавливаемой продукции. Качество продукции есть совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности общества в течение установленного периода времени. В соответствии с методикой оценки качества промышленной продукции установлено восемь групп показателей качества:

1. Показатели назначения, которые характеризуют полезный эффект от использования продукции по назначению и обусловливают область ее применения;

2. Показатели надежности - безотказность, сохраняемость, ремонтопригодность, долговечность (ресурс, срок службы);

3. Показатели технологичности характеризуют эффективность конструкторских и технологических решений, обеспечивающих высокую производительность труда при изготовлении и ремонте продукции (коэффициент сборности, коэффициент расхода материалов, удельные показатели трудоемкости);

4. Показатели стандартизации и унификации показывают степень использования стандартизированных изделий и уровень унификации составных частей изделий;

5. Эргономические показатели учитывают комплекс гигиенических, антропологических, физиологических, психологических свойств человека, проявляющихся в производственных и бытовых процессах;

6. Эстетические показатели характеризуют такие свойства продукции, как оригинальность, выразительность, соответствие стилю, среде и т.п.;

7. Патентно-правовые показатели, характеризующие степень патентоспособности изделия в стране и за рубежом, а также его патентную чистоту;

8. Экономические показатели, отражающие затраты на разработку, изготовление и эксплуатацию изделий, а также экономическую эффективность эксплуатации. Экономические показатели играют особую роль: с их помощью оценивают качество, надежность, ремонтопригодность продукции, технологичность, уровень стандартизации и унификации, патентную чистоту в их связи с затратами.

7. Эволюционный путь развития. Свойства технических решений эволюционного пути развития

Исходя из структуры технологического процесса, можно выделить два направления совершенствования технологических процессов - совершенствование вспомогательных ходов и совершенствование рабочих ходов. Совершенствование вспомогательных ходов, связанное с движением исполнительных механизмов, может осуществляться по следующей схеме. Действия человека можно заменять действиями механизмов, затем осуществляется переход к комплексной механизации, которую, в свою очередь, сменяет автоматизация вспомогательных ходов. Одновременно с этим происходит замена оборудования на более мощное, и ускоряются движения исполнительных механизмов. Практически любое кинематическое движение можно реализовать с помощью различных механизмов, не представляет собой технической трудности и автоматизация этих движений.

Ограничения могут возникать по экономическим соображениям, соображениям надежности или целесообразности. Механизация и автоматизация, ускорение движения исполнительных механизмов приводят к сокращению промежутков между рабочими ходами и обеспечивают рост производительности живого труда. Но при этом сущность рабочего хода, а, следовательно, и самого технологического процесса не меняется. Отсутствие изменения сущности технологического процесса при совершенствовании вспомогательных ходов позволяет определить этот путь развития как эволюционный. Подобная схема развития процесса напоминает реализацию большого ряда рационализаторских предложений, которые хотя и улучшают процесс, но изобретениями считаться не могут. Процесс носит рационалистический характер.

Группа технических решений эволюционного типа характеризуется следующими свойствами:

1. Внедрение механизации и автоматизации обязательно связано с увеличением вооруженности рабочего и, следовательно, с ростом прошлого труда в единице продукта.

2. Внедрение эволюционных технических решений уменьшает количество затраченного живого труда в единице продукта и в большинстве случаев вызывает повышение его производительности.

3. Эффективность технических решений эволюционного типа падает по мере роста производительности труда. Снижение эффективности обусловлено тем, что по мере усложнения технологического оборудования его модернизация требует еще большего усложнения, а, следовательно, все больших затрат.

8. Революционный путь развития. Свойства технических решений революционного пути развития

Совершенно другой принцип развития технологических процессов реализуется при совершенствовании рабочего хода. При таком направлении развития возможны самые различные технические решения, использующие достижения различных областей знаний, реализующие новые и нетрадиционные технологии. Речь идет именно о коренном, революционном изменении сущности рабочего хода, а не об его интенсификации. В большинстве случаев результат таких изменений или не всегда точно можно предсказать, или он ясен, но техническое осуществление замысла сопряжено с большими трудностями. Именно совершенствование рабочего хода позволяет охарактеризовать данный путь развития как революционный. Непредсказуемость результатов при совершенствовании технологических процессов подобным образом, наличие нетрадиционных технических решений позволяют говорить об эвристическом характере этого процесса.

Группа технических решений революционного типа характеризуется следующими свойствами:

1. Технические решения революционного типа всегда более эффективны, чем эволюционного того же назначения.

2. Уменьшение суммарных затрат труда при революционных решениях может осуществляться в результате уменьшения как живого, так и прошлого труда на единицу продукта.

3. Революционный путь развития носит неограниченный характер.

9. Понятие технологической системы и её основные свойства

Системой называется совокупность функционально связанных между собой элементов. Система может быть разделена на подсистемы различной сложности. Каждая система обладает присущими ей свойствами. Совокупность значений свойств системы в определенный момент времени называется состоянием системы. Согласно определению ГОСТа, технологическая система -- это "совокупность функционально связанных средств технологического оснащения, предметов производства и исполнителей для выполнения в регламентированных условиях производства заданных технологических процессов или операций».

Важнейшими свойствами любой технологической системы являются стабильность и надежность функционирования; гибкость и способность к адаптации, высокая интенсивность, малостадийность и малооперационность, малоотходность и безотходность. Способность к адаптации является важнейшим свойством системы. Под адаптацией понимается такая реакция на изменение внутренней или внешней среды, которая противодействует снижению эффективности функционирования системы. Важным свойством системы является ее надежность. Надежность системы - это не только надежность оборудования и технологических процессов, но и оптимальность ее структуры, основанная на малостадийности, малооперационности бесперебойности, минимизации затрат на выпуск достаточного количества продукции высокого качества. Малостадийность и малооперационность технологической системы дают возможность резко повысить производительность труда и сократить потребность в производственных площадях. Для функционирования производственной системы большое значение имеют принципы ее организации: непрерывность, ритмичность, замкнутость. Непрерывность и ритмичность обеспечивают наилучшие условия функционирования. Принцип замкнутости многократных циклов способствует созданию высокоэффективных безотходных технологических систем.

10. Виды технологических систем и связи в них

Система, как правило, состоит большого числа элементов, связанных между собой и окружающей средой и действующих как единое целое. Например, станки, аппараты, механизмы, агрегаты связаны между собой транспортными потоками сырья, материалов, энергии и т.п. Классификация технологических систем осуществляется по следующим признакам:

- иерархическому уровню; (операция, технологический процесс, производственное подразделение, предприятие.)

- уровню автоматизации; (механизированные системы, автоматизированные и автоматические)

- уровню специализации; (специальная технологическая система, т.е. система, предназначенная для изготовления или ремонта изделия одного наименования и типоразмера; специализированная - предназначенная для изготовление или ремонта группы изделий; универсальная система, обеспечивающая изготовление изделий с различными конструктивными и технологическими признаками.)

- типу технологических связей.

Продукция параллельной технологической системы равна сумме продукции всех составляющих ее элементов. Характерной особенностью технологических систем с последовательной связью является то, что выпуск продукции такой системы определяется ее лимитирующим звеном. Результат труда одних составляющих сложной систем может быть предметом труда, орудием или средством труда для других составляющих, а может и не быть использован в производстве какими-то составляющими.

11. Функции управления параллельной и последовательной технологическими системами

Основная причина выделения параллельных систем технологических процессов заключается в удобстве управления их развитием на любом уровне. Два одинаковых станка удобно совместно обслуживать, модернизировать и заменять оборудование на более совершенное. Аналогично, внедрять передовой опыт и достижения науки удобно на сравнительно однотипных предприятиях одной отрасли. Вот почему целесообразно объединять оборудование по участкам внутри цехов, однотипные технологические процессы - внутри предприятий и однотипные предприятия - в отрасли. Основной функцией управления параллельной системой является обеспечение технологического развития составляющих ее производственных элементов, а обеспечение функционирования элементов системы имеет гораздо меньшую, второстепенную значимость. Так, организация поставок комплектующих изделий, сырья, материалов, обеспечение топливом и энергией являются второстепенными задачами на уровне отрасли. В основном это функции предприятий, входящих в отрасль.

Главная же задача отраслевого управления состоит в обеспечении научно-технического развития отрасли. То же можно сказать и об управлении техническим развитием цеха с однотипными технологическими процессами. К структурным образованиям с последовательной взаимосвязью относятся: технологические процессы изготовления отдельных деталей; предприятия, в которых цеха представляют собой последовательные звенья одного общего технологического процесса; агропромышленный комплекс, состоящий из последовательных технологических структур высокого уровня. Для систем с последовательной связью технологических элементов целью управления является поддержание заданного режима функционирования системы, т.е. достижение количественной и качественной сбалансированности выпуска продукции по всем элементам системы. Общими и наиболее важными функциями управления последовательной системой для всех уровней являются: планирование объемов выпуска по элементам системы; материально-техническое снабжение (для самых высоких уровней управления - баланс) производства; оперативное управление и т.д.

12. Основы развития технологий в черной металлургии

Длительная эволюция технологии -- это неравномерный процесс. Один из важнейших путей эволюции состоит в совмещении двух или более известных технологий, которое позволяет упростить систему, интенсифицировать ее и, тем самым, усовершенствовать. В результате в дальнейшем должны появиться принципиально новые технологии.

Эволюцию базовой технологии можно показать на примере технологии крекинга метана:

Применение окислительной атмосферы и электроимпульсного воздействия на метан сделало возможным быструю адаптацию технологической системы к воздействию плазмы -- принципиально новой технологии, совмещающей как термические, так и электрические явления. Такой принцип совмещения получил название "созидательного симбиоза" и достаточно широко применяется в производстве.

Важнейшим фактором, способствующим ускорению смены технологий, является компьютеризация, позволяющая автоматизировать не только производство, но и процесс переноса научных знаний в производство, а также сам процесс получения новых знаний. Автоматизированные системы научных исследований, системы автоматизированного проектирования, гибкие автоматизированные производства выступают сегодня элементами системы, позволяющей автоматически формировать новейшие достижения науки. Прежде чем дать оценку новым прогрессивным технологиям, показать их особенности и преимущества перед традиционными, необходимо проанализировать технологические системы базовых отраслей промышленности.

Металлургия -- отрасль промышленности -- система технологических процессов, направленных на производство металлов из их природных соединений (руд) и дальнейшую обработку этих металлов для придания им определенного вида и свойств. В связи с делением металлов на черные и цветные металлургия также делится на металлургию черных металлов и металлургию цветных металлов. К металлургии черных металлов относятся предприятия, производящие чугун и сталь. Сталь и чугун -- это сплавы на основе железа с углеродом, причем в сталях углерода может содержаться не более 2%, а в чугунах -- от 2% и выше (до 6,67%). Кроме углерода и в сталях, и в чугунах присутствуют так называемые неизбежные примеси (марганец, кремний, сера, фосфор), по-разному влияющие на их свойства. Сера и фосфор ухудшают свойства этих сплавов, а потому называются вредными; марганец и кремний являются полезными примесями.

13. Технологические процессы в цветной металлургии

Цветная металлургия -- одна из важнейших отраслей промышленности. По плотности цветные металлы подразделяют на тяжелые (4,5 г/см3) и легкие (4,5 г/см3). Тяжелые металлы -- свинец, медь, олово, цинк и др., легкие -- алюминий, титан, магний и др. По температуре плавления металлы разделяются на легкоплавкие и тугоплавкие. К легкоплавким относятся металлы с температурой плавления до 1000°С (свинец, олово, цинк, алюминий и др.), остальные -- к тугоплавким (вольфрам, молибден, ниобий и др.).

По степени окисления металлы подразделяются на благородные и обыкновенные. К благородным металлам относятся: золото, серебро, платина, к обыкновенным -- все остальные.

Около 90% извлекаемой из руд меди получают пирометаллургическим способом. Этот традиционный способ выплавки меди состоит из следующих операций:

1) флотация -- обогащение руды, так как все медные руды очень бедны медью;

2) обжиг рудного концентрата для уменьшения содержания серы и примесей в нем (образующийся при обжиге SO2 поступает в химическую промышленность для производства серной кислоты);

3) плавка на штейн при температуре 1600 °С (штейн -- расплав, состоящий из сульфидов меди около 80%);

4) передел штейна на черновую медь путем продувки воздухом в конвертере;

5) огневое рафинирование меди в отражательных печах;

6) электролитическое рафинирование меди в целях получения меди высокой степени чистоты и выделения драгоценных металлов.

Новая технология извлечения цветных металлов из шлаков называется "карбидотермическое обогащение" шлаков. Процесс идет в электропечах. Шлаковые расплавы, содержащие оксиды металлов, восстанавливаются смесью кокса и извести до металла. В качестве побочного продукта получают силикат кальция -- прекрасное сырье для производства строительных материалов. Наиболее прогрессивными процессами, применяемыми в металлургии, являются автогенные процессы. Автогенный процесс -- это процесс, протекающий без подвода внешнего тепла, источник тепла кроется в самой руде. Процесс идет с помощью экзотермических химических реакций. Автогенный процесс кардинально меняет технологию и многократно улучшает технико-экономические показатели. Особенно эффективно его использование в цветной металлургии. Одной из разновидностей автогенных процессов является плавка в жидкой ванне (ПЖВ). Применение ПЖВ для выплавки меди позволяет без использования какого-либо топлива резко повысить производительность плавки, уменьшить размеры плавильных агрегатов. Кроме того, сокращается технологический цикл, так как ПЖВ позволяет отказаться от конвертерного производства и получать черновую медь уже на первом переделе, т.е. исключить из технологического процесса целый передел. Суть технологического процесса ПЖВ состоит в следующем: шихту загружают прямо в расплавленный шлак. Идет экзотермическая реакция с выделением такого количества тепла, при котором расплав остается жидким, пока в него поступает шихта. Этим же способом можно получать цинк и никель.

14. Основы технологий в машиностроении

В машиностроении следует выделить три основные технологические стадии:

1 --заготовительное производство;

2 -- обработка заготовок,

3 -- сборочное производство.

1) Производство заготовок осуществляется двумя методами:

-- метод пластической деформации;

-- метод литья.

Изготовление заготовок методами пластической деформации. Для получения деталей применяют различные заготовки. Металлические заготовки изготавливают литьем, прокаткой, ковкой, штамповкой и другими способами. Методами пластической деформации получают заготовки из стали, цветных металлов и их сплавов, а также пластмасс, резины, многих керамических материалов и др. Широкое распространение методов пластической деформации обусловливается их высокой производительностью и высоким качеством изготавливаемых изделий.

Технологические процессы получения заготовок методами литья. Литье является одним из важнейших и распространенным способов изготовления заготовок и деталей машин. Литье получают заготовки различной конфигурации, размеров массы из различных металлов и сплавов -- чугуна, стали, алюминиевых, медных, магниевых и др. сплавов. Литье -- это наиболее простой и дешевый, а иногда и единственный способ получения изделий. Процесс литья заключается в том, что расплавленный металл заливается в заранее приготовленную литейную форму, полость которой по своим размерам и конфигурации соответствует форме и размерам будущей заготовки. После охлаждения и затвердевания заготовка (или деталь) извлекается из формы. Продукция литейного производства называется отливкой.

2) Обработка заготовок осуществляется преимущественно механическим способом и независимо от ее вида заключается в снятии лишнего слоя металла с обрабатываемой поверхности.

Обработка резанием. Технологический процесс обработки конструкционных материалов резанием состоит в снятии с заготовки слоя металла (припуска на механическую обработку) режущим инструментом для придания ей (заготовке) требуемых точности размеров и качества поверхности. Точение -- процесс обработки металлов резанием наружных, внутренних и торцовых поверхностей тел вращения цилиндрической, конической, сферической и фасонной форм, а также процесс нарезания наружной резьбы на заготовках, растачивание отверстий. Строгание -- грубый низкопроизводительный вид обработки резанием с большой толщиной срезаемого слоя металла. Сверлением получают глухие и сквозные отверстия в сплошном материале, а также обрабатывают предварительно полученные отверстия для увеличения их размеров, повышения точности и снижения шероховатости поверхности. Фрезерование -- высокопроизводительный метод обработки резанием, осуществляемый многолезвийным инструментом, называемым фрезой. Шлифование -- это процесс обработки резанием поверхностей деталей абразивными инструментами.

3) Сборочное производство -- завершающая стадия машиностроительного производства, в которой аккумулируются результаты всей предыдущей работы, проделанной конструкторами и технологами по созданию машин или механизмов. От качества сборки зависят эксплуатационные показатели изделия, его надежность, работоспособность и долговечность. Технологический процесс сборки заключается в координировании и последующем соединении деталей в сборочные единицы, механизмы, машины в целом в соответствии с техническими требованиями.

Основными видами сборки являются: стационарная сборка и подвижная сборка.

При стационарной сборке изделие неподвижно, а бригады сборщиков переходят от одного изделия к другому и совершают сборочные операции. Все детали и узлы в соответствии со сборочным комплектом подаются к рабочему месту. При подвижной сборке изделия принудительно перемещаются от одного поста к другому, на каждом из которых выполняется определенная сборочная операция.

С точки зрения организационных форм сборка подразделяется на концентрированную и дифференцированную.

При сборке по принципу концентрации операции весь технологический процесс сборки изделия выполняется одним сборщиком или одной бригадой сборщиков. Это низкопроизводительный процесс сборки, требующий высокой квалификации сборщика, большого количества сложного инструмента, приспособлений. Он применяется в единичном и опытном производстве, при сборке уникальных изделий.

Дифференцированная сборка подразделяется на общую и узловую. При сборке по принципу дифференцирования операций сборку узла или машины производят на нескольких рабочих местах, к которым подаются сборочные единицы. Подвижная дифференцированная сборка применяется в серийном и массовом производстве.

15. Базовые технологии в химической промышленности

Химическая промышленность объединяет производства, в которых преобладают химические методы переработки сырья и материалов. Сюда входят предприятия, производящие неорганические кислоты, соли, щелочи, минеральные удобрения, каучуки, смолы, пластические массы и многие другие продукты.

Химические материалы широко применяются в машиностроении (пластмассы, лаки, клеи, герметики, резины), сельском хозяйстве (удобрения и ядохимикаты), здравоохранении (лекарства, витамины, материалы для хирургии) и т.д.В отрасль химической промышленности входят разнообразные предприятия, отличающиеся как технологическими процессами, так и конечными продуктами производства. Наиболее применяемыми неорганическими кислотами являются серная, азотная и соляная. Из них серной принадлежит особое место. По объему производства и области применения серная кислота занимает одно из первых мест среди химической промышленности. Серная кислота используется в самых разнообразных отраслях производства. Она служит одним из главных продуктов, определяющих развитие химической промышленности, вот почему ее часто называют "хлебом химии". Азотная кислота по значению и объему производства занимает второе место после серной. Она широко применяется при производстве удобрений, взрывчатых веществ, ракетного топлива, синтетических красителей, пластмасс, нитроцеллюлозы, синтетических волокон и т.д. Соляная кислота представляет собой раствор хлористого водорода в воде. Производство полимерных материалов. Полимерными материалами называются химические соединения, молекулы которых состоят из десятков и сотен атомов. К полимерам относится большая группа материалов. Сюда входят целлюлоза, каучуки, пластмассы, химические волокна, лаки, клеи, пленки, различные смолы и др. Технологические процессы переработки топлива. Топливом называются твердые, жидкие и газообразные горючие вещества, являющиеся источником тепловой энергии и сырьем для химической промышленности.

В результате химической переработки различных топлив получают огромное количество углеводородного сырья для производства пластических масс, химических волокон, синтетических каучуков, лаков, красителей, растворителей и т.п.

16. Технология производства чугуна. Классификация чугуна

Чугун -- это сплав на основе железа с углеродом, причем в сталях углерода от 2% и выше (до 6,67%). Кроме углерода и в сталях, и в чугунах присутствуют так называемые неизбежные примеси (марганец, кремний, сера, фосфор), по-разному влияющие на их свойства. Сера и фосфор ухудшают свойства этих сплавов, а потому называются вредными; марганец и кремний являются полезными примесями. Традиционным процессом производства чугуна является доменный процесс, суть которого состоит в восстановлении железа из руд и его науглероживании. Технологический процесс выплавки чугуна в доменной печи можно представить в виде системы, имеющей входы и выходы: Исходные материалы: железные и марганцевые руды, топливо - кокс, известняк. -> окисление (горение) топлива восстановление железа, марганца, кремния, серы, фосфора науглероживание железа -> чугун, доменный газ, доменный шлак.

Главным продуктом доменной плавки является чугун. Доменные чугуны подразделяются на:

- передельные чугуны, идущие на переработку в сталь;

- литейные чугуны -- полуфабрикат для производства машиностроительных чугунов;

- ферросплавы -- двойные сплавы железа с кремнием и марганцем, используемые для раскисления стали и других нужд металлургии.

Машиностроительные чугуны -- чугуны, содержащие углерод в виде графита. В зависимости от формы графитовых включений меняются и прочностные свойства чугуна. Поэтому чугуны классифицируются и маркируются не по химическому составу, а по механическим свойствам на следующие группы:

1) Ковкий чугун, получаемый путем длительного ступенчатого отжига белого чугуна и содержащий углерод в виде графита хлопьевидной формы. Эти чугуны обладают более высокой пластичностью, чем серые, однако "ковкий" -- название условное, обрабатывать чугун давлением нельзя. Маркируется ковкий чугун буквами КЧ (ковкий чугун). Первое число в марке показывает предел прочности чугуна на растяжения, второе -- относительное удлинение, например, КЧ40-10;

2) Серый чугун -- широко распространенный дешевый конструкционный материал, обладающий оптимальными свойствами, содержит графит в форме игл или пластин, например СУ21-40. Первое число означает предел прочности чугуна на растяжение, второе -- предел прочности чугуна на изгиб;

3) Высокопрочный чугун обладает повышенной прочностью и имеет графит округлой (глобулярной) формы. Маркировка: ВЧ 60-2. Первое число -- предел прочности чугуна на растяжение, второе -- относительное удлинение.

17. Основные технологические процессы производства стали

Сталь-сплав на основе железа с углеродом, прием углерод не превышает более 2х %

По химическому составу сталь делится на углеродистую и легированную.

В зависимости от содержания углерода углеродистые стали подразделяются на низкоуглеродистые (до 0,3% углерода), среднеуглеродистые (0,3 -- 0,6%С) и высокоуглеродистые (свыше 0,6%С). Низкоуглеродистые применяются в качестве конструкционных сталей, высокоуглеродистые -- инструментальных.

Легированные стали, помимо углерода и неизбежных примесей, содержат еще такие элементы, как хром, никель, титан, молибден, вольфрам, ванадий и др. для придания им особых свойств (жаропрочности, кислотоупорности и т.д.). Качество стали определяется содержанием в ней вредных примесей серы (S) и фосфора (Р), снижающих ее механические свойства.

Классифицируются стали по качеству, составу и назначению.

В современной металлургии сталь выплавляют в кислородных конвертерах, мартеновских печах и электрических печах (электродуговых и индукционных).

Технологический процесс производства стали можно представить в виде системы, имеющей входы и выходы:

Анализируя вышеуказанные методы выплавки стали, необходимо отметить преимущественный рост количества стали, выплавляемой в кислородных конвертерах. Этот метод имеет существенные достоинства перед другими: он более экономичен, так как топлива для передела чугуна в сталь не требуется, а все тепло берется от собственных, протекающих в шихте, реакций; так как шихта продувается кислородом и плавка идет под слоем флюса, сталь получается хорошего качества; метод обладает высокой производительностью

Однако более совершенным методом производства стали является ее выплавка в электропечах, позволяющих повышать температуру до 6000 °С. Это дает возможность получать стали с максимальным удалением вредных примесей (серы и фосфора) и с большим содержанием тугоплавких легирующих элементов. Недостаток метода -- большая энергоемкость процесса, что повышает себестоимость стали.

Мартеновский способ выплавки стали отличается низкой производительностью, большими капитальными затратами, высокой себестоимостью стали. По этой причине мартеновские печи частично заменены на конвертеры, остальные -- реконструированы в двухванные для улучшения технико-экономических показателей. В большинстве развитых стран этот метод выплавки стали вообще не применяется.

18. Новые технологические процессы и методы в чёрной металлургии