ПРОМЫШЛЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ИННОВАЦИИ Малеткина Татьяна Юрьевна Часть

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ИННОВАЦИИ Малеткина Татьяна Юрьевна Часть 1

Технология (от. греч. techne искусство, ремесло, мастерство, умение и loqos слово, наука, знание, учение) наука о ремесле. В широком понимании технология представляет собой совокупность знаний, сведений о последовательности отдельных производственных операций в процессе производства чего либо. промышленная технология это совокупность способов обработки или переработки материалов, изготовления изделий, проведения разных производственных операций и тому подобное.

Жизненные потребности людей были определяющими и закономерными стимулами развитию технологий Самыми давними технологиями можно считать: обработку камня, дерева, шкурок и других материалов каменными ножами и рубилами (около 800000 г. до н. э. ); использование огня для обработки пищевых продуктов, обогрева жилья (около 500000 г. до н. э. ); изготовление сплошных колес из дерева и телег, посуды из глины с использованием гончарного круга, металлургия меди (около 4000 г. до н. э. ).

Технологии являются продуктом и источником развития цивилизации. Потребности общества были главным определяющим стимулом развития технологий, технологических систем и технологических укладов, которые стали формироваться в конце XVII ст. , в начале XVIII ст. Начиная с конца XVII ст. , мировое технико-экономический развитие можно условно рассматривать как эволюционное изменение технологических укладов (ТУ) конгломератов объединенных производств, которые охватывают замкнутые производственные циклы единого технического уровня. Каждый ТУ имеет сложную структуру; ядро ТУ создают базовые технологии, которые являются основой технологических систем. Зарождение новое ТУ проходит в недрах старого, и в своем последующем развитии он постепенно формирует свое ядро. .

Технологические уклады имеют свои фазы: фаза роста, фаза формирования, фаза зрелости, фаза упадка. Начиная с промышленной революции в Англии (конец XVII ст. ), в мировом технико экономическом развитии можно выделить действие пяти ТУ, которые последовательно изменяли друга

Первый ТУ (1790 -1830 гг. ) - технологические лидеры Англия, Франция, Бельгия. Ядро ТУ - текстильная промышленность, текстильное машиностроение, производство чугуна, обработка железа, строительство магистральных каналов, водяные двигатели. Ключевой фактор - текстильные машины, хлопок, чугун. Основные преимущества - механизация производства и его концентрация на фабриках, что обеспечивало рост производительности труда, масштабов и прибыльности производства. Второй ТУ (1830 -1880 гг. )- технологические лидеры Англия, Франция, Бельгия, Германия, США. Ядро ТУ - производство стали, электроэнергетика, тяжелое машиностроение, неорганическая химия, строительство железных дорог, ткацкое производство, черная металлургия. Ключевой фактор - паровые двигатели, уголь, железнодорожный транспорт. Основной преимущества - рост масштабов и концентрация производства на основе механизации труда с широким использованием паровых двигателей. Третий ТУ (1880 -1940 гг. )- технологические лидеры Германия, США, Англия, Франция, Бельгия, Швейцария, Нидерланды. Ядро ТУ - электронное, электротехническое и тяжелое машиностроение, производство и прокат стали, линии электропередач, кораблестроительство, неорганическая химия. Ключевой фактор - электродвигатели, широкое использование стали. Основные преимущества - повышение разнообразия и гибкости производства на основе использования электродвигателей, роста качества продукции, стандартизация производства.

Четвертый ТУ (1940 -1980 гг. ) - технологические лидеры страны Европейской ассоциации мирового торговли, Канада, Австралия, Япония, Швеция, Швейцария. Ядро ТУ - автомобилестроение, самолетостроение, тракторостроение, цветная металлургия, синтетические материалы, органическая химия, добыча и переработка нефти, строительство автодорог. Ключевой фактор - двигатели внутреннего сгорания, энергоемкие технологии, энергия, нефть. Основные преимущества - массовое производство серийной продукции с использованием конвейерных технологий, стандартизация производств, расселения людей в пригородных зонах. Пятый ТУ (1980 -2040 (прогноз) гг. )- технологические лидеры Япония, США, Германия, Швеция, страны ЕС, Китай, Корея, Австралия. Ядро ТУ - электронная промышленность, вычислительная техника, программное обеспечение, средства телекоммуникации, оптические волокна, робототехника, авиакосмическая промышленность, новые керамические материалы, информационные услуги. Ключевой фактор - микроэлектронные компоненты. Новые секторы, которые формируются, - биотехнологии, космическая техника, нанотехнологии но др. Основные преимущества - индивидуализация производства и потребления, и уничтожение гибкости и расширение разнообразия производства, автоматизированное управления производством, деурбанизация производства и

В структуре пятого ТУ постепенно зарождается ядро шестого ТУ - биотехнологии, космическая техника, нанотехнологии и др. Современным прогрессивным технологиям присущи такие черты: малостадийность процессов, что предусматривает сочетание в одном агрегате нескольких технологических процессов, которые раньше использовались в отдельных машинах или аппаратах; малоотходность производства и комплексное использование сырья; высокий уровень комплексной механизации и автоматизации производства; использование современных средств микроэлектроники для интенсификации и контроля производства; гибкость производства его способность быстро перестраиваться на выпуск новых видов продукции; ресурсосбережение, что гарантирует возможность производить конкуренто способную продукцию с низкой себестоимостью и высокой прибыльностью но др. Возможности роста эффективности производств определяются прежде всего научно техническим прогрессом.

Еще недавно завод Porsche в Лейпциге мало чем отличался от многих небольших предприятий (собирали по 35 40 тысяч машин). Однако сейчас это целый город, где выпускают около 200 тысяч автомобилей в год. Здесь есть музей старинных машин, огромные кузовные и покрасочные цеха, полноценная внедорожная трасса и даже гоночный трек, по которому любят гонять фанаты Porsche

Подчеркнем, что технологический уклад включает в себя отнюдь не те технологии, которые к данному моменту изобретены или опробованы на практике. Уклад определяется теми изобретениями, которые вошли в повседневную жизнь общества и стали фундаментом экономики, образовав мощные базовые технологические цепочки.

« 4 эмпирические правильности» • 1) У истоков повышательной фазы или в самом ее начале происходит глубокое изменение всей жизни капиталистического общества. • 2) На периоды повышательной волны каждого большого цикла приходится наибольшее число социальных потрясений (войн и революций). • 3) Понижательные фазы оказывают особенно угнетающее влияние на сельское хозяйство. • 4) Периодические кризисы (7 -11 летнего цикла) как бы нанизываются на соответствующие фазы длинной волны и изменяют свою динамику в зависимости от нее

Специалисты, избравшие путь служения прогрессу техники и технологий, обязаны владеть знаниями: • о сущности и особенностях инновационных процессов в различных отраслях деятельности, • способах трансфера технологий, • о структуре и перспективах формирования технологических платформ, что особенно актуально в условиях подготовки к переходу в новый технологический уклад, способный обеспечить выход из мирового экономического кризиса и движение к устойчивому развитию.

Самая большая проблема в том, что в бюджете России доходы, получаемые от нефти и газа, превысили 50%, что означает, что не осуществлен уход от зависимой от природных ресурсов экономической модели. Альтернативный сценарий основан на так называемой стратегии экономического роста. В ее фундаменте – ставка на активизацию конкурентных преимуществ российской экономики. Их оказывается восемь: 1. Уровень образования совместно с ориентацией на коллективизм; 2. Природные ресурсы; 3. Территория и емкий внутренний рынок; 4. Дешевая и достаточно квалифицированная рабочая сила; 5. Научно-промышленный потенциал; 6. Научные школы и конкурентоспособные технологии; 7. Свободные производственные мощности, 8. Опыт экспорта высокотехнологичной продукции и производственная кооперация.

Промышленные технологии Технологии в зависимости от выполняемых ими функций в системах технологий подразделяются на информационные и промышленные. Промышленные технологии - совокупность способов обработки или переработки материалов, изготовление изделий, проведение различных производственных операций Информационные технологии это комплекс методов и процедур, при помощи которых реализуются функции сбора, передачи, обработки, обогащения и доведение до пользователя информации о состоянии объекта, процесса или явления с использованием избранного комплекса технических средств. Так как технология изменяет качество или первичное состояние материала. Материальные ресурсы => Промышленные технологии => Продукт Данные => Информационные технологии => Информационный продукт Информационные ресурсы как аналог промышленных технологий

Различают следующие основные виды технологий: добывающие технологии решают вопрос добычи полезных ископаемых; технологии первичной переработки (технологии обогащения) их реализация дает возможность получить обогащенное сырье; технологии вторичной переработки в результате их реализации получают материалы для обрабатывающих производств; технологии обработки дают возможность из материалов получить готовую продукцию; информационные технологии обеспечивают согласованное действие основных промышленных технологий, их функционирование в системе.

Добывающими технологиями называется совокупность всех действий людей и средств производства, которые нужны для добычи полезных ископаемых из недр на поверхность Земли. Основными критериями, за которыми оценивается технико экономическая эффективность добывающих технологий, являются: производительность добычи количество добытого сырья за определенный промежуток времени (изменение, сутки, месяц, год); себестоимость добычи общие расходы на произведение определенного количества сырья; отдача пласта степень изъятых пластов полезных ископаемых; экологическое влияние. В добывающей промышленности основными методами добычи сырья открытый (карьерный) и подземный (шахтный) Якутия. Карьер Удачного

2. Технологии обогащения используют для получения сырья с возможно большим содержанием полезных элементов. Обогащение полезных ископаемых дает возможность повысить эффективность производства за счет таких факторов: расширение сырьевой базы промышленности в результате комплексного использования сырья и привлечения в эксплуатацию бедных по содержанию полезных ископаемых; более полного использования промышленного оборудования при переработке высококонцентрированного сырья; снижение транспортных расходов и повышение качества готовой продукции. Зачастую, в промышленности используют предварительную подготовку сырья и обогащение полезных ископаемых. Сырье для производства кирпича

Предварительная подготовка сырья в металлургии представляет собой (кроме сортировки) или измельчения материалов или, напротив, укрупнение частиц сырья и агломерацию. Фракции сырья, обогащенные одним из полезных компонентов, называют концентратами. Фракции, которые состоят из минералов, что в данном производстве не используются, то есть из пустой породы, называются хвостами. Основные критерии оценки технологий обогащения: • производительность обогащения; • энергоемкость; • комплексность переработки; • экологическое влияние

Подготовка руд к доменной плавке осуществляется для повышения производительности доменной печи, снижения расхода кокса и улучшения качества чугуна. Метод подготовки зависит от качества руды. • Дробление и сортировка руд по крупности служат для получения кусков оптимальной величины, осуществляются с помощью дробилок и классификаторов. • Обогащение руды: а) промывка – отделение плотных составляющих от пустой рыхлой породы; б) гравитация (отсадка) – отделение руды от пустой породы при пропускании струи воды через дно вибрирующего сита: пустая порода вытесняется в верхний слой и уносится водой, а рудные минералы опускаются; в) магнитная сепарация – измельчённую руду подвергают действию магнита, притягивающего железосодержащие минералы и отделяющего их от пустой породы. • Окусковывание производят для переработки концентратов в кусковые материалы необходимых размеров. Применяют два способа окусковывания: агломерацию и окатывание.

При агломерации шихту, состоящую из железной руды (40… 50 %), известняка (15… 20 %), возврата мелкого агломерата (20… 30 %), коксовой мелочи (4… 6 %), влаги (6… 9 %), спекают на агломерационных машинах при температуре 1300… 1500 0 С. При спекании из руды удаляются вредные примеси (сера, мышьяк), разлагаются карбонаты, и получается кусковой пористый офлюсованный агломерат

При окатывании шихту из измельчённых концентратов, флюса, топлива увлажняют и при обработке во вращающихся барабанах она приобретает форму шариков окатышей диаметром до 30 мм. Их высушивают и обжигают при температуре 1200… 1350 0 С. Использование агломерата и окатышей исключает отдельную подачу флюса– известняка в доменную печь при плавке. Окатыши с содержанием 64 66% железа

Агломерационная фабрика (КМА)

Чугуны получают в различных плавильных агрегатах, но главным являетсядоменная печь.

3. Технологии переработки предназначены для последующей переработки обогащенного сырья с целью получения материалов, необходимых для всех отраслей промышленности: металлов, пластмасс, химических материалов, строительных материалов и др. Наиболее весомой в группе технологий переработки является металлургия отрасль промышленности, которая занимается производством металлов и сплавов из руд и другого сырья.

4. Технологии обработки предусматривают изготовление продукции, которая отвечает своему служебному назначению из материалов перерабатывающих производств. Среди промышленных технологий обработки металлов различают обработку давлением, сварку, обработку резанием, электрофизическим методы обработки, технологии литья и тому подобное. Приоритетным направлением развития группы технологий является внедрение малоотходных ресурсосберегающих технологий.

!!!Любая промышленная технология существует в рамках производственного процесса. Производственный процесс это сово купность действий, в результате которых исходное сырье, мате риалы, полуфабрикаты превращаются в готовую продукцию, со ответствующую своему назначению. Определяющим в производственном процессе является процесс труда – целенаправленная деятельность человека, который с помощью средств труда (оборудование, инструменты, оснащение) видоизменяет предметы труда (входное сырье, материалы, полуфабрикаты), превращая их в готовую продукцию.

Производственный процесс объединяет множество частичных процессов, которые направлены на изготовления готового продукта, которые можно классифицировать по определенным признакам: І. В зависимости от роли в общем процессе изготовления готовой продукции различают: • основные, • вспомогательные • и обслуживающие производственные процессы. Основные– это технологические процессы, превращающие сырье и материалы в готовую продукцию, на выпуске которой специализируется предприятие ( производство готовых изделий).

В зависимости от стадии (фазы) изготовление готового изделия основные производственные процессы разделяют на: заготовительные, которые осуществляются на стадии создания поковок, отливок, заготовок (например, на машиностроительном заводе они охватывают раскрой и резку металла, литейные, кузнечные и прессовые операции; на швейной фабрике – декатировка и раскрой ткани; на химическом комбинате – очищение сырья, доведение его до нужной концентрации). Продукция заготовительных процессов используется в разных обрабатывающих подразделах; обрабатывающие, которые происходят на стадии преобразования заготовки или материала в готовые детали путем механической, термической обработки, а также обработки с применением электрических, физико химических и других методов (например, в машиностроении обработка осуществляется металлообрабатывающими участками и цехами; в швейной промышленности – пошивочными; в металлургии – доменными, прокатными цехами; в химическом производстве – с помощью крекинга, электролиза и др. ); сборочные, которые характеризуют стадию получения сборочных единиц или готовых изделий и процессов регулирования, доведение, обкатки (например, в машиностроении – это составление и крашение; в текстильной промышленности – окрасочно отделочные работы; в швейной – обрамление и т. д. ).

Вспомогательные процессы– способствуют бесперебойному протеканию основных производственных процессов. Полученная посредством их продукция используется на предприятии для обслуживания основного производства Обслуживающие процессы призваны создавать условия для успешного выполнения основных и вспомогательных. К ним относятся меж и внутрицеховые транспортные операции, обслуживание рабочих мест, складские операции, контроль качества продукции. Управленческие процессы переплетаются с производственными, они связаны с разработкой и принятием решения, регулированием и координацией производства, контролем за точностью реализации программы, анализом и учетом проведенной работы.

ІІ. По характеру влияния на предмет труда производственные процессы делятся на: - технологические, во время которых происходит изменение формы, структуры, состава, качества предмета труда под влиянием живого труда и орудий труда; - естественные, когда изменяется физическое состояние предмета труда под влиянием сил природы (сушка после окрашивания, охлаждение и др. ). С целью интенсификации производства естественные процессы последовательно переводятся в технологические процессы с искусственными условиями осуществления в специальных аппаратных системах. ІІІ. По степени непрерывности производственные процессы разделяют на: - непрерывные; - дискретные (прерывные) процессы.

ІV. По уровню механизации производственные процессы группируются на: - ручные процессы, которые выполняются рабочим с помощью ручного инструмента, без применения машин, механизмов и механизированных инструментов; - машинно-ручные, которые выполняются рабочим с помощью машин и механизмов (например, обработка детали на универсальном токарном станке); - машинные, которые осуществляются на машинах, станках и механизмах при ограниченном участии рабочего; - автоматизированные, которые осуществляются на машинах автоматах, при этом рабочий управляет производственным процессом и контролирует его протекание; - комплексно-автоматизированные, во время которых наряду с автоматическим производством осуществляется автоматическое оперативное управление.

Производственные процессы предприятия являются весьма сложными и обычно расчленяются на стадии, фазы. Такими фазами на машиностроительных предприятиях являются заготовительные, обрабатывающие, сборочные. Каждая фаза состоит из частичных процессов, характеризующихся определенной законченностью этапа производства продукции. Частичные процессы подразделяются на производственные операции. Производственная операция– это часть производственного процесса, выполняемая рабочим или группой рабочих на одном рабочем месте при неизменных орудиях и предметах труда и без переналадки оборудования. Стадии производственного процесса: сборочная линия.

Операции подразделяются на основные, в результате которых изменяются форма, размеры, свойства, взаимное расположение деталей, и вспомогательные, связанные с перемещением предмета труда с одного рабочего места на другое, складированием и контролем качества. Признаками производственной операции являются: организационная неделимость (выполняется на определенном рабочем месте); функциональная однородность; непрерывность выполнения; постоянные состав и интенсивность потребления ресурсов.

Вспомогательные: Операция перемещения представляет собой часть процесса, связанную с перемещением объекта производства (груза) в пространстве без изменения его геометрических форм, размеров и физико механических свойств с помощью механизмов или вручную. Различают следующие типы операций перемещения: транспортирование, накопление, погрузка, разгрузка, складирование и т. д. Операция контроля включает действия по проверке одного или нескольких контролируемых признаков у одного или нескольких объектов контроля. В зависимости от объектов контроля различают: контроль технологического процесса; контроль качества продукции; контроль средств технологического оснащения; контроль технической документации.

Принципы рациональной организации производственного процесса Рациональная организация производственного процесса и всех его частей строится на базе ряда принципов:

Дифференциация предполагает разделение производственного процесса на отдельные технологические процессы, операции, переходы, приемы. Во время дифференциации ручных операций надо учитывать физиологические, психологические и экономические границы разделения труда. В результате специализации за каждым производственным подразделением (цех, участок, рабочее место) закрепляется ограниченная номенклатура продукции или выполнение технологически однородных работ для изготовления конструктивно различной продукции. Параллельность предусматривает одновременное выполнение отдельных частей производственного процесса по изготовлению изделия Принцип пропорциональности сводится к обеспечению равной пропускной способности (относительной производительности за единицу времени) изготовление продукции во всех частях производственного процесса (производственных подразделов – основных, вспомогательных и обслуживающих цехов, а внутри них – участков и линий, групп оборудования и рабочих мест). Непрерывность предполагает сокращение или сведение к минимуму перерывов в процессе производства продукции.

Ритмичность предполагает обеспечение выпуска в равные промежутки одного и того же или равномерно возрастающего количества продукции на всех стадиях и операциях Прямоточность состоит в обеспечении кратчайшего пути прохождения предметов труда по всем стадиям и операциям производственного процесса. Автоматичность предполагает автоматизацию производственных процессов, обеспечивающую увеличение объемов производства, сокращение затрат живого труда, замену ручного труда интеллектуальным трудом операторов, наладчиков, исключение ручного труда на вредных работах, повышение качества работ. Особо важна автоматизация обслуживающих процессов. Принцип гибкости делает возможным приспособление производственного процесса к изменениям экономических, организационных условий, а также конструктивно технологических требований к продукции, мобильный переход на выпуск иной или новой продукции при освоении производства.

Принцип гомеостатичности предусматривает создание технических и организационных механизмов саморегулирования и стабилизации в производственной системе, чтобы она была способной стабильно выполнять свои функции в пределах допустимых отклонений и противостоять дисфункциональным влияниям Правильное использование перечисленных принципов с учетом методов организации производства обеспечивает сокращение продолжительности производственного процесса и повышение его эффективности. Перчаточные вязальные автоматы

Организационные типы производства Тип организации производства это комплексная характеристика организационно технологического уровня производства, обусловленная номенклатурой продукции, объемом производства, повторяемостью продукции, выпуском однотипной продукции, характером загрузки рабочих мест, типом используемого оборудования, квалификацией рабочих, себестоимостью продукции. Тип производства определяет структуру предприятия и цехов, характер загрузки рабочих мест и движения предметов труда в процессе производства. Различают три основные типа производства: единичное, серийное, массовое. Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой изделий, малым объемом их выпуска на рабочих местах, которые не имеют определенной специализации. Серийному производству присущи ограниченная номенклатура изделий. Изделия запускаются в производство сериями, детали обрабатываются партиями в определенной, заранее установленной периодичности. Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, которые изготовляются непрерывно на протяжении продолжительного времени.

Сравнительная технико экономическая характеристика типов производства Параметр Тип производства Единичное Серийное Массовое Номенклатура продукции "Широкая" (неограниченная) Ограниченная сериями "Узкая" (один или несколько видов) Постоянство номенклатуры продукции Не повторяется Периодически повторяется Постоянный выпуск одинаковых изделий Специализация рабочих мест Разные операции Периодически повторяющиеся операции Одна постоянно повторяющаяся операция Тип оборудования Универсальное Специализированное Специальное Расположение оборудования Технологический принцип Предметнотехнологический принцип Предметный принцип Оснастка Универсальная Унифицированная Специальная Квалификация рабочих мест Высокая Средняя Низкая Себестоимость единицы продукции Высокая Средняя Низкая

Под серией понимается количество конструктивно технологически одинаковых изделий, запускаемых в производство одновременно или последовательно. В зависимости от масштабов, номенклатуры продукции, уровня специализации рабочих мест различают: Мелкосерийное производство характеризуется выпуском продукции в небольших количествах и разнообразной номенклатуры изделий. Крупносерийное производство специализируется на выпуске продукции сравнительно узкой номенклатуры изделий в больших количествах. Оно характерно для многих процессов в машиностроении, для обувных и швейных предприятий. Среднесерийное производство является промежуточным между мелко и крупносерийным.

Компания Foxconn, являющаяся местом работы более чем 1 млн. человек, собирается несколько сократить это количество. Как уже сообщалось ранее, компания видит будущее промышленности за автоматизацией рабочих мест, и теперь работает над промышленными роботами совместно с Google, которая также проявляет значительный интерес к данной сфере.

Организационное производство процессов. ТИП ПРОИЗВОДСТВА?