Производственный и технологический процессы
ВВЕДЕНИЕ
Дисциплина “Производственные процессы” включена в учебный план подготовки менеджеров и экономистов с целью формирования у будущих специалистов определенного инженерно-технического мировоззрения.
Название дисциплины лишь частично отражает ее содержание, которое более полно раскрывается в перечне основных задач изучения дисциплины:
- дать представление о стадиях жизненного цикла изделия;
- показать какие интеллектуальные и материальные затраты требуются для того, чтобы пройти путь от идеи до серийного выпуска нового изделия;
- дать общие сведения о производственных процессах;
- описать технологические процессы изготовления и сборки изделий;
- показать “естественно-научную суть” некоторых технологических процессов.
Изучению данной дисциплины должно предшествовать изучение основ технической механики, включающей элементы начертательной геометрии и инженерной графики, теоретической механики, сопротивления материалов, теории механизмов и машин.
Технология (греч. techne - искусство, мастерство, умение; logos - слово, учение) - наука, систематизирующая приемы и способы переработки сырья, материалов с целью получения готовой продукции.
В основе технологических процессов заложены, как правило, известные физические и химические явления, эффекты, однако технология - в значительной степени эмпирическая наука, т. к. во многих случаях не удается на основе исходных свойств и режимов строго описать результаты взаимодействия многочисленных факторов процесса. Зачастую проще, надежнее и дешевле описать эмпирическими соотношениями экспериментальные результаты исследования элементов технологического процесса, либо построить адаптивную технологическую систему, способную корректировать параметры процесса в зависимости от реальных результатов, чем создавать строгую аналитическую теорию.
Не случайно в технологии трудно переоценить значение, которое имеет опыт - “сын ошибок трудных”, а на одной из стадий жизненного цикла изделия принято изготавливать и испытывать его физическую модель, прежде чем запускать изделие в серийное производство.
Материал, подлежащий изучению в рамках настоящей дисциплины, весьма обширен и содержит большой объем эмпирической информации, что усложняет его восприятие. В связи с этим главное внимание следует уделить не столько накоплению фактических знаний, что само по себе полезно для расширения кругозора, сколько приобретению навыков анализа существа технологических процессов и технических задач с использованием методологии и аппарата дисциплин естественно-научного цикла.
Стремление проиллюстрировать этот подход объясняет более детальное, чем принято в конспекте, рассмотрение автором элементов механики процесса резания, - одного из наиболее распространенных методов обработки материалов.
Все примеры в учебном пособии взяты из машиностроения и приборостроения, что обусловлено не только научным и профессиональным интересом автора к этим отраслям техники, но и тем, что в них наиболее ярко отражены намеченные к изучению в данной дисциплине положения.
Степень усвоения материала возможно оценить по качеству ответов на приведенные в приложении контрольные вопросы, которые приняты за основу для завершающего этапа общения студента и преподавателя.
Учебное пособие подготовлено в соответствии с программой, читаемого автором курса для студентов направления “Экономика” и специальности “Менеджмент” инженерно-экономического факультета Томского политехнического университета.
Производственный и технологический процессы
Производственный и технологический процессы
Производственный процесс- это совокупность всех действий людей и орудий труда, необходимых на данном предприятии для изготовления и ремонта продукции.
Производственный процесс включает такие этапы воздействия на производимую продукцию, как получение заготовок, их обработка (механическая, термическая и т.п.), контроль качества, транспортирование, сборка, регулировка, окраска, упаковка, хранение на складах, испытание и т.п.
Технологический процесс (ТП)- это этап производственного процесса, на котором происходит качественное изменение объекта производства.
ТП в зависимости от содержания в своем названии получают уточнения: технологические процессы механической обработки, сборки, термообработки и т.п. ТП делятся на части, называемые - операциями.
Операция - это часть ТП, выполняемая на одном рабочем месте. Операция может быть представлена совокупностью переходов.
Технологический переход – это законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установке.
Производство - это система, обеспечивающая изготовление определенного продукта. Для функционирования производства, как известно, необходимы материал (М), энергия (Э) и информация (И). Разумеется, здесь речь идет о технической стороне проблемы и имеется в виду рентабельно функционирующее производство.
Редко, когда в одной производственной ячейке сконцентрированы все переделы исходного сырья, чаще - это отдельные производственные системы. Например, в получении такого изделия, как электродвигатель участвуют, в числе прочих, горнодобывающие, металлургические, механосборочное и другие производства.
Рассмотрим взаимосвязи различных производств на примере изготовления электродвигателя средней мощности. В состав этого изделия входят следующие материалы и комплектующие: алюминий, из которого отливают станину и щиты, листовая электротехническая сталь (якорь и статор), сталь конструкционная (вал), шарикоподшипники, медные провода, пластмассовые вентиляторы и выводная пластмассовая колодка и др.
На рис. 1.1 показана цепочка производств, участвующих в получении специальной электротехнической стали в виде листов железа якоря и статора, причем рассматривается только “металлургическая взаимосвязь”, т. е. не показаны производства, участвующие в получении составляющих элементов металлургического процесса: кокса, кислорода, энергии и пр.
И Э И Э И Э И Э
¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯
| Горнорудное пр-во | М ® руда | Доменное пр-во | М ® чугун | Сталеплавильное пр-во | М ® сталь | Прокатное пр-во | М ® лист |
¯ ¯ ¯ ¯
отходы отходы отходы отходы
Рис. 1.1. Производства, участвующие в получении специальной электротехнической стали
Как следует из приведенной схемы, из добытой руды получают после ее обогащения чугун, который переплавляют в специальную сталь, которую прокатывают в лист требуемой толщины. Затем, уже в рамках механосборочного производства, из листа вырубают пластины, которые после сборки запрессовывают в станину (для изготовления статора), другие - на вал (для изготовления ротора) и в последующем их подвергают токарной обработке для получения требуемой точности размеров.
Если рассмотреть более подробно, например, прокатное производство, то здесь материал - металлические заготовки в виде брусков весом до 5т, энергия - электрическая энергия, используемая для разогрева материала, привода двигателей и т.п., информация - в частности, алгоритмы технологических переделов - технологические процессы.
Организация производства и технологические процессы зависят от количества выпускаемых изделий, трудоемкости их изготовления. Условно принято делить производство на единичное, серийное и массовое.
Единичное производство характеризуется выпуском изделий широкой номенклатуры в малом количестве, например, выпуск экспериментальных образцов машин и т.п.
Массовое производство характерно для выпуска большого числа изделий в течение длительного времени; здесь целесообразно использование высокопроизводительного специального оборудования; организация массового производства требует больших первоначальных затрат.
Серийное производство занимает промежуточное положение между единичным и массовым; здесь широко применяется высокопроизводительное, но относительно просто переналаживаемое оборудование, например, станки с числовым программным управлением (ЧПУ).
Зачастую производство ассоциируется с промышленным предприятием, функции элементов которого иллюстрирует схема структуры механосборочного предприятия (рис. 1.2).
Предприятие- это структура, которая призвана наполнить рынок в соответствии с его потребностями конкретными изделиями.
|
Рис. 1.2. Структура механосборочного предприятия
Очевидно, как непрост путь от идеи создания изделия до ее реализации, сколь разнообразна и обширна требуемая для этого информация, важнейшими компонентами которой являются конструкторская документация на изделие - что делать и технологические процессы, предписывающие как делать изделие