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.

Отдел маркетинга   Технический директор, руководство   Планово экономический отдел   Технические отделы, подразделения   Производственные подразделения, цехи   Обеспечивающие подразделения, цехи главного конструктора   заготовительные     главного технолога   механосборочные   ремонтный главного механика   испытательные   инструментальный главного энергетика   гальванический   экспериментальное производство технического контроля   малярный   транспортный метрологии и стандартизации   термический   тарный центральные заводские лаборатории       отдел снабжения

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