Совершенствование технологических процессов и технических средств
Пути совершенствования технологических процессов
Совершенствование технологических процессов — это стержень, сердцевина всего развития современного производства.
Совершенствование технологии производства было и остается одним из решающих направлений единой технической политики, материальным базисом технической реконструкции народного хозяйства.
Поскольку технология — способ превращения исходного предмета труда в готовый продукт, то от нее зависит соотношение между затратами и результатами. Ограниченность трудовых и топливно-сырьевых ресурсов означает, что технология должна стать более экономной, способствовать снижению затрат на единицу конечной продукции. При этом, чем ограниченнее тот или иной вид ресурсов, тем быстрее и в больших масштабах совершенствование технологии должно обеспечить их экономию.
Совершенствование технологического процесса производства требует создания высокоэффективного оборудования для контроля на всех его этапах, начиная от проверки качества исходных материалов и комплектующих изделий и заканчивая проверкой готовой продукции.
Совершенствование технологических процессов производства оборудования и их автоматизация обеспечивают высокую однородность выпускаемого оборудования. Это повышает его показатели надежности и уменьшает дисперсию времени возникновения отказов.
Большая интенсивность отказов в начале эксплуатации оборудования объясняется скрытыми дефектами деталей и узлов. Таких деталей и узлов будет значительно меньше при совершенных технологических процессах производства оборудования и при его полной автоматизации. Однако насколько бы совершенны ни были технологические процессы производства и их автоматизация возможны отклонения качества продукции от требуемого по ряду закономерных или случайных причин, приводящих к нарушению нормального технологического процесса. Статистический контроль качества, проводимый при производстве деталей, узлов и единиц оборудования непрерывно, позволяет выявить эти причины, повлиять должным образом на технологический процесс и отбраковать дефектную продукцию, а следовательно, добиться высокой надежности и однородности выпускаемого оборудования.
На повышение качества изделия можно оказывать влияние путем совершенствования технологии и ее оснащенности средствами механизации, автоматизации и контроля, организационных улучшений, к которым относятся лучшая организация производства и труда, повышение квалификации работников, достижение ритмичности процессов сборки, экономического воздействия через систему оплаты труда и материальную заинтересованность сборщиков в повышении качества, а также путем постоянного наблюдения за состоянием уровня качества. Эти основные и ряд других второстепенных звеньев являются обычно содержанием общей системы управления качеством.
Совершенствование технологии производства, его интенсификация — это также создание и внедрение новых процессов, использующих менее дефицитное сырье, вторичное топливо — сырьевые ресурсы, сокращение стадии переработки исходного сырья, создание малооперационных, малоотходных, безотходных технологических процессов.
Переход технологии на качественно более высокий уровень создания принципиально новых технологических процессов — один из главных признаков происходящей научно-технической революции. С точки зрения долгосрочной перспективы это основной способ осуществления коренных сдвигов в эффективности производства,, экономии ресурсов.
В совершенствовании технологических процессов важное значение имеют следующие направления.
Типизация технологических процессов. Одно и то же изделие часто можно получить при помощи различных технологических процессов. Многочисленность методов обработки заставляет применять типизацию, близких по своему характеру технологических процессов. Типизация заключается в сведении многообразных технологических процессов к ограниченному числу рациональных типов и внедрению этих однохарактерных процессов в ряде производств.
При проведении типизации в первую очередь производится разбивка изделий на классы по общности технологических задач, решаемых при их изготовлении.
Вторым этапом типизации является разработка типовой технологии. Если изделия весьма сходны по конструктивно-технологическим признакам, то для них может быть спроектирован единый технологический процесс. Если же степень унификации изделий меньшая, то для таких изделий разрабатывается технологический процесс с меньшей детализацией.
Типовые технологические процессы способствуют внедрению в производство наиболее прогрессивных технологических процессов. Использование типовых процессов упрощает разработку процессов для конкретных изделий и сокращает необходимое для этого время, а также ускоряет подготовку производства по выпуску продукции.
Типовые технологические процессы применяются на предприятиях массового, крупносерийного, серийного, а также мелкосерийного производства при повторяющемся выпуске одних и тех же изделий. При небольших партиях изделий и частой перенастройки оборудования их использование не дает ощутимого экономического эффекта по сравнению с обработкой по индивидуальным процессам. В этих условиях наиболее производительной и экономичной является групповая технология.
Для разработки групповых технологических процессов также производится классификация изделий. Они объединяются в классы по признаку однородности оборудования, применяемого для их обработки, а внутри классов — в группы по признаку геометрической формы, габаритов и общности подлежащих обработке поверхностей. За основное изделие группы принимаются наиболее характерные изделия, имеющие все признаки изделий, включенных в данную группу. Для каждой группы изделий разрабатывается технологический процесс (называется групповым) и групповая наладка с применением одинакового технологического оснащения.
Групповая технология обеспечивает экономию трудовых и материальных затрат на всех этапах производства, дает возможность эффективно использовать рабочее время, оборудование и средства для дальнейшего повышения технологического уровня производства. Так, затраты времени на разработку технологических процессов уменьшаются на 15-20% по сравнению с затратами на разработку индивидуальных процессов, а затраты времени на проектирование и изготовление групповой оснастки снижаются в среднем на 50%.
В ряде случаев развитие технологии идет по пути комбинирования, под которым понимают соединение в едином комплексе нескольких различных технологических процессов. Комбинирование обеспечивает наиболее полное использование сырья и отходов, уменьшает размеры капитальных вложений, улучшает экономические показатели производства.
Основой для создания комбинированных процессов могут служить:
• Комплексное использование сырья.
• Использование отходов производства.
• Сочетание последовательных стадий обработки продукции.
• Степень типизации и комбинирования являются важнейшим показателем технического и организационного уровня технологии.
Экономическая эффективность и технико-экономические показатели технологических процессов
Используя все достижения технического прогресса, совершенствуются старые и внедряются новые, более эффективные технологические процессы. Экономическую эффективность весьма трудно выразить каким-то однозначным, обобщенным показателем. Технический прогресс обычно дает сложный эффект, который находит свое выражение в экономии живого труда, т. е. повышении его производительности, экономии овеществленного труда — сырья, материалов, топлива, электроэнергии, инструментов, экономии капитальных затрат, улучшении использования основных фондов, в повышении качества продукции, облегчении труда и повышении его безопасности.
Таким образом, экономическая эффективность применяемой технологии определяется целым рядом показателей, которые непосредственно связаны с техническим совершенствованием и экономическим развитием производства. Такие технико-экономические показатели представляют систему величин, характеризующих материально-производственную базу предприятия, организацию производства, использование основных и оборотных фондов, труда при изготовлении продукции. Эти показатели отражают степень технической оснащенности предприятия, загрузки оборудования, рациональность использования материально-сырьевых, топливно-энергетических ресурсов, живого труда в процессе производства, экономическую эффективность применяемой технологии и т. д. Использование их дает возможность произвести анализ технологических процессов, определить особенности, прогрессивность последних, выявить узкие места, найти и использовать резервы производства, Решение перечисленных задач достигается изучением и сопоставлением этих показателей на основе анализа элементов технологического процесса в их взаимосвязи при учете всех взаимодействующих факторов.
Все технико-экономические показатели делят на количественные и качественные.
Первые определяют количественную сторону технологического процесса (объем производимой продукции, число единиц оборудования, количество работающих), вторые — его качественную сторону (эффективность использования труда, сырья, материалов, основных фондов, финансовых ресурсов).
Технико-экономические показатели бывают натуральные и стоимостные.
Натуральные дают односторонние характеристики (трудоемкость, расход сырья, время процесса или операции и т. п.). Поэтому при решении вопросов экономической эффективности технологии нужны и стоимостные показатели — себестоимость, прибыль, фондоотдача и др.
По связи с материальными объектами производственного процесса все технико-экономические показатели можно объединить в следующие группы:
1. Технологические показатели характеризуют свойства предмета труда.
К ним относятся прежде всего те показатели, величина которых влияет на ход производственного процесса. Так, например, к технологическим показателям, характеризующим древесную массу, используемую в целлюлозно-бумажной промышленности, относятся длина волокна, влажность, содержание смолы и т. д.; свойства металлических деталей, обрабатываемых резаньем, определяются, прежде всего, составом металла (сплава), его временным сопротивлением на разрыв (или твердость), геометрическими размерами. Хотя общее число технологических показателей достаточно велико, для каждого производственного процесса число их вполне ограничено.
2. Конструкционные показатели характеризуют орудия труда.
К ним относятся свойства орудий труда, которые оказывают влияние на производственный процесс, — это мощность рабочих машин, их паспортные данные.
3. Трудовые показатели характеризуют промышленно-производственный персонал предприятия.
К этим показателям относятся численность трудящихся по профессиям, разрядам, а также показатели, характеризующие квалификацию и др.
4. Производственные показатели характеризуют ход производственного процесса и его результаты.
К ним относятся применяемые режимы работы оборудования (давление, температура, скорость и др.), производительность оборудования, участка, цеха, расходные коэффициенты, показатели, характеризующие качество продукции, и многие другие.
5. Экономические показатели влияют на эффективность производственного процесса и характеризуют эту эффективность.
К ним относятся цены, тарифы, условия оплаты труда, нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, себестоимость продукции и др.
Из всей совокупности показателей, которые дают возможность определять и сравнивать уровень технологического процесса и его операции, необходимо выделить следующие: себестоимость, трудоемкость, производительность труда, удельные расходы сырья и материалов, энергетические и топливные затраты, интенсивность использования оборудования и производственных площадей, фондоотдача, величина капиталовложений и срок их окупаемости.
В ряде случаев используют другие, частные показатели, дополнительно характеризующие процессы производства: энерговооруженность, коэффициент механизации и автоматизации, величину потребляемой мощности и т. п.
Важнейшим и обобщающим показателем является себестоимость. Она формируется из различных по своему назначению затрат.
Научно-технический прогресс в промышленности и его экономическая эффективность
Научно-технический прогресс по содержанию представляет собой поступательное развитие производительных сил общества во всем их многообразии и единстве, что находит отражение в совершенствовании средств и предметов труда, систем управления и технологии производства, в накапливании знаний, улучшении использования национального богатства и природных ресурсов, повышении эффективности общественного производства.
Основная задача технического прогресса — всемерная экономия общественного труда и обеспечение высоких темпов роста производства.
Главные его направления: электрификация, механизация, автоматизация, химизация, интенсификация, газификация.
Электрификация означает максимальное внедрение электрической энергии в качестве двигательной силы и для технологических целей (электрометаллургия, электросварка, электронагрев, электролиз, электроискровая обработка и т. п.). Применение электрификации ускоряет процессы производства, повышает производительность и культуру труда, создает предпосылки для внедрения механизации и автоматизации.
Механизация — замена ручного труда работой машин.
До сих пор в ряде производственных процессов еще преобладает ручной труд. Механизация их продолжает оставаться важным направлением технического прогресса.
Автоматизация — высшая форма механизации, при которой технологический процесс осуществляется машинами-автоматами, действующими без непосредственного участия рабочих, чьи функции сводятся лишь к наблюдению, контролю и регулировке. В результате автоматизации облегчается труд и резко повышается его производительность.
Химизация — это внедрение в производство высокопроизводительных химических методов ‘обработки м максимальное использование продуктов химической промышленности. Она способствует внедрению аппаратных процессов, которые легко автоматизируются, способствуя повышению производительности труда и снижению себестоимости продукции.
Интенсификация заключается в улучшении использования средств труда в единицу времени посредством применения повышенных (интенсивных) режимов работ (больших скоростей, высоких давлений, температуры, специальных катализаторов, кислорода и т. п.), она резко ускоряет процессы производства и повышает их производительность.
Технический прогресс имеет не только экономическое, но и социальное значение. Он облегчает и коренным образом меняет труд людей, способствует сокращению продолжительности рабочего дня, создает условия для ликвидации существенных различий между умственным и физическим трудом.
Научно-технический прогресс, порождая новую технику, новые материалы, технологические процессы, методы управления и организации производства, производя изменения в структуре производства, представляет собой материальную основу для постоянного достижения обществом экономии живого и овеществленного в средствах производства труда. А это, в свою очередь, служит источником расширенного воспроизводства общественного продукта, роста национального дохода, накопления фонда народного потребления, систематического подъема материального и культурного уровня жизни народа.
Развитие науки вызывает качественные изменения и в технологии производства. Технология является формой воздействия средств труда на предмет труда, методом его преобразования изменяется главным образом в результате изменения средств труда. Но существует обратная связь, когда требования технологии вызывают необходимость создания новых средств труда. Так, применение химических материалов в промышленности ведет к замене механической обработки формообразованием.
Основное направление совершенствования технологии выражается в переходе от прерывных, многооперационных процессов механической обработки к прогрессивным процессам на основе химической, электрической, электрофизической и биологической технологии (плазменная металлургия, объемная штамповка, безверетенное прядение и бесчелночное ткачество).
Важное направление совершенствования технологии составляет обеспечение наиболее рационального использования природных ресурсов, охраны окружающей среды. Разрабатываются и внедряются в производство технологические процессы, обеспечивающие уменьшение отходов и их максимальную утилизацию, а также системы использования воды по замкнутому циклу. Широко внедряются новые эффективные способы и системы разработки месторождений полезных ископаемых, прогрессивные технологические процессы их добычи, обогащения и переработки, позволяющие повысить степень извлечения полезных ископаемых из недр, резко уменьшить потери в результате вредного воздействия отходов на окружающую среду.
Способы модернизации
Чтобы расширить производство или повысить эффективность деятельности, предприятию необходимо произвести модернизацию производства.
Модернизация современного производства может осуществляться экстенсивным и интенсивным путем.
К экстенсивным методам модернизации относят увеличение количества цехов, работников и станков в цехе. При этом сохраняется прежняя технология производства продукции и не вносятся инновации в процесс.
К интенсивным путям модернизации относят улучшение технологического процесса за счет внедрения новых технологий и методов работы, изменения структуры предприятия.
Модернизацию производства с помощью экстенсивных и интенсивных способов осуществляют по следующим направлениям.
1. Совершенствование технологии производства, выпуск более качественной и востребованной на рынке продукции.
К совершенствованию технологии на предприятии можно также отнести улучшение технологической дисциплины производства, отслеживание расхода режущих инструментов, списание сырья и материалов по утвержденным нормам расхода.
2. Автоматизация производства.
После внедрения автоматизации предприятие начинает работать более эффективно, повышается производительность, высвобождается часть работающих.
3. Механизация оборудования.
В этом случае улучшается ресурс работы оборудования и сокращается время его простоев, снижаются расходы на ремонт. Такой результат достигается через покупку и внедрение более производительных и качественных станков.
Для сокращения простоев оборудования по механической части вводят ряд организационных мероприятий:
• оптимизация штатного расписания ремонтной службы;
• оптимизация и отслеживание ремонта оборудования;
• повышение квалификации работников, которые ремонтируют и обслуживают оборудование.
Модернизация на производстве может осуществляться и по энергетической части. Здесь сокращаются затраты на электроэнергию, устанавливается более энергосберегающее оборудование, подбираются оптимальные по мощности двигатели, чтобы исключить перерасход электроэнергии.
Этапы модернизации
Процесс модернизации производства можно разделить на семь этапов (первые три этапа связаны с анализом всей доступной информации и статистических данных).
1. Принятие решения о модернизации.
Решение принимается, если для этого есть следующие предпосылки:
• большой объем аварийного и не поддающегося ремонту оборудования;
• большой объем устаревшего оборудования;
• недостаточная эффективность эксплуатируемого оборудования;
• необходимость увеличить производительность;
• расширение производства в перспективе.
2. Поиск оборудования и выбор поставщиков.
Изучают оборудование и его поставщиков, поскольку от характеристик и качества оборудования зависит дальнейшая эффективность производственного процесса, а надежность поставщиков влияет на скорость и стоимость модернизации.
3. Составление бизнес-плана.
С помощью бизнес-плана можно рассчитать все расходы, время окупаемости и полученную выгоду.
4. Привлечение финансовых средств.
Модернизация производства потребует привлечения кредитных ресурсов, так как редко какое предприятие может позволить себе подобное мероприятие за свой счет.
5. Заключение договоров с поставщиками.
Договоры с поставщиками можно заключать, не дожидаясь открытия займа. Достаточно получить подтверждение одобрения запроса от кредитора.
6. Доставка и монтаж нового оборудования.
Сроки и условия поставки оборудования могут отличаться, так как чаще всего его поставляют разные производители. Этот момент обязательно нужно учитывать.
Первая часть этапа — демонтаж промышленного оборудования. Устаревшие станки, приборы или механизмы необходимо разобрать. После устанавливается новая техника, технические специалисты проводят сборку оборудования. Монтаж происходит быстро (на крупных предприятиях — до месяца), так как ко времени прибытия оборудования предприятие повышает квалификацию своего персонала или нанимает специалистов.
7. Наладка и проверка оборудования, испытание установленного компонента, наладка системы управления.
Опытная эксплуатация нужна для выявления неполадок и окончательного монтажа. После испытания оборудование начинает работать в штатном режиме. Как правило, окончательное введение в эксплуатацию занимает до трех месяцев.
Пути совершенствования технологии на производстве посредством перехода на автоматизацию технологических процессов
Автоматизация производственных процессов может осуществляться на разных уровнях.
Автоматизация имеет так называемый нулевой уровень, если в производстве участие человека исключается только при выполнении рабочих ходов (вращение шпинделя, движение подачи инструментов и др.). Такую автоматизацию назвали механизацией. Можно сказать, что механизация — это автоматизация рабочих ходов. Отсюда следует, что автоматизация предусматривает механизацию.
Автоматизация первого уровня ограничивается созданием устройств, цель применения которых — исключить участие человека при выполнении холостых ходов на отдельно взятом оборудовании. Такая автоматизация называется автоматизацией рабочего цикла в серийном и поточном производстве.
На первом уровне автоматизации рабочие машины еще не связаны между собой автоматической связью. Поэтому транспортировка и контроль объекта производства выполняются с участием человека. На этом уровне создаются и применяются станки-автоматы и полуавтоматы. На автоматах рабочий цикл выполняется и повторяется без участия человека. На полуавтоматах для выполнения и повторения рабочего цикла требуется участие человека.
Автоматизация второго уровня — это автоматизация технологических процессов. На этом уровне решаются задачи автоматизации транспортировки, контроля объекта производства, удаления отходов и управления системами машин. В качестве технологического оборудования создаются и применяются автоматические линии, гибкие производственные системы (ГПС).
Автоматической линией называют автоматически действующую систему машин, установленных в технологической последовательности и объединенных средствами транспортировки, загрузки, контроля, управления.
Если линия включает позиции с участием человека, то она называется автоматизированной.
Третий уровень автоматизации — комплексная автоматизация, которая охватывает все этапы и звенья производственного процесса, начиная от заготовительных процессов и заканчивая испытаниями и отправкой готовых изделий.
Комплексная автоматизация требует освоения всех предшествующих уровней автоматизации. Она связана с высокой технической оснащенностью производства и большими капитальными затратами. Такая автоматизация эффективна при достаточно больших программах выпуска изделий стабильной конструкции и узкой номенклатуры.
Основная проблема автоматизации — необходимость выработки новых решений и подходов для каждого технологического процесса. Важно учесть точные размеры, формы, характерные особенности и свойства составляющих деталей, качество которых должно отвечать всем установленным требованиям для лучшей организации рабочего процесса.
Внедрение автоматизации достаточно трудоемкий процесс, который требует длительного времени и больших финансовых затрат, поэтому предприятия, которые не обладают достаточными финансовыми возможностями, могут автоматизировать свое предприятие частично.
Частичная автоматизация — это автоматизация какого-либо отдельного оборудования и производственных операций. Нередко частичную автоматизацию применяют к действующему на производстве оборудованию. Подобная автоматизация производственных процессов используется в том случае, когда усложняется система управления производств, а условия труда опасны для жизни.
Для перехода к автоматизации технологических процессов и производств, предприятию следует соблюдать ряд условий:
1. Подготовка персонала, включающая объяснение правил и особенностей управления новой техникой.
2. Системность и специализация производства.
В то же время автоматизация должна охватывать не отдельные элементы, а все производство в целом, т. е. необходим комплексный подход.
3. Рациональное использование ресурсов.
Выполнение этого требования позволит обеспечить эффективную работу предприятия на длительный период.
Не смотря на свою высокую стоимость, эффективно внедренная промышленная автоматизация гарантирует:
• улучшение качества выпускаемой продукции;
• рост производительность труда;
• повышение эффективности работы предприятия;
• рост уровня безопасности.
За счет процесса промышленной автоматизации уменьшается численность занятого на производстве персонала, т. к. с помощью применения современных технологий один работник способен обслужить несколько единиц техники. Еще одно преимущество автоматизации — возможность совершенствования не только процесса, но и используемого оборудования. Кроме того, с помощью автоматизации технологических процессов и стандартизации используемых элементов и механизмов снижается себестоимость производства.
Автоматизация производства позволяет увеличить производительность более чем в три раза. Автоматизация, единственное и наилучшее решение в улучшении качества и решении вопроса о низкой производительности труда.
Сегодня предлагают большой выбор программно-технических комплексов для осуществления автоматизации технологических процессов производства.
Основной функцией алгоритмов управления комплекса АСУТП является оптимизация режимов работы технологического оборудования таким образом, чтобы, с одной стороны обеспечивался баланс между увеличением выхода готового продукта и его качественными характеристиками, определяемыми последующими операциями технологического процесса, с другой стороны обеспечивалась работа объектов управления в режимах, не выходящих в область критических значений.
Важнейшая особенность современной автоматизации — необходимость унификации, подразумевающая упрощение процессов и их составляющих для достижения лучшего результата.
Унификация деталей должна соответствовать уровню и требованиям производства. Для этого стоит использовать поддающиеся обработке материалы, не забывая о качестве — все части деталей должны крепиться надежно и безопасно.
Таким образом, автоматизация технологических процессов облегчает работу предприятия, не требуя применения дополнительного оборудования.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что внедрение автоматизации на производстве, обеспечит повышение надежности работы технологического оборудования, повысит оперативность управления технологическим процессом, а также обеспечит руководство предприятия оперативной информацией о показателях работы технологического оборудования.