ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ КАК ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ

Предмет и задачи курса

В условиях рыночных отношений роль технологического развития резко возрастает, так как своевременная смена технологий в соответствии с требованиями рынка обеспечивает конкурентоспособность фирмы, а правильная технологическая политика является основой ее процветания. Вот почему в последнее время термин "научно-технический прогресс" часто заменяют на "технологический прогресс", тем самым подчеркивая, что прогресс в развитии производительных сил общества может быть осуществлен лишь путем революционного обновления технологий.

Особенностью современного развития технологий является переход к целостным технолого-экономическим системам высокой эффективности, охватывающим производственный процесс от первой до последней операции и оснащенным прогрессивными техническими средствами. Уровень технологии любого производства оказывает решающее влияние на его экономические показатели, поэтому необходимо достаточное знание современных технологических процессов.

В практической деятельности экономиста и финансиста технология является главным объектом для инвестиций. Именно за счет прибыли, полученной от своевременно и разумно вложенных в технологию финансовых средств, обеспечивается проведение эффективной социально-экономической политики и достигается соответствующий жизненный уровень населения.

Для того чтобы управлять производством, анализировать его хозяйственную деятельность, обеспечивать функционирование его подразделений, определять экономическую эффектив­ность научно-технических разработок и их практического освоения, решать задачи количественного и качественного развития материально-технической базы производства за счет реализации последних достижений науки и техники, необходимо иметь конкретное представление о самом производстве, его структуре, передовых технологических процессах.

Без знания конкретных технологий, технологических возможностей того или иного процесса, видов производимой продукции экономист не может обеспечивать качественное выполнение поставленных перед ним задач.

Анализ конкретных прогрессивных технологий в различных отраслях народного хозяйства позволит расширить представления о них, получить знания об их специфике и их производствах.

Изучение закономерностей развития технологических процессов производства, формирования и развития технологических систем, способов оценки их качественного состояния позволит, экономистам широкого профиля не только овладеть, навыками анализа научно-технической динамики производства, но и принимать экономические решения с учетом научно-технического развития как отдельных производств и отраслей, так и народного хозяйства в целом.

Цель данного курса — научить будущего специалиста использовать полученные знания в процессе учета, контроля и анализа хозяйственной деятельности, финансирования и кредитования.

Курс "Экономические основы технологического развития" тесно связан с такими курсами, как "Экономика предприятия и предпринимательства", "Финансы предприятий", "Бухгалтерский учет и анализ хозяйственной деятельности", "Организация предприятий и предпринимательской деятельности" и способствует формированию единого научного мировоззре­ния студента.

Учебное пособие "Экономические основы технологического развития" предназначено для студентов всех специальностей, изучающих дисциплины: "Экономические основы технологического развития" и "Основы современных технологий".

Раздел I

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ КАК ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ

Глава 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ КАК ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ

Основные понятия технологии

Слово "технология" в переводе с греческого ("технэ" - ремесло, "логос" - наука) означает науку о производстве. Классическое определение технологии рассматривает ее как науку о способах переработки сырья и материалов в средства производства и предметы потребления. В настоящее время происходят не только технологизация различных сторон производственной деятельности, но и глубокие преобразования в самой технологии. Современный уровень производства вкладывает и новое содержание в понятие технологии. Поэтому технология - это наука о наиболее экономичных способах и процессах производства сырья, материалов и изделий.

Производство служит основой благосостояния и развития общества, поскольку на производстве осуществляется создание материальных благ. Народное хозяйство в целом представляет собой единый технологический народнохозяйственный комплекс, который состоит из производственнойи непроизводственной сфер.

К непроизводственной сфереотносятся здравоохранение, образование, культура, искусство, торговля, обслуживание и т.д.

Производственная сфера включает в себя промышленность, сельское хозяйство и строительство.

Для производственной сферы народного хозяйства характерно деление на отрасли. Так, в настоящее время в промышленности насчитывается более 250 отраслей и 500 производств.

Отрасль промышленности — это совокупность предприятий, характеризующихся общностью сырьевой базы, однородностью потребляемого сырья, однотипностью технологических процессов, единством экономического назначения производимой продукции.

Базовыми отраслями, определяющими ускорение научно-технического прогресса, являются: металлургия, энергетика, машиностроение, химическая промышленность. Большое значение придается легкой и пищевой промышленности, производящей предметы народного потребления.

Объединение нескольких специализированных отраслей промышленности образует комплексную отрасль (например, черная металлургия, топливная промышленность, электро- и теплоэнергетика, металлообработка, химическая, легкая промышленность и др.)

По экономическому назначению производимой продукции промышленность подразделяется на группы А и Б, В группу А входят отрасли, производящие средства производства, в группу В — предметы потребления.

По признаку воздействия на предмет труда отрасли промышленности делятся на добывающими обрабатывающие.

Добывающиеотрасли заняты добычей природного сырья (руд черных и цветных металлов, угля, нефти, торфа, природного газа и др).

Обрабатывающие отрасли заняты переработкой сырья и, в свою очередь, делятся на отрасли, перерабатывающие продукцию добывающей промышленности, и отрасли, перерабатывающие сельскохозяйственное сырье.

Сырье — это сырой материал, предмет труда, на добычу или производство которого был затрачен труд (железная руда, хлопок, зерно и др.). Первичное сырье — предмет, на который был затрачен труд впервые. Вторичное сырье — отходы производства, физически или морально устаревшие предметы труда, подлежащие переработке.

Сырье классифицируется на природное и искусственное. Природное сырьедобывается из недр земли, растений, животных, подразделяется на органическое (шерсть, лен, хлопок, древесина и др.) и минеральное (железная руда, мел, асбест и др.).

Искусственное сырье получают путем переработки естественного сырья (химические волокна, синтетический каучук, кислоты, сода и др.). Искусственное сырьё так же, как и природное, подразделяется на органическое (вискозное, ацетатное волокно и др.) и минеральное (силикатные, металлические волокна и др.).

Остаток исходного сырья или материала, который не может быть использован в процессе производства планируемого вида продукции, называется отходами. Отходы могут быть использованы в качестве исходного сырья при производстве других видов продукции на данном предприятии или реализованы в качестве вторичного сырья. Отходы не следует путать с потерями.

Потери — это количество исходного сырья и материалов, которое безвозвратно теряется в процессе изготовления продукции.

Основой деятельности каждого предприятия, входящего в отрасль промышленности, является производственный процесс.

Производственный процесс — это совокупность всех 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 состояния предмета труда. В производственный процесс, кроме технического, входят и вспомогательные процессы, обеспечивающие производственный процесс в целом (транспортирование сырья, полуфабрикатов и предметов труда, контроль за состоянием оборудования и ремонт его, замена оснастки и инструмента и т.п.).

Для осуществления технологического процесса составляется схема, в которой описываются все технологические операции переработки сырья или полуфабрикатов в готовую продукцию. Первым этапом построения технологической схемы является блок-схема, которая представляет собой графическое изображение перечня производственных операций. Качественно-количественная схема — это технологическая блок-схема с нанесенными на ней сведениями о качестве и количестве каждого из получаемых в данном процессе продуктов. В технологическую схему входит также схема цепи аппаратов, в которой указывается последовательность расположения применяемого в технологическом процессе оборудо­вания всех видов (как основного, так и вспомогательного, включая и транспортное).

Технологическая оснастка — орудия производства, допол­няющие технологическое оборудование и необходимые для вы­полнения определенной части технологического процесса.

Рабочее время — время непосредственного воздействия работника на предмет труда, а также время аппаратных процессов под наблюдением работника.

Производственный цикл — интервал календарного времени от начала до окончания процесса изготовления или ремонта изделия.

Выбор того или иного технологического процесса зависит от типа производства. В зависимости от производственной программы и характера изготавливаемой продукции различают три типа производства: единичное, серийное и массовое.

Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление или ремонт которых, как правило, не предусматриваются. Изготовление продукции либо не повторяется вовсе, либо повторяется через неопределенный промежуток времени (индивидуальные заказы). Сюда относится производство особо крупных уникальных машин и оборудования, прокатных станов, тепловых и гидравлических турбин, прессов, станков специального назначения, космических станций и т.п.

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. Серийным производством выпускаются машины и изделия ограниченного применения — компрессоры, насосы, металлорежущие станки, тепловозы, электровозы, экскаваторы, летательные аппараты, подъемно-транспортные машины и др.

Массовое производство характеризуется большим объемом выпускаемых изделий, непрерывно изготавливаемых или ремонтируемых продолжительное время; в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна рабочая операция. Массовым производством изготавливают широко используемые машины и изделия, такие как автомобили, тракторы, комбайны, электродвигатели, холодильники, приборы, часы, подшипники и т.п.

Технологический процесс

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 ("стадия" — по-гречески "ступень"). Итоговая скорость процесса зависит от скорости каждой стадии. 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.

Практически любой конкретный технологический процесс можно рассматривать как часть более сложного процесса и совокупность менее сложных технологических процессов. В соответствии с этим технологическая операция может служить элементарным технологическим процессом.

Элементарный технологический процесс — это простейший процесс, дальнейшее упрощение которого приводит к потере, характерных признаков технологического процесса. Поэтому наиболее наглядную структуру технологического процесса можно представить на примере простой операций, 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 технологии, четкого процесса).

Рабочий ход — это главная (основная) часть технологического процесса. Все его остальные части по отношению к рабочему ходу являются вспомогательными. В качестве примера рассмотрим некоторые вспомогательные ходы технологической операции в механообработке.

Вспомогательный переход — законченная часть операции, не сопровождаемая обработкой, 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).

Расчленение технологического процесса позволяет вы­явить его элементы, протекающие наиболее медленно, оце­нить пути и стоимость их ускорения, проанализировать Осо­бенности затрат труда и возможные варианты его экономии. Выбор наиболее экономичных и рациональных операций — один из путей повышения эффективности производства. Без изучения сущности технологического процесса и наиболее полно характеризующих его параметров невозможно выявить факто­ры, оказывающие самое благоприятное воздействие на его развитие. Все параметры, используемые для характеристики 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, 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 овеществленного труда в конкретном технологическом процессе является технологическая вооруженность, представ­ляющая собой долю технологических фондов, приходящихся на одного работающего в данном технологическом процессе:

,

где В — технологическая вооруженность труда, руб./чел. год; ф_г —технологические фонды, руб. в год; К — количество ра­ботающих в технологическом процессе, чел.

Технологические фонды - это годовые затраты прошло­го труда в технологическом процессе. Они определяются как сумма годовых амортизационных отчислении от стоимости оборудования, занятого в технологическом процессе, и всех годовых технологических затрат в этом процессе, за исклю­чением затрат на предмет труда.

Виды топлива

Твердые топлива состоят из горючей органической массы и негорючей, или минеральных примесей и баласта. Органи­ческая часть топлива состоит из углерода, водорода и кислоро­да. Помимо этого в ней могут содержаться азот и сера. Него­рючая часть топлива состоит из влаги и минеральных веществ. Важнейшим жидким топливом является нефть.

Нефть содержит 80—85% углерода, 10—14% водорода и представ­ляет собой сложную смесь углеводородов. Помимо углеводо­родной части в нефти имеются небольшая неуглеводородная часть и минеральные примеси. Углеводородная часть нефти состоит из углеводородов трех рядов: парафинового (алканы), нафтенового (циклены) и роматического (арены).

Газообразные парафиновые углеводороды от СН₄ до С₄Н₁₀ находятся в нефти в растворенном состоянии и могут быть выделены из нее в виде попутных газов при добыче
нефти. Жидкие парафиновые углеводороды от С₅Н₃₄ до С₁₅Н₃₄ составляют основную массу жидкой части нефти и жидких фракций, получаемых при ее переработке.

Твердые парафиновые углеводороды от С₁₆Н₃₄ и выше растворены в нефти и могут быть выделены из нее.

Нафтеновые углеводороды представлены в нефти главным образом производными циклопентана и циклогексана.

Ароматические углеводороды содержатся в нефти, в виде бензола, толуола, ксилола в небольших количествах.

Неуглеводородная часть нефти состоит из сернистых, кис­лородных и азотистых соединений. Кислородные соединения — это нафтеновые кислоты, фенолы, смолистые вещества.

Минеральные примеси — это механические примеси вода, минеральные соли, зола.

Механические примеси — твердые частицы песка, глины, пород — выносятся из недр земли с потоком добываемой нефти. Вода в нефти присутствует в двух видах: свободная, отделяе­мая от нефти при отстаивании; в виде стойких эмульсий, кото­рые могут быть разрушены только специальными, методами.

Минеральные соли, например, хлориды магния и каль­ция, растворены в воде, содержащейся в нефти.

Зола составляет в нефти сотые, и даже тысячные доли процента.

Твердые топлива перерабатывают следующими методами: пиролиз, или сухая перегонка, газификация и гидрирование.

Пиролиз осуществляется при нагревании топлива без доступа воздуха. В результате протекают физические процес­сы, например испарение влаги, и химические процессы — превращение компонентов топлива с получением ;ряда хими­ческих продуктов. Характер отдельных процессов, протекаю­щих при переработке различных топлив, различен.

В основ­ном все они требуют подвода тепла извне. Нагрев реакцион­ных аппаратов производится горячими дымовыми газами, ко­торые передают тепло топливу через стенку аппарата или же при непосредственном соприкосновении с топливом.

Газификация — процесс переработки топлива, при котором органическая часть его превращается а горючие газы в присутствии воздуха, водяного пара, кислорода и дру­гих газов. Этот процесс экзотермический. Температура гази­фикации составляет 900—1100 °С.

Гидрирование — переработка твердого топлива, при которой под влиянием высокой температуры, при дейст­вии водорода и в присутствии катализаторов происходят хи­мические реакции, приводящие к образованию продуктов, более, богатых водородом, чем исходное сырье. Качество и количество продуктов, полученных при гидрировании, зави­сит от вида перерабатываемого топлива, от условий проведе­ния процесса и ряда других факторов.

Методы переработки нефти различны и их можно разде­лить на две группы: физические и химические.

Физические методы переработки основаны на использова­нии физических свойств фракций, входящих в состав нефти. Химических реакций при, этих методах переработки не проте­кает. Наиболее распространенным физическим методом пере­работки нефти является ее перегонка, при которой нефть разделяет на фракции.

Химические методы переработки основаны на том, что под влиянием высоких температур и давления в присутствии катализаторов углеводороды, содержащиеся в нефти и неф­тепродуктах, претерпевают химические превращения, в ре­зультате которых образуются новые вещества.

Термический крекинг— химический метод переработки нефти, суть которого заключается в расщеплении длинных молекул тяжелых углеводородов, входящих в высоко-кипящие фракции, на более короткие молекулы легких, низ­кокипящих продуктов Термический крекинг протекает при высоких температурах 450—500 °С и повышенном давлении. Термический крекинг, проводимый при температуре 670— 1200 °С и при атмосферном давлении называется пиролизом.

Каталитическим называется крекинг с применением катализатора. Применение катализатора позво­ляет снизить температуру крекинга и не только увеличить количество получаемых продуктов, но и улучшить их качест­во. Катализаторами служат глины типа бокситов, а также синтетические алюмосиликаты, содержащие 10—25% А1₂О₃, SiO₂. Температура крекинга — 450 — 500 °С. Процесс идет при повышенном давлении.

Разновидностью каталитического крекинга является риформинг. Катализатором служит платина, нанесенная на окись алюминия.

С помощью вышеописанных методов переработки естест­венных топлив получают искусственные твердые, жидкие и га­зообразные топлива, а также важнейшие виды нефтепродуктов.

В результате коксования углей получают следующие про­дукты:

1. Кокс — продукт темно-серого цвета, пористость ко­торого составляет 45—55%, содержит 97—98% углерода. В зависимости от назначения делится на:

а) доменный кокс — крупный, более 40 мм в диаметре, прочный и пористый. По содержанию серы подразделяется на марки КД-I, КД-2, КД-3. Содержание серы не должно превышать 1,3—1,9%;

б) литейный кокс (марки КЛ). Нижний предел крупности— 25 мм в диаметре. Содержание серы в нем допускается не выше 1,2—1,3%. Он имеет меньшую пористость и прочность по сравнению с доменным коксом;

в) коксовый орешек (КО) применяется для производства ферросплавов. Размер 10 — 25 мм в диаметре. Коксик — фракция от 10 до 20 мм — применяется для газификации;

г) коксовая мелочь (фракция диаметром менее 10 мм) применяется для агломерации;

д) кокс, не пригодный для технических нужд из-за большого содержания золы и серы, а также вследствие низких механических свойств, используется в качестве топлива.

2. Обратный коксовый газ содержит 60% водорода и 25% метана, остальное — азот, окись углерода, углекислый газ, кислород, непредельные углеводороды. При­меняется для подогрева воздушного дутья в доменных печах, для обогрева сталеплавильных, коксовых и других печей, а также служит сырьем для производства водорода и аммиака.

3. Сырой бензол состоит из бензола, толуола, ксилола, сероуглерода, фенолов и др. Вещества, входящие в состав сырого бензола, широко используются в производстве
полимеров, красителей, лекарственных препаратов, взрывча­тых веществ, ядохимикатов и др.

4. Каменноугольная смола является сме­сью ароматических углеводородов. Ее используют для произ­водства красителей, химических волокон, пластических
масс, в фармацевтической промышленности, а также для производства различных технических масел.

Продукты прямой перегонки нефти можно разделить на три группы: топливные фракции, масляные дистилляты и гудрон. Наиболее ценной топливной фракцией являются бензины, в состав которых входят углеводороды с температурой кипе­ния 180—200 °С. Бензины применяются как компоненты авто­мобильных и авиационных бензинов и в качестве растворителей.

Лигроины включают углеводороды с температурами кипения 105—220 °С. Легкий лигроин (с температурой кипе­ния 105 — 150 °С) используется как сырье для дальнейшей пере­работки на бензины, а тяжелый — как компонент реактивных топлив или растворителей для лакокрасочной промышленности.

Керосины — углеводородная фракция с температурами кипения 140—330 °С; Применяются в качестве осветительного керосина, а также в качестве реактивных и дизельных топлив.

Газойль — фракции с температурами кипения до 400 °С. Легкий газойль (соляр) является основой дизельных топлив. Тяжелые газойли являются сырьем для дальнейшей переработки.

Maзут - фракция, включающая углеводороды, пара­фин, маслянистые и смолистые вещества с температурой ки­пения свыше 300 °С. Легкие мазуты применяются в качестве котельного топлива и топлива газовых турбин; тяжелые идут на дальнейшую переработку.

Масляные дистилляты - фракции, состоящие из углеводородов С₂₀ –С₇₀. Температуры кипения ве­ществ, входящих в их состав, составляют от 350 до 550 °С. Масляные дистилляты применяют для получения большого количества смазочных и специальных масел.

Гудрон состоит из смолистых веществ, парафинов и некоторого количества тяжелых углеводородов циклического строения. Гудрон — полупродукт для получения битумов и кокса. Некоторые виды гудрона применяются в качестве мягчителей для резиновой промышленности.

Продуктами крекинга являются: крекинг-бензины, кре­кинг-газы и крекинг-остаток.

Крекинг-бензины применяют в качестве компонентов автомобильных бензинов. Крекинг-газы используются в каче­стве топлива и как сырье для синтеза органических соедине­ний. Крекинг-остаток является смесью смолистых и асфальтовых веществ с некоторым количеством непрореаги­ровавшего сырья. Применяется крекинг-остаток как котель­ное топливо и сырье для производства битума.

К технико-экономическим показателям нефтеперерабаты­вающей и коксохимической промышленности относятся: про­изводительность и мощность оборудования, интенсивность процесса, производительность труда, себестоимость продук­ции, капитальные затраты. Коксохимическая и нефтеперера­батывающая отрасли промышленности характеризуются высокой материале- и энергоемкостью.

Затраты на сырье при производстве нефтепродуктов составляют 50—75%. Следова­тельно, основным фактором, влияющим на себестоимость, является снижение затрат на тонну выпускаемой продукции, которое можно осуществить совершенствованием технологи­ческих процессов переработки нефти и кокса, применением каталитических процессов, более совершенных аппаратов и комплексной автоматизации, что ведет к сокращению капи­тальных затрат, затрат на энергию и пар, повышение произ­водительности

Автоматизация производства

С точки зрения адаптивных возможностей к обновлению, номенклатуре и серийности производства можно выделить три уровня автоматизации технологических процессов:

• традиционная "жесткая" автоматизация;

• автоматизированное производство с ограниченными воз­можностями переналадки;

• гибкое автоматизированное производство.

Традиционная "жесткая" автоматизация технологических процессов осуществляется на основе применения полу­автоматов и автоматов, станков с программным управлением, обрабатывающих центров, автоматических линий и др.

К автоматизированному производству с ограниченными возможностями переналадки можно отнести: автоматичес­кие линии, управляемые ЭВМ; роторные и роторно-конвейерные линии; роботизированное производство.

Гибкое автоматизированное производство базируется на применении гибких производственных систем.

На автоматических станках все процессы обработки детали осуществляются без непосредственного вмешательства рабочего (на полуавтоматических — вручную производятся установ­ка и снятие заготовки) по заданной программе. Изменить или полностью заменить программу работы автомата крайне слож­но, а часто и невозможно. По этой причине эти станки приме­няются в серийном и массовом производстве.

Преимуществом станков с числовым программным управ­лением, (ЧПУ) является увеличение количества выполняемых операций, сокращение времени обработки и относительная простота переналадки. Применение станков с ЧПУ дало воз­можность значительно повысить производительность труда (в 2—4 раза), однако загрузка их заготовками и выгрузка обра­ботанных деталей осуществляются вручную. Кроме того, станки с ЧПУ имеют ограниченный набор инструментов.

Обрабатывающий центр (ОЦ) — многопозиционный ста­нок с ЧПУ — оснащен устройствами для размещения большо­го набора инструмента (магазины) и системой автоматичес­кой замены инструмента. В магазинах ОЦ можно разместить до 150 различных инструментов, позволяющих выполнять до­статочно большое число операций. Важнейшим преимущест­вом является то, что эти многочисленные операции осущес­твляются без снятия заготовки со станка.

Применение обра­батывающих центров обеспечивает высокую точность обра­ботки,- производительность труда при их использовании возрастает в 3—4 раза. Однако ОЦ с ЧПУ выполняют только часть технологических операций по производству готовой продукции. Для получения готового изделия заготовка долж­на пройти обработку на нескольких станках с ЧПУ.

Автоматическая линия (АЛ) — это система автоматичес­ки действующих станков, связанных транспортными средст­вами, имеющая единое управляющее устройство. АЛ могут компоноваться из автоматических станков, станков с ЧПУ и ОЦ. В одной автоматической линий могут работать все ука­занные элементы в различных сочетаниях. АЛ отличаются высокой производительностью. Однако каждую АЛ изготавливают для обработки вполне определенной детали.

При из­менении конструкции детали производят новую компоновку
линии, ее переналадку с частичной или полной остановкой производства.

Отличительной особенностью роторных линий (РЛ) и роторно-конвейерных (РКЛ) является то, что технологические операции выполняются в процессе совместного транспорти­рования обрабатываемых заготовок и инструмента, располо­женных на замкнутых транспортирующих устройствах (роторах).

РЛ представляет собой автоматические линии машин, принцип действия которых основан на совместном движении по окружности инструмента и обрабатываемого им предмета. Все операции по установке детали в ротор, ее обработке и выталкиванию производятся за один неполный оборот диска. Преимущества РЛ — конструктивная простота, надежность, точность и огромная производительность, недостаток — малая гибкость.

Значительно большей гибкостью обладают РКЛ. В таких линиях инструментальные блоки располагаются не на дисках роторов, а на огибающем их конвейере. В этом случае пере­наладка РКЛ на выпуск новой продукции сводится к автома­тической замене инструмента.

Промышленный робот — это автономно-функционирую­щая машина (автомат), предназначенная для воспроизведе­ния некоторых двигательных и умственных функций человека при выполнении основных и вспомогательный про­изводственных операций без непосредственного участия чело­века. Различают три поколения роботов: 1) программируемые роботы, действующие по заданной про­грамме, определяющей последовательность выполнения опера­ций, и работающие по принципу "взять — положить"; 2) адаптивные (приспосабливающиеся) роботы, действующие по заданной программе и оснащенные ря­дом датчиков, а следовательно, и техническими органами чувств, позволяющими им корректировать свое поведение в за­висимости от окружающей производственной среды; 3) интеллектуальные, или интегральные роботы, обладающие элементами искусственного интеллекта и возмож­ностью свободного диалога с человеком.

Высшей формой организации промышленного производст­ва является автоматизированное поточное производство. В машиностроении основными направлениями автоматизации являются: применение автоматических лоточных линий — системы автоматизированных машин; создание автоматизиро­ванных цехов и заводов-автоматов.

Одной из отличительных черт высокоразвитого производства в настоящее время является способность его быстро и свое­временно без значительных затрат осуществлять переход на выпуск новой продукции взамен устаревшей. Тем более, что в
машиностроении на долю массового и серийного производства приходится лишь 20—25% продукции, а 75 —80% — это мелкосерийная продукция.

Производство этой продукции и раз­личных ее модификаций требует частых остановок, перенала­док и настроек действующего автоматического оборудования.
Это приводит к снижению производительности и качества про­изводимой продукции и повышению ее себестоимости, т.е. к снижению эффективности производства. В связи с этим необ­ходимо, чтобы современное производство было гибким. Глав­ным элементом гибкого автоматизированного производства (ГАП) является гибкая производственная система. Гибкая производственная система (ГПС) включает в себя: гибкие производственные модули (ГПМ) от 2 до 20 единиц; единую автоматизированную транспортно-складскую систему, автоматизированную систему инструментообеспечения; систему централизованного управления от ЭВМ.

Гибкий производственный модуль — это единица автома­тизированного оборудования с ЧПУ, включающая в себя также робототехническую и другие устройства и обладающая возможностью автономного функционирования и оперативно­го переналаживания (например, станок-автомат, обрабаты­вающий центр, формовочная машина, сварочный автомат и т.д.), Такое оборудование способно выполнять в автомати­ческом режиме все технологические операции.

Робототехнические и другие устройства являются неотъ­емлемой составно