Системи технологій. Методичні рекомендації

форма, розмір або властивості сировини. Внаслідок цих змін сировина перетворюється на напівабо готову продукцію.

Технологічний процес формується під впливом об’єктивних факторів: соціального устрою суспільства, рівня розвитку його економіки, відповідних сировинних ресурсів, наукового рівня і практичного досвіду керівників (менеджерів) і виконавців виробництва (рис. 1.1). Технології здебільшого складні та багатостадійні.

Кожний технологічний процес складається з дрібніших технологічних процесів або є частиною більш складного. Наприклад, технологічний процес складання автомобільного двигуна, з одного боку, можна поділити на дрібніші, які відрізняються один від одного: технологічні процеси складання шатунно-поршневої групи, блока циліндрів або коробки зміни швидкостей; з іншого боку, технологічний процес складання двигуна є частиною технологічного процесу складання автомобіля в цілому.

Рис. 1.1. Визначальні фактори формування сучасного технологічного і виробничого процесів

Технологічні процеси постійно вдосконалюються. Це зумовлено тим, що продукцію, яку виробляють на підприємстві, періодично поліпшують. Крім того, наука, техніка та технологія пропонують нові більш ефективні способи оброблення та перероблення сировини, нове більш продуктивне обладнання та інструменти.

Технологічний процес має складну структуру (рис. 1.2).

ДВНЗ “Українська академія банківської справи НБУ”

11

ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС

ПРИЙОМИ:

допоміжні дії (переходи) – пуск і зупинка верстата, підведення і відведення інструмента, встановлення та знімання заготівки і обробленої деталі, вмикання і вимикання автоматичної подачі, вимірювання і контроль виробу тощо

Рис. 1.2. Складові технологічного процесу

Тому більш детально слід зупинитися на розгляді його складових, а саме – операцій, кожну з яких розглядають як окремий технологічний процес.

Технологічною операцією називають закінчену частину технологічного процесу, яку виконують на одному місці праці один або кілька працівників над одним або кількома об’єктами, які одночасно обробляються.

Назви операцій походять від способу оброблення об’єкта. Наприклад, під час механічної обробки заготівок різанням операції називають так: точіння, свердління, нарізання різі тощо. Якщо об’єктом оброблення є мінеральна сировина, наприклад руда, то подрібнення руди є операцією.

За операціями визначають трудомісткість технологічного процесу, потреби у виконавцях, інструментах, обладнанні тощо.

Зверніть увагу на те, що обов’язковою складовою будь-якої технологічної операції є прохід, який спричиняє зміну форми, розмірів, шорсткості поверхні або властивостей оброблюваного об’єкта. Так, у процесі гартування (технологічна операція) вироби набувають твердості; нагрівання чавуну (технологічна операція) призводить до вигорання вуглецю, що спричиняє зміну його властивостей тощо.

У розрахунку норм часу на виконання технологічної операції нормується також час на виконання всіх її складових. Чим менший час

ДВНЗ “Українська академія банківської справи НБУ”

12

виконання складових операцій, тим кращий результат виробництва, тобто кращими будуть техніко-економічні показники: більша продуктивність обладнання і менша собівартість продукції.

Зважте, що складові технологічної операції можна об’єднати у дві групи.

До першої групи належить прохід, а до другої – ті складові, які не спричиняють зміни форми, розмірів, шорсткості поверхні або властивостей оброблюваного об’єкта. Це, наприклад, встановлення, технологічний перехід, допоміжний перехід тощо.

Встановленням називають частину технологічної операції, яку виконують під час одного закріплення заготівки.

Операцію можна виконати за одне або кілька встановлень. Наприклад, вал має два торці. Відцентрувати обидва торці вала можна на одно- та двосторонньому центрувальному верстаті: на першому верстаті центрування виконують за два встановлення, а на другому – за одне. Встановлення поділяють на позиції.

Позицією називають певне положення заготівки на верстаті щодо різального інструмента.

Наприклад, заготівку обробляють на багатошпиндельному токарному верстаті-автоматі. При кожному повороті шпиндельного барабана заготівка займає нову позицію.

Технологічним переходом називають частину технологічної операції, в процесі виконання якої обробляють одну поверхню заготівки одним інструментом при незмінному режимі роботи верстата. При виконанні технологічного переходу на верстатах з програмним керуванням режим роботи іноді змінюється без втручання робітника, тобто автоматично.

Технологічний перехід складається з робочого ходу та марноходу.

Робочий хід – закінчена частина операції, безпосередньо пов’язана із зміною форми, розмірів, структури, властивостей, стану чи положення в просторі предмета праці. Робочий хід – це головна частина технологічного процесу. Всі інші його частини стосовно робочого ходу є допоміжними.

Наприклад, у процесі точіння інструментом є різець, який переміщується щодо заготівки справа наліво і зрізує з неї шар металу, тим самим надає їй нової форми, розмірів і шорсткості поверхні. Один перехід може складатися з кількох проходів.

Марноходом називають закінчену частину технологічного переходу, в процесі виконання якого інструмент переміщується щодо заготівки, але не спричиняє зміну її форми, розмірів, шорсткості поверхні, проте є необхідним для виконання проходу.

ДВНЗ “Українська академія банківської справи НБУ”

13

Так, при точінні різець після зрізання шару металу знов повертається до початкового положення з метою виконання наступного проходу.

Допоміжним переходом називають закінчену частину технологічної операції, яка складається з дій робітника і (або) обладнання, які не змінюють форму, розміри і шорсткість поверхні заготівки, але необхідні для виконання технологічного переходу.

Допоміжні переходи дуже різні. Вони пов’язані з установленням заготівки, зміною інструмента, налагодженням верстата на необхідний режим роботи, зняттям обробленої заготівки тощо. Наприклад, свердління отвору у валу складається з таких допоміжних переходів: взяти вал і встановити у пристрій; закріпити вал; увімкнути верстат; підвести свердло до вала; увімкнути подачу; вимкнути подачу; відвести шпиндель у вихідне положення; зупинити верстат; звільнити вал від пристрою; взяти вал і покласти його на полицю.

Наступним питанням, яке доцільно розглянути при вивченні да-

ної теми, є класифікація технологічних процесів. Зверніть увагу, що в основу класифікації технологічних процесів покладені різні ознаки, такі як: вид впливу на сировину і характер її якісних змін, спосіб організації, кратність обробки сировини та ін.

За характером якісних змін сировини технологічні процеси поділяються на фізичні, механічні, біологічні, хімічні, фізико-хімічні.

Під час фізичних і механічних процесів переробки сировини проходять зміни розмірів форми та фізичних властивостей сировини. При цьому внутрішня будова і склад речовини не змінюється. Наприклад, виготовлення металевих деталей такими методами обробки, як різання, подрібнення, приготування розчинів і т.д. Хімічні процеси характеризуються зміною не тільки фізичних властивостей, але й агрегатного стану, хімічного складу тощо.

Однак розподіл процесів на фізичні, механічні та хімічні є умовним, тому що важко провести чітку межу між ними, оскільки механічні процеси часто супроводжуються зміною і фізичних, і хімічних властивостей. Хімічні процеси, як правило, супроводжуються механічними на всіх виробництвах.

За способом організації технологічні процеси розподіляються на дискретні (переривисті або періодичні) та безперервні.

Дискретний технологічний процес характеризується чергуванням робочих і допоміжних ходів з чітким їх розмежуванням за часом реалізації. Наприклад, при металообробці проходить установлення деталі в патрон верстата (допоміжний хід), підведення ріжучого інструмента (допоміжний хід), обробка заготівки ріжучим інструментом (робочий

ДВНЗ “Українська академія банківської справи НБУ”

14

хід), контроль (допоміжний хід), зняття деталі з верстата (допоміжний хід), установка в патрон нової деталі та ін.

Такі технологічні процеси частіше всього розповсюджені в машинобудуванні, будівництві, видобувних галузях промисловості. Недоліком дискретних технологічних процесів є витрати робочого часу в процесі виконання робочих ходів.

Безперервні процеси відрізняються тим, що вони не мають різко вираженого чергування (під час здійснення) робочого і допоміжних ходів. У них завжди можна виділити групу допоміжних ходів, які здійснюються одночасно з робочими, і групу допоміжних ходів, які періодично повторюються в часі залежно від результатів робочого ходу. Такі процеси характерні для хімічної промисловості.

За кратністю обробки сировини технологічні процеси розподі-

ляються на процеси з відкритою (розімкнутою) схемою і процеси з циркуляційною (замкнутою) схемою. У процесах з розімкнутою схемою сировина проходить однократну обробку.

Упроцесах із замкнутою схемою сировина кілька разів повертається на початкову стадію процесу для повторної обробки. Прикладом процесу може служити конверторний спосіб виплавки сталі. Процеси із замкнутою схемою є більш досконалими, більш економічними і екологічно чистими, хоча і відрізняються більшою складністю. Ці процеси необхідні при переведенні технологій на безвідходні.

Узагальному вигляді будь-який технологічний процес можна розглядати як систему, яка має входи і виходи. Входами можуть бути: склад сировини, її кількість, температура та ін., виходами – готова продукція, її кількість, якість і т.д.

Зверніть увагу на те, що технологію, як правило, пов’язують з конкретною галуззю виробництва (гірничодобувною, машинобудуванням, будівництвом, транспортними роботами тощо) або з методами одержання чи обробки певних матеріалів (металів, волокнистих речовин, тканин тощо).

Будь-яка технологія передбачає опис процесів обробки (чи пере-

робки) об’єктів виробництва (сировини, матеріалів, напівфабрикатів), внаслідок здійснення яких відбувається їх якісна зміна. Так, наприклад, технологія одержання різних металів ґрунтується на зміні хімічного складу, хімічних і фізичних властивостей вихідної сировини; технологія механічної обробки пов’язана зі зміною форми і деяких фізичних властивостей матеріалу, що використовується для виробництва виробів; основою хімічної технології є процеси, що здійснюються внаслідок хімічних реакцій, які призводять до зміни складу, будови і властивостей вихідної сировини.

ДВНЗ “Українська академія банківської справи НБУ”

15

У кожній конкретній галузі виробництва розрізняють загальну і спеціальну технології. Перша вивчає виробничий процес у цілому: від виробництва матеріалів до одержання готової продукції. Спеціальна технологія, як частина загальної технології, розглядає окремі види робіт і технологічні операції. Наприклад, до загальної технології належить технологія машинобудування, яка вивчає основи і методи виробництва машин, що є спільними для різних галузей машинобудування. Питання, характерні для технології виробництва спеціалізованих галузей, розглядаються у спеціальних технологіях, таких як: технологія виробництва двигунів, технологія верстатобудування, технологія інструментального виробництва тощо.

Принципи організації технологічних процесів. Основними прин-

ципами раціональної організації технологічних процесів у сучасному виробництві є пропорційність, безперервність, потоковість, паралельність, прямоточність і ритмічність.

Принцип пропорційності передбачає встановлення таких співвідношень продуктивності між окремими ланками технологічного процесу, які б забезпечували планомірність виконання виробничого завдання і попереджували виникнення диспропорцій у виробництві. Технологічний процес не можна вважати сумою окремих робіт, які не залежать одна від одної, він є цілісним процесом.

Принцип безперервності означає максимальне запобігання будьяким затримкам і розривам у процесі виробництва, що забезпечує виготовлення продукції протягом оптимального часу. Чим безперервніше і швидше здійснюється технологічний процес, тим більша його ефективність. Безперервність процесу забезпечує потрібну однорідність якості продукції, значно полегшує облік, створює всі потрібні передумови для автоматизації виробництва.

Під принципом потоковості слід мати на увазі узгодженість виконання за часом усіх робіт технологічного процесу.

Принцип паралельності означає суміщення (одночасність) виконання окремих частин процесу. Цей принцип ґрунтується на спеціалізації окремих робочих місць, дільниць або потоків. Виготовлені одночасно в різних місцях, частини виробу з’єднуються між собою, утворюючи цілісний виріб.

Принцип прямоточності вимагає, щоб шлях проходження предметів праці на всіх стадіях процесу був найменшим. Завдяки цьому запобігають невиправданим витратам часу і ресурсів на переміщення продуктів технологічного процесу, на прискорення передання їх від одного робочого місця до іншого.

ДВНЗ “Українська академія банківської справи НБУ”

16

Ритмічність передбачає рівномірність роботи, яка сприяє виготовленню однакової кількості продукції за різні (планові) відрізки часу. Особливого значення набуває ритмічність в умовах кооперування виробництва, коли вона визначає узгодженість надходження продукції від одного підприємства до іншого. Це дає можливість створити сприятливі умови для узгодженої дії структурних підрозділів усередині підприємства.

Наведені принципи не вичерпують усіх вимог до раціональної організації технологічного процесу. Так, згідно з принципом прямоточності, шлях між робочими місцями має бути найменшим. Але під час вибухонебезпечних робіт, згідно з правилами техніки безпеки, цю відстань встановлюють якнайбільшою. Те ж саме можна сказати про гетерогенні хімічні процеси, де значний вплив на швидкість реакції та вихід продуктів має поверхня дотику реагентів (довжина потоків).

Шляхи та закономірності розвитку технологічних процесів.

При вивченні цього питання зважте, що виходячи зі структури технологічного процесу можна виділити два напрямки удосконалення технологічних процесів – удосконалення допоміжних ходів та удосконалення робочого ходу. Одночасні удосконалення допоміжних і робочих ходів можна подати як сукупність дій за двома цими напрямками, тому для елементарного технологічного процесу такий розподіл є обґрунтованим.

Зверніть увагу на головні властивості технічних рішень, що реалізуються при розвитку технологічних процесів еволюційним або революційним шляхом. Так, наприклад, технічні рішення еволюційного типу характеризуються такими властивостями:

1.Впровадження механізації та автоматизації обов’язково пов’язане із збільшенням озброєності робітника, і відповідно, із зростанням обсягу виконаної праці в минулому в одиниці продукту.

2.Впровадження еволюційних технічних рішень зменшує витрати праці в одиниці продукту і в більшості випадків викликає підвищення продуктивності.

3.Ефективність технічних рішень еволюційного типу знижується відповідно до зростання продуктивності праці.

Зниження ефективності обумовлене тим, що при ускладненні

технологічного обладнання його модернізація потребує ще більшого ускладнення, ще більших затрат.

Група технічних рішень революційного типу характеризується такими властивостями:

1.Технічні рішення революційного типу завжди більш ефективні, ніж еволюційного того ж призначення.

ДВНЗ “Українська академія банківської справи НБУ”

17

2.Зменшення сумарних затрат праці при революційних рішеннях може здійснюватись у результаті зменшення як живої, так і минулої праці на одиницю продукту.

Слід зазначити, що більша ефективність рішень революційного

типу щодо технічних рішень еволюційного типу пов’язана з їх особливістю. Так, наприклад, реалізація революційних рішень потребує додаткових досліджень, заміни технології й основного технологічного обладнання, інших затрат, а їх упровадження стає реальним тільки після реалізації вказаної властивості, в протилежному випадку розвиток йтиме еволюційним шляхом.

Еволюційним називається шлях розвитку технічних процесів, в якому приріст продуктивності сукупної праці відбувається при збільшенні затрат минулої праці за рахунок механізації та автоматизації допоміжних ходів і переходів технологічних процесів і який принципово обмежений.

Революційним називається шлях технічного розвитку технологічних процесів, в якому приріст продуктивності сукупної праці відбувається при зниженні затрат минулої праці за рахунок заміни технологічних процесів (їх робочого ходу) і який принципово необмежений.

Технічний розвиток технологічного процесу, за якого почергово реалізуються два ці шляхи розвитку, може привести до обмеженого розвитку, якщо переважатиме еволюційний шлях, і до необмеженого, якщо переважатимуть технічні рішення революційного типу.

Техніко-економічні показники технологічних процесів. Вивча-

ючи це питання, слід розглянути економічну оцінку технологічного процесу, а також звернути увагу на такі питання, як продуктивність, собівартість, якість продукції, що виробляється.

Слід зазначити, що з погляду технології економіка – це система збалансованих грошових і матеріально-енергетичних потоків конверсії природних ресурсів у споживну вартість. Але перед тим, як почне діяти виробництво, необхідно вкласти визначені кошти всієї організації. Рух грошових і матеріально-енергетичних потоків схематично зображений на рис. 1.3. З рисунка випливає, що грошові та матеріально-енерге- тичні потоки спрямовані назустріч один одному. При цьому грошові потоки випереджають матеріально-енергетичні.

Грошовий потік розосереджений, а матеріально-енергетичний односпрямований. Характерні особливості наведеної схеми:

1)грошові та матеріально-енергетичні потоки спрямовані назустріч один одному. При цьому грошові потоки випереджають матеріа- льно-енергетичні, відіграючи роль інфраструктури виробництва;

ДВНЗ “Українська академія банківської справи НБУ”

18

Співвідношення витрат за різними статтями собівартості залежить від виду технологічного процесу.

Частка зарплати в собівартості продукції тим нижча, чим вищий ступінь механізації та автоматизації праці, її продуктивність.

Амортизація становить приблизно 3–4 % собівартості та залежить від вартості обладнання, його продуктивності, організації роботи підприємства (відсутність простоїв).

Розрізняють основні витрати (на основні матеріали, пальне, енергію, напівфабрикати, зарплату основним працівникам) і витрати, пов’я- зані з обслуговуванням процесів виробництва й управління.

Аналіз структури собівартості необхідний для виявлення резервів виробництва, інтенсифікації технологічних процесів. Основними шляхами зниження собівартості при збереженні високої якості продукції є: економне використання сировини, матеріалів, палива, енергії, застосування високопродуктивного обладнання, підвищення рівня технології.

Від рівня застосування технології залежить і якість продукції, що виготовляється. Якість продукції – сукупність властивостей продукції, що обумовлюють її придатність задовольняти відповідні потреби суспільства упродовж встановленого періоду часу.

Далі слід ознайомитися з групою показників якості продукції, особливостями і методами економічної оцінки технологій, системою показників ефективності технологій та їх впливом на загальні економічні показники виробництва.

Слід звернути увагу на основні методи економічної оцінки технологій, особливо на метод “витрати – ефективність”.

Розглядаючи поняття технологічних систем, вивчіть їх структуру та класифікацію, властивості та техніко-економічний рівень, а також закономірності розвитку технологічних систем. Розгляньте системи технологій підприємств, галузей і міжгалузевих комплексів.

Термінологічний словник

Барометричні процеси – це такі технологічні процеси, під час яких головним рушієм є тиск.

Біохімічні процеси – це такі технологічні процеси, під час яких головним рушієм є вибрані мікроорганізми.

Виробництво – процес створення матеріальних життєвих благ, необхідних для існування та розвитку суспільства.

Виробничий процес – сукупність усіх дій людей і знарядь праці, застосовуваних на даному підприємстві для виготовлення та ремонту виробів, що ним випускаються.

ДВНЗ “Українська академія банківської справи НБУ”

20