ЗАРАБАТЫВАЙТЕ !!! на глобальных рынках. БЕСПЛАТНАЯ консультация - оставьте свой телефон сейчас

Технологический процесс (Technological process) - это

основа производства, которая включает в себя наиболее экономически обоснованные методы взаимосвязанных действий по переработке природных материалов в средства производства и предметы потребления, а также определения состояния предметов трудовой деятельности

Определение технологического процесса, типы технологического процесса, правила процесса

Развернуть содержание

Технологический процесс - это, определение

Технологический процесс - это упорядоченная последовательность взаимосвязанных действий, выполняющихся с момента возникновения исходных данных до получения требуемого результата.

Определение технологического процесса
Определение технологического процесса

Технологический процесс - это часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда. К предметам труда относят заготовки и изделия.

Технологический процесс подразумевает под собой производственный процесс, который содержит действия по определению состояния предметов труда
Технологический процесс подразумевает под собой производственный процесс, который содержит действия по определению состояния предметов труда

Технологический процесс - это основа организации всего производства. На основании разработанного технологического процесса определяется количество необходимого оборудования, инструмента и приспособлений, число рабочих и обслуживающего персонала для выполнения заданной программы по выпуску деталей.

Основа основ - это технологический процесс
Основа основ - это технологический процесс

Технологический процесс - это последовательность технологических операций, необходимых для выполнения определенного вида работ. Технологический процесс состоят из рабочих операций, которые в свою очередь складываются из рабочих движений (приемов).

Технологический процесс необходим для выполнения определённых видов работ и производственного труда
Технологический процесс необходим для выполнения определённых видов работ и производственного труда

Технологический процесс - это производственный процесс, содержащий конкретные действия по последующему определению состояния предмета производства и представляет собой совокупность механических, физических, химических процессов - операций, изменяющих форму и размеры деталей, их свойства, внешний вид.

Совокупность различных технологический, физических, химических операций объединяет под собой технологический процесс производства
Совокупность различных технологический, физических, химических операций объединяет под собой технологический процесс производства

Технологический процесс - это описание всех выполняемых работ при изготовлении сварного изделия с указанием всех приемов, режима, последовательности выполнения операций и переходов.

Технологический процесс также можно понимать под какими либо сварочными работами производственной деятельности человека
Технологический процесс также можно понимать под какими либо сварочными работами производственной деятельности человека

Технологический процесс - это своеобразный процесс, который может включать также соединение (сборку) деталей в сборочные единицы и готовое изделие, проверку соответствия готового изделия чертежу и техническим условиям.

Сборка различных деталей в единое целое, также можно понимать под технологическим процессом
Сборка различных деталей в единое целое, также можно понимать под технологическим процессом

Технологический процесс - это процесс, который позволяет в условиях единичного и серийного производства повысить производительность труда путём применения новейших, прогрессивных методов обработки и организации труда, присущих поточно-массовому производству.

НТП - новейший технологический процесс, который подразумевает под собой различное применение методов обработки труда
НТП - новейший технологический процесс, который подразумевает под собой различное применение методов обработки труда

Технологический процесс, что это - это совокупность физико-химических или физико-механических превращений веществ, изменение значений параметров тел и материальных сред, целенаправленно проводимых на технологическом оборудовании или в аппарате (системе взаимосвязанных аппаратов, агрегате, машине и т. д.), которые разделяют на взрывоопасные, пожароопасные, повышенной пожарной опасности.

Технологический процесс это изменение параметра тела, которое проводится на специальном технологическом оборудовании
Технологический процесс это изменение параметра тела, которое проводится на специальном технологическом оборудовании

Технологический процесс, что это - это процесс получения, обработки и отделки какой-либо металлургической продукции.

Технологический процесс - это процесс обработки
Технологический процесс - это процесс обработки

Технологический процесс, что это такое - это последовательность технологических операций, необходимых для выполнения определенного вида работ.

С помощью технологического процесса выполняются определенные виды работ
С помощью технологического процесса выполняются определенные виды работ

Технологический процесс, что это такое - это процесс для определенных типов изделий который бывает нескольких типов: типовой или групповой, что упрощает работу по подготовке производства, улучшает систему организации производства.

Определенные типы изделий изготовляются с помощью новейшего технологического процесса
Определенные типы изделий изготовляются с помощью новейшего технологического процесса

Технологический процесс, что это такое - это процесс получения целевого продукта начиная с этапа подготовки сырья и заканчивая выделением этого целевого продукта.

Это важнейший процесс получения продукта с его непосредственного этапа подготовки и окончания производства
Это важнейший процесс получения продукта с его непосредственного этапа подготовки и окончания производства

Технологический процесс, где - это совокупность последовательно выполняемых операций, образующих вместе единый процесс преобразования исходных материалов в нужный товар.

В нужные операции преобразуются изделия, когда используется технологический процесс
В нужные операции преобразуются изделия, когда используется технологический процесс

Технологический процесс, где - это процесс, который осуществляется на основании технологических и маршрутных карт, входящих в состав технологической документации.

С помощью технологической документации ведётся учёт всех производимых технологических процессов на производстве
С помощью технологической документации ведётся учёт всех производимых технологических процессов на производстве

Технологический процесс, где это - это совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта выпускаемых предметов торговли.

Технологический процесс это совокупность человеческой деятельности, которая ведётся на производстве различных типов продукции
Технологический процесс это совокупность человеческой деятельности, которая ведётся на производстве различных типов продукции

Технологический процесс, где это - это процесс в химической, к примеру, промышленности, с помощью которого намного упрощается скорость и качество производимых товаров.

С помощью данного технологического процесса, скорость выпускаемых товаров увеличивается вдвое, что дает возможность улучшить качество выпуска
С помощью данного технологического процесса, скорость выпускаемых товаров увеличивается вдвое, что дает возможность улучшить качество эмиссии ценных бумаг

Технологический процесс, где это - это обеспечение качества изделия и производительности, наличие всех данных для нормирования трудовых затрат и обеспечение безопасности выполняемых работ.

Наличие всех данных о технологическом процессе
Наличие всех данных о технологическом процессе

История химико-технологического процесса

История химической технологии неотделима от истории развития химической промышленности. Вначале химическая технология, возникшая с появлением первых химических промыслов, была чисто описательным разделом приклад ной химии.

История технологического процесса представлена вашему вниманию
История технологического процесса представлена вашему вниманию

Возникновение в

Европе

мануфактур и промыслов по получению основных химических продуктов следует отнести к XV в, когда

стали

появляться мелкие специализированные производства кислот, щелочей и солей, различных фармацевтических препаратов и некоторых органических веществ.

В Европе начала возникать мануфактура, благодаря которой многие химические препараты получили возможность производиться
В Европе начала возникать мануфактура, благодаря которой многие химические препараты получили возможность производиться

  Химико-технологический процесс в 16 - 18 веках

В Российской Федерации собственно химическими производствами, получившими развитие в конце XVI - начале XVII в., было изготовление красок, селитры, порохов, а также получение соды и серной кислоты. Во второй половине XVIII в началось выделение технологии в специальную отрасль знаний, закладывались основы химической технологии как науки и учебной дисциплины.

Селитра и различные краски стали ещё одними продуктами, которые выпускались с помощью технологического прогресса
Селитра и различные краски стали ещё одними продуктами, которые выпускались с помощью технологического прогресса

Впервые в этом понимании термин «технология» был употреблен в 1772 г. профессором Гёттингенского университета И. Бекманом, который издал и первые комплексные труды, освещающие технику многих химических производств и явившиеся одновременно первым учебником по химической технологии.

Бекман Иоганн издал первые научные труды, которые были призваны освещать технику множества химических производств
Бекман Иоганн издал первые научные труды, которые были призваны освещать технику множества химических производств

В 1795 г. в Германии появился двухтомный курс И. Ф. Гмелнна «Руководство по технической химии» изданный в 1803 г. в русском переводе В. М. Севергина под названием «Химические основания ремесел и заводов».

В 18 веке вышел однотомный труд научного деятеля той поры - И. Ф. Гмелина, который получил название «Руководство по технической химии»
В 18 веке вышел однотомный труд научного деятеля той поры - И. Ф. Гмелина, который получил название «Руководство по технической химии»

  Химико-технологический процесс в 19 веке

Химическая технология в конце XVIII в. стала обязательной учебной дисциплиной в университетах, в высших технических учебных заведениях стран Европы, в училищах коммерческого и технического профиля в Российской Федерации. В 1803 г. в Российской Академии наук была учреждена кафедра химической технологии.

Химическая технология, которая повлияла на мировое будущее; специалисты отраслевой химизации

С 1804 г. в Санкт-Петербурге стал издаваться «Технологический журнал, или собрание сочинений, относящихся до технологии». В эти же годы начинается и преподавание химической технологии в высших учебных заведениях России.

В 19 веке, в Санкт-Петербурге стал издаваться специальный отраслевой журнал, который именовался как собрание сочинений, относящихся к технологии
В 19 веке, в Санкт-Петербурге стал издаваться специальный отраслевой журнал, который именовался как собрание сочинений, относящихся к технологии

Профессор Московского университета И. А Двигубский, издавший в 1807-1808 гг. первый русский учебник по химической технологии «Начальные основания технологии, или краткое показание работ на заводах и фабриках производимых», пишет в предисловии к этой книге: «В наше время во всех почти хорошо учрежденных училищах преподают технологию, или науку о ремеслах, заводах и фабриках, чтобы посвятившие себя наукам, обозрев вместе и весь круг технологии, могли теоретическими своими знаниями способствовать распространению и усовершенствованию ремесел, заводов и фабрик, необходимых к умножению общественного достояния».

И. А Двигубский, уверен, что многие преподаватели могли теоретическими знаниями способствовать распространению ремесел, заводов и фабрик
И. А Двигубский, уверен, что многие преподаватели могли теоретическими знаниями способствовать распространению ремесел, заводов и фабрик

В 1828 г. профессором Ф. А. Денисовым был издан учебник «Пространное руководство к общей технологии, или к познанию всех работ, средств, орудий и машин, употребляемых в разных технических искусствах». Этот учебник явился прообразом современных курсов общей химической технологии, а также процессов и аппаратов химической технологии.

В 19 веке одним профессором был издан учебник, который получил название «Пространное руководство к общей технологии, или к познанию всех работ...»
В 19 веке одним профессором был издан учебник, который получил название «Пространное руководство к общей технологии, или к познанию всех работ...»

В нём сделана попытка не просто описать существующие химические производства, но и выделить типовые процессы технологии. Крупный вклад в развитие химической технологии как самостоятельной научной дисциплины внёс профессор П. А. Ильенков, издавший в 1851 г. «Курс химической технологии» - своего рода энциклопедию всех существовавших к тому времени крупных химических производств.

В том научном пособие была сделана попытка описать уже существующие и известные науке  химические производства и выделить типовые процессы технологии
В том научном пособие была сделана попытка описать уже существующие и известные науке химические производства и выделить типовые процессы технологии

Появление в XIX в. в странах Западной Европы и в России большого числа учебников, руководств и научных исследований по химической технологии способствовало быстрому росту химического производства и вместе с тем развитию научных основ химической технологии.

XIX век поспособствовал в таких странах, как Западная Европа и Россия к увеличению большого числа научных исследований по химической технологии
XIX век поспособствовал в таких странах, как Западная Европа и Россия к увеличению большого числа научных исследований по химической технологии

Во второй половине XIX в. широко развиваются исследования в области катализа, позволившие осуществить в промышленном масштабе многие химические процессы. Так, в 70-х годах XIX в. был разработан контактный метод получения серной кислоты, а в 1886 г. организовано её промышленное производство по этому методу.

Начинается широко развиватся катализ, который, в сущности, позволил осуществить многие химические процессы в огромном промышленном масштабе
Начинается широко развиватся катализ, который, в сущности, позволил осуществить многие химические процессы в огромном промышленном масштабе

Внедрение гетерогенного катализа в органический синтез знаменовало начало нового периода в истории органической химии.

Катализ ознаменовал новый период в развитии химической отрасли и химической промышленности в целом
Катализ ознаменовал новый период в развитии химической отрасли и химической промышленности в целом

  Химико-технологический процесс в 20 веке

В первые десятилетия XX в. широкое развитие получили синтезы на основе углеводородов и оксида углерода. Работы в области гетерогенного катализа дали возможность осуществить С. В. Лебедеву промышленный синтез каучука.

В XX веке работы, связанные с катализом, дали научный толчок С. В. Лебедеву к созданию промышленного синтеза каучука
В XX веке работы, связанные с катализом, дали научный толчок С. В. Лебедеву к созданию промышленного синтеза каучука

Большое значение для решения актуальных задач химической технологии имели теоретические и экспериментальные исследования в области химической термодинамики. Большинство из них имело четкую технологическую направленность. Среди этих работ необходимо отметить труды Ле Шателье, Нернста и Габера, посвященные синтезу аммиака из азота и водорода.

Подробнее о химической технологии

Создание в 1912 г . промышленной установки синтеза аммиака под давлением знаменовало собой революцию в развитии химической промышленности, положило начало промышленным химическим процессам с применением высокого давления.

Получение азота, аммиака, азотной кислоты. Леннаучфильм.

В середине XIX столетия после широкого развития работ Ю. Либиха в области агрохимии появилась новая отрасль химической промышленности - производство минеральных удобрений, без разумного применения которых в наше время невозможно было бы решать задачи обеспечения населения Земли продовольствием.

В процессе огромного развития работ некого учёного Ю. Либиха в области агрохимии появилось производство минеральных удобрений для обеспечения Земли продовольствием
В процессе огромного развития работ некого учёного Ю. Либиха в области агрохимии появилось производство минеральных удобрений для обеспечения Земли продовольствием

Технологическим приложением теоретических работ в области цепных реакций в 30-50-е годы XX в. (Н. Н. Семенов и др.) явилась детальная разработка процессов синтеза полиэтилена высокого давления, полистирола, поливинилхлорида и др. Производство пластических масс, синтетических смол и искусственных волокон открыло новую эру в получении материалов с заданными свойствами.

Н. Н. Семенов приложил немалые усилия для детальной разработки процессов синтеза, к примеру, полиэтилена высокого давления в получении необходимых материалов
Н. Н. Семенов приложил немалые усилия для детальной разработки процессов синтеза, к примеру, полиэтилена высокого давления в получении необходимых материалов

В создание отечественной химической промышленности и развитие технологических наук внесли вклад многие русские и советские ученые и инженеры.

В развитие химической промышленности внесли немалый вклад как зарубежные так и российские инженеры и учёные деятели просвещения
В развитие химической промышленности внесли немалый вклад как зарубежные так и российские инженеры и учёные деятели просвещения

Трудно переоценить роль ряда крупнейших ученых дореволюционной Россиипрежде всего М. В. Ломоносова (1711-1765) и Д. И. Дмитрия Ивановича Менделеева (1834-1907), а также Н. Н. Зинина (1812-1880), А. М. Бутлерова (1828-1886), А. К. Крупского (1845-1911), В. В. Марковникова (1838-1904), И. И. Андреева (1880 -1919) и многих других. Октябрьская революция открыла практически неограниченные возможности для развития химической науки и технологии.

Ломоносов, Менделеев и другие научные деятели дореволлюционной России внесли немалый вклад в развитие промышленной деятельности страны
Ломоносов, Менделеев Дмитрий Иванович и другие научные деятели дореволлюционной России внесли немалый вклад в развитие промышленной деятельности страны

Уже в конце 1917 г. был организован химический отдел при ВСНХ (Высшем Совете Народного Хозяйства), руководителем которого был назначен талантливый инженер-химик Л. Я. Карпов (1879-1920). В 1920-1932 гг. в СССР было построено несколько крупных предприятий по производству аммиака, азотных, калийных и фосфорных удобрении, химических волокон и т.д.

Пример получения света путём применения химической технологии в быту

В 1920 г. был создан Московский технологический институт (МТИ) им. Д. И Менделеева, состоявший из химического и механического отделений. Механическое отделение готовило механиков для химической промышленности и, что особенно важно, для заводов химического машиностроения.

Детальная информация о Московском технологическом институте им.Менделеева

В 1930 г. в СССР была проведена реорганизация высшего технического образования, в результате которой в Москве и Ленинграде образовались на базе химических и технологических факультетов ряда высших учебных заведений единые химико-технологические институты. В 1931 г. они были расформированы.

Впоследствии, в Советском Союзе была проведена так называемая реорганизация технического образования, результатом которой стали технологические факультеты
Впоследствии, в Советском Союзе была проведена так называемая реорганизация технического образования, результатом которой стали технологические факультеты

При этом на базе Единого Московского химико-технологического института возникли МХТИ им. Д. И. Дмитрия Ивановича Менделеева, Московский институт химического машиностроения (МИХМ), Московский институт тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова (МИТХТ), Военная химическая академия и химический факультет Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова.

Возникло множество высших учебных заведений, одним из которых стал МИХМ
Возникло множество высших учебных заведений, одним из которых стал МИХМ

Существенный вклад в развитие химической технологии, создание химической промышленности и химического машиностроения, подготовку кадров для этих отраслей внесли видные ученые такие, как И А. Каблуков, Н. Д. Зелинский. Н. Н. Ворожцов, С. И. Вольфкович, И. А. Тищенко, Н. Ф. Юшкевич, А. Г. Касаткин, А. Н. Плановский, П. М. Лукьянов, Н. М. Жаворонков, Г. К. Боресков, М. М. Дубинин, Н. М. Эмануэль, В. А. Легасов, В В. Кафаров, П. Г. Романков и многие другие.

Каблуков Иван Алексеевич также внёс немалый вклад в развитие химической промышленной деятельности
Каблуков Иван Алексеевич также внёс немалый вклад в развитие химической промышленной деятельности

  Крупные события в истории химико-технологического процесса

Можно назвать лишь некоторые крупные события в истории развития химической промышленности:

- в 1748 г. в Бирмингеме (Англия) был построен первый небольшой завод по производству серной кислоты в свинцовых кауерах (начало камерного способа);

Макет по производству серной кислоты

- в 1805-1810 гг. камерное производство серной кислоты получило широкое развитие в Англии и во Франции;

Опыт по получению концентрированной серной кислоты

- в 1804 г. начал работать первый сернокислотный завод в России, в 1820 г. - в Германии;

Сернокислотный завод России - совместное предприятие производит основной реагент для добычи урана

- в 1787-1789 гг. Н. Леблан разработал первый промышленный способ получения соды. В связи с большим спросом на соду со стороны стекольного производства, производства едкого натра и других отраслей промышленности способ Леблана получил очень широкое распространение (первый большой содовый завод по способу Леблана построен в Англии в 1823 г.);

Современная пищевая сода - типичный промышленный продукт; тайны мира - пепел божественного огня

- в 1861 г. был разработан аммиачный метод получения соды (метод Сольве).

Опыт по аммиачной селитре, опилкам и соде

Основные виды технологических процессов

Согласно ЕСТД (ГОСТ 3.1109-82) различают три вида технологических процессов (ТП):

- единичный;

Единичный технологический процесс
Единичный технологический процесс

- типовой;

Типовой технологический процесс
Типовой технологический процесс

- групповой.

Групповой технологический процесс
Групповой технологический процесс

Каждый ТП разрабатывают при подготовке производства изделий, конструкции которых отработаны на технологичность. Технологические процессы разрабатывают для изготовления нового изделия или совершенствования выпускаемого.

Технологический процесс разрабатывают при производстве некоторых изделий, конструкции которых отработаны на позволительную технологичность
Технологический процесс разрабатывают при производстве некоторых изделий, конструкции которых отработаны на позволительную технологичность

  Единичный технологический процесс

Единичный ТП - это ТП изготовления или ремонта изделия одного наименования, типоразмера и исполнения независимо от типа производства. Единичные ТП разрабатывают для изготовления оригинальных изделий (деталей, сборочных единиц), не имеющих общих конструктивных и технологических признаков с изделиями, ранее изготовленными на предприятии.

Один из примеров единичного технологического процесса

Единичный технологический процесс применим только для изго­товления одного конкретного изделия, а типовой технологический про­цесс - для изготовления группы схожих изделий.

Данный единичный технологический процесс можно использовать лишь для одного изготовляемого конкретного изделия
Данный единичный технологический процесс можно использовать лишь для одного изготовляемого конкретного изделия
    Преимущества единичного технологического процесса

К преимуществам единичного технологического процесса относят­ся, с одной стороны, возможность учета всех особенностей данного изде­лия, а с другой стороны, наиболее эффективного изготовления изделия за счет учета конкретных производственных условий (имеющегося техно­логического оборудования, приспособлений, инструментальной оснаст­ки, квалификации рабочих и т. п.).

Фильм о технологических процессах производства на глинодобывающих предприятиях компании UMG

Наряду с преимуществами единичный технологический процесс имеет и недостатки.

Ниже изложены существующие недостатки единичного технологического процесса
Ниже изложены существующие недостатки единичного технологического процесса
    Недостатки единичного технологического процесса

Для его разработки требуются большие затраты вре­мени и труда. Затраты времени на разработку технологического процесса могут во много раз превышать затраты времени на его осуществление.

Примиритесь с тем, что для разработки этого чудесного процесса требуются немалые затраты вашего времени и труда
Примиритесь с тем, что для разработки этого чудесного процесса требуются немалые затраты вашего времени и труда

Если изго­тавливается большое число изделий, то доля затрат времени на разработ­ку технологического процесса, приходящаяся на одно изделие, будет не­значительной, но при небольшом выпуске изделий эта доля резко возрас­тет. В этом случае разрабатывают укрупненный технологический про­цесс, например, создают лишь маршрутное описание технологического процесса, в которое включают последовательность операций и оборудо­вание, но без указаний переходов и режимов процесса.

Также возможно разработка укрупненного технологического процесса, где создаётся маршрутное описание технологического процесса
Также возможно разработка укрупненного технологического процесса, где создаётся маршрутное описание технологического процесса

Все остальное предоставляется решать непосредственно рабочему, который должен иметь соответствующую квалификацию. По мере роста объема выпус­каемой продукции разработку технологического процесса проводят более подробно.

У работника должна быть соответствующая квалификация для такой отраслевой работы
У работника должна быть соответствующая квалификация для такой отраслевой работы

В единичном производстве высокая продолжительность разработки технологического процесса нередко входит в противоречие с продолжи­тельностью самого процесса. Чем тщательней и подробней разрабатыва­ется единичный технологический процесс, тем больше времени требуется для его разработки и тем выше должна быть квалификация технолога.

Если вы тщательно и в детальных подробностях разрабатываете технологический процесс, то тем больше времени требуется для его осуществления
Если вы тщательно и в детальных подробностях разрабатываете технологический процесс, то тем больше времени требуется для его осуществления

Однако в определенных условиях затраты времени на разработку процес­са становятся значительно больше затрат времени на его осуществление. Иллюстрацией такого положения может служить технологический про­цесс изготовления деталей на станке с ЧПУ, где его разработка отличает­ся большой тщательностью и подробностью.

Затраты времени на осуществление задуманного процесса становятся гораздо меньше затрат времени на разработку в определенных условиях
Затраты времени на осуществление задуманного процесса становятся гораздо меньше затрат времени на разработку в определенных условиях

Так, к примеру, документа­ция технологического процесса изготовления детали на станке с ЧПУ содержит карту наладки, операционно-техническую карту, схему движе­ния инструментов, операционную расчетно-техническую карту, карту программирования, чертежи специального инструмента и оснастки.

В технологическом процессе, как в, собственно, и других процессах, существует специальная и необходимая для его осуществления документация
В технологическом процессе, как в, собственно, и других процессах, существует специальная и необходимая для его осуществления документация

Все это приводит к росту трудоемкости разработки операции; например, только разработка управляющей программы и ее отладка для деталей высокой сложности требует нескольких рабочих дней технолога-програм­миста, в то время как обработка небольшой партии таких деталей может уложиться в одну рабочую смену.

Наблюдается значительный рост трудоемкости разработки операции, такой как, например, разработка управляющей программы и ее отладка
Наблюдается значительный рост трудоемкости разработки операции, такой как, например, разработка управляющей программы и ее отладка

Проектирование единичного технологического процесса отличается большим числом возможных решений по каждому изделию, подлежаще­му изготовлению. Поэтому в условиях единичного производства при сравнительно малом времени, отводимом на разработку процесса, воз­можность подкрепления принимаемых решений объективными технико- экономическими расчетами очень ограничена.

Технологический процесс, в этом плане, отличается большим количеством возможных решений по каждому изготавливаемому изделию
Технологический процесс, в этом плане, отличается большим количеством возможных решений по каждому изготавливаемому изделию

В массовом производстве высокая трудоемкость тщательной разра­ботки единичного технологического процесса оказывается оправданной, так как ее величина несопоставимо мала по сравнению с трудоемкостью изготовления всего объема изделий данного наименования. Оправдыва­ет себя в массовом производстве и применение специального оборудования, оснастки, отличающиеся высокопроизводительными рабочими процессами.

В технологическом процессе, а особенно в его массовом производстве, широко оправдывает ожидания применение различного оборудования и оснастки
В технологическом процессе, а особенно в его массовом производстве, широко оправдывает ожидания применение различного оборудования и оснастки

Все перечисленные негативные стороны единичной технологии по­служили причиной поиска нового вида технологии, свободной от этих недостатков. Первым шагом в этом направлении явилась разработка ти­повой технологии, когда в 30-е годы XX века проф. А. П. Соколовский, который высказал идею типизации технологических процессов.

Анатолий Петрович Соколовский высказал довольно таки интересную идею по типизации всех существующих технологических процессов
Анатолий Петрович Соколовский высказал довольно таки интересную идею по типизации всех существующих технологических процессов
    Применение единичного технологического процесса

Широкое применение единичной технологии в масштабе всего ма­шиностроительного производства страны приводит к большим потерям. Дело в том, что в среднем изготавливаемые изделия состоят примерно на 70 % из общемашиностроительных узлов и деталей, близких по своему конструктивному строению.

Изготавливаемые изделия состоят на семьдесят процентов из общемашиностроительных узлов и деталей, близких по своему строению
Изготавливаемые изделия состоят на семьдесят процентов из общемашиностроительных узлов и деталей, близких по своему строению

Но на тысячах машиностроительных пред­приятий их изготавливают по единичным технологическим процессам, мало отличающимся по эффективности друг от друга, но зачастую ис­пользующим оригинальную оснастку, а в крупносерийном и массовом производстве - и оригинальное технологическое оборудование.

На машиностроительных пред­приятиях происходит изготовление по единичным технологическим процессам, которые приводят к эффективности
На машиностроительных пред­приятиях происходит изготовление по единичным технологическим процессам, которые приводят к эффективности

При этом прогрессивные высокоэффективные решения, разработанные на каком - либо одном предприятии и потребовавшие больших затрат труда, теря­ются в огромном разнообразии разработок и практически не находят применения на других предприятиях.

Высокоэффективные решения, которые были разработаны на предприятии с затратами труда, бывает, теря­ются в огромном разнообразии разработок
Высокоэффективные решения, которые были разработаны на предприятии с издержками труда, бывает, теря­ются в огромном разнообразии разработок

  Типовой технологический процесс

Типовой ТП - это ТП изготовления группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками, характеризующийся общностью содержания и последовательности выполнения операций и переходов. Типовой ТП используют как информационную основу при создании рабочих ТП и как рабочий ТП при наличии всей необходимой информации для производства изделий.

Типовой технологический прогресс используют для некой информационной основы при создании и наличии всей необходимой информации для производства изделий
Типовой технологический прогресс используют для некой информационной основы при создании и наличии всей необходимой информации для производства изделий

На базе этих ТП разрабатывают стандарты предприятий (СТП) для типовых технологических процессов. Типовой технологический процесс характеризуется единством со­держания и последовательности большинства технологических операций для группы изделий с общими конструктивными признаками.

Разрабатываются определённые стандарты предприятий, для так называемых, типовых технологических прогрессов
Разрабатываются определённые стандарты предприятий, для так называемых, типовых технологических прогрессов

В основе типовой технологии лежит классификация изделий на классы - подклассы - группы - подгруппы - типы. Тип представляет собой группу схожих изделий, среди которых выбирается типовой представитель, обладающий наибольшей совокупностью свойств изделий, вошедших в эту группу.

Классификация изделий на классы представляет собой группу схожих вещей, среди которых выбирается типовой представитель
Классификация изделий на классы представляет собой группу схожих вещей, среди которых выбирается типовой представитель
    Преимущества типового технологического процесса

На типовой представитель разрабатывается технологический процесс, по которому осуществляется изготовление всех изделий этого типа. В случае отсутствия в конкретном изделий той или иной характеристики (например, какой-то поверхности) при (разработке рабочего процесса соответствующая операция из типового процесса исключается.

Начинает разрабатываться технологический процесс, по которому осуществляется изготовление множество изделий этого типа
Начинает разрабатываться технологический процесс, по которому осуществляется изготовление множество изделий этого типа

Тем самым типовой процесс в определенной степени разрешает противоречие между большими издержками времени на разработку процесса и малыми сроками на изготовление изделия, так как затраты времени на разработку рабочего технологического процесса для изготов­ления конкретного изделия резко сокращаются.

Типовой процесс разрешает противоречие между затратами времени на разработку процесса и малыми сроками на изготовление изделия
Типовой процесс разрешает противоречие между издержками времени на разработку процесса и малыми сроками на изготовление изделия

Разрабатывая на группу деталей, близких по своему конструктивному оформлению, один типовой процесс, можно разработать более совершенный процесс, так как на его проектирование можно затратить больше времени и средств. Пользуясь типовым процессом, рабочий технологический процесс на деталь из группы будет разработан достаточно быстро и качественно.

Химическая технология, этапы её разработки

Типовые процессы позволяют избегать повторных и новых разрабо­ток при проектировании рабочих технологических процессов, вследствие чего облегчается труд технолога и сокращаются затраты времени на раз­работку.

Системный аналитик Сергей Нужненко об окружении, предмете и модели работы типовых процессов

Важное обстоятельство: типовой технологический процесс, приоб­ретая универсальность, одновременно теряет черты индивидуальности. Действительно, типовой технологический процесс изготовления деталей разрабатывается под группу конструктивно схожих деталей, вошедших в один тип.

Александр Молотников о способах оформления бизнес-партнерств, документах и типовых ошибках процесса

По этому типовому процессу изготавливаются все детали группы, несмотря на то, что они чем-то отличаются друг от друга. В этом и заключается универсальность типового технологического процесса.

Преподаватель Воробьёва об общей химической технологии
    Недостатки типового технологического процесса

Потеря индивидуальности типового процесса заключается в том, что он не учитывает отмеченные выше различия, специфику изделий, во­шедших в один тип. Как известно, в каждом типе из группы деталей вы­бирают типовую деталь, которая отличается наиболее часто встречаю­щимися конструктивными формами, размерами, требованиями к точно­сти и другими показателями качества. Типовая деталь, как правило, наи­более сложная из всех деталей, вошедших в данный тип.

Индивидуальность типового процесса теряется, если он не учитывает отмеченные различия, специфику изделий, во­шедших в один тип
Индивидуальность типового процесса теряется, если он не учитывает отмеченные различия, специфику изделий, во­шедших в один тип

Поэтому если бы для каждой детали из этой группы разработать единичный технологи­ческий процесс, то он был бы более эффективным, чем типовой процесс, так как он учитывает все особенности детали (иными словами, потеря индивидуальности не позволяет типовому процессу стать оптимальным для каждой детали данной группы).

Если бы каждая деталь из этой группы была единичным технологи­ческим процессом, то он был бы более эффективным
Если бы каждая деталь из этой группы была единичным технологи­ческим процессом, то он был бы более эффективным

Чем больше изделия в группе отличаются по своему конструктив­ному оформлению и требованиям к качеству, тем сильнее отличается типовой процесс от оптимального. Это является одним из ограничений расширения группы изделий под один типовой технологический процесс.

Типовый процесс отличается от оптимального тем, что изделия в группе отличаются по своему конструктив­ному оформлению и требованиям к качеству
Типовый процесс отличается от оптимального тем, что изделия в группе отличаются по своему конструктив­ному оформлению и требованиям к качеству

В результате изготавливаемые изделия приходится делить на большее число типов, что приводит к росту числа типовых процессов и снижает эффективность типизации.

Изделия, которые изготавливаются, приходится делить на огромное число типов, что, впоследствии, приводит к росту числа и снижении эффективности процессов
Изделия, которые изготавливаются, приходится делить на огромное число типов, что, впоследствии, приводит к росту числа и снижении эффективности процессов
    Применение типового технологического процесса

В целом типовая технология способствует:

- сокращению разнообразия технологических процессов и внесе­нию однообразия в изготовление сходных изделий;

Технологические процессы приводят к сокращению и внесе­нию однообразия в изготовление похожих изделий
Технологические процессы приводят к сокращению и внесе­нию однообразия в изготовление похожих изделий

- внедрению и распространению передового опыта и достижений науки и техники;

Распространение передового опыта и достижений науки, техники в технологическом процессе
Распространение передового опыта и достижений науки, техники в технологическом процессе

- упрощению разработки рабочих технологических процессов и сокращению затрат времени на их разработку;

Разработка рабочих технологических процессов, сокращение затрат времени на разработку
Разработка рабочих технологических процессов, сокращение затрат времени на разработку

- сокращению разнообразия средств технологического оснащения технологических процессов;

Применение технологического процесса приводит к сокращению разнообразия средств оснащения специфических технологических процессов
Применение технологического процесса приводит к сокращению разнообразия средств оснащения специфических технологических процессов

- разработке новых высокоэффективных технологических процессов.

Применение технологического процесса приводит к разработке новых высокоэффективных технологических процессов
Применение технологического процесса приводит к разработке новых высокоэффективных технологических процессов

Эффективность единичной и типовой технологий будет разной в за­висимости от типа производства. В массовом производстве эффективнее применять единичный технологический процесс, так как он позволяет создать оптимальный технологический процесс, дающий в итоге высокий суммарный экономический эффект.

Эффективность будет разной в за­висимости от типа производства единичной и типовой технологий
Эффективность будет разной в за­висимости от типа производства единичной и типовой технологий

По мере роста разнообразия выпускаемых изделий, снижения се­рийности их эмиссии, величин партий увеличиваются потери времени, связанные с частыми переналадками технологического оборудования и оснастки. В итоге снижается эффективность производства, повышается себестоимость изготовления изделий. И чем шире выпускаемая номенк­латура изделий и меньше их серийность, тем ниже эффективность произ­водства.

В итоге всех действий в технологическом процессе снижается эффективность производства, а также повышается себестоимость изготовляемых изделий
В итоге всех действий в технологическом процессе снижается эффективность производства, а также повышается цена без наценки изготовляемых изделий

В этих условиях возникла задача группирования изделий, отличаю­щихся однородностью технологии изготовления, что позволяет снизить число переналадок оборудования и увеличить размеры партий, посту­пающих на обработку. В результате решения этой задачи появился новый вид технологии - групповая технология, основоположником которой является проф. С. П. Митрофанов.

Появился новый вид технологического процесса - групповая технология, основателем и основоположником которой является Митрофанов
Появился новый вид технологического процесса - групповая технология, основателем и основоположником которой является Митрофанов

Если типовая технология направлена на сокращение трудоемкости технологической подготовки производства, повышение эффективности технологических процессов и распространение прогрессивных решений, го групповая технология предназначена для повышения эффективности производственного процесса.

На сокращение трудоемкости технологической подготовки производства направлено повышение эффективности технологических процессов
На сокращение трудоемкости технологической подготовки производства направлено повышение эффективности технологических процессов

  Групповой технологический процесс

Групповой ТП - это ТП изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками; это процесс обработки заготовок различной конфигурации, состоящий из комплекса групповых технологических операций, выполняемых на специализированных рабочих местах в последовательности технологического маршрута изготовления определенной группы изделий. Групповые ТП разрабатывают для всех типов производств только на уровне предприятия.

Обработка заготовок различной конфигурации, который состоит из различного комплекса групповых технологических операций
Обработка заготовок различной конфигурации, который состоит из различного комплекса групповых технологических операций

Групповой технологический процесс - это процесс изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологиче­скими признаками. Групповой процесс нашел применение в мелкосерийном и серийном производстве. Принципиальная сущность групповой технологии заклю­чается, прежде всего, в группировании изделий в технологические группы по технологическому подобию.

Этот групповой процесс нашел применение, преимущественно, в мелкосерийном и серийном производственных процессах
Этот групповой процесс нашел применение, преимущественно, в мелкосерийном и серийном производственных процессах

Групповой технологический процесс может состоять из групповых технологических операций, которые являются общими для групп различных деталей с определенной групповой оснасткой на данном оборудовании. Групповой технологический процесс предназначен для совместного изготовления или ремонта группы изделий различной конфигурации.

Основой группового технологического процесса могут стать групповые технологические операции, которые будут являться общими для групп различных деталей
Основой группового технологического процесса могут стать групповые технологические операции, которые будут являться общими для групп различных деталей

Он должен состоять из комплекса групповых технологических операций, выполняемых на специализированных рабочих местах в последовательности технологического маршрута изготовления определенной группы изделий.

Технологический процесс должен состоять из определённого комплекса групповых технологических операций, выполняемых на рабочих местах следовательно маршруту
Технологический процесс должен состоять из определённого комплекса групповых технологических операций, выполняемых на рабочих местах следовательно маршруту

Групповой технологический процесс разрабатывают на комплексное изделие. В отличие от типового изделия комплексное изделие является "собирательным", часто не существующим в действительности, объеди­няющим в себе черты большинства изделий, вошедших в группу.

На комплексное изделие разрабатывается, собственно, весь групповой технологический процесс используемый в производстве
На комплексное изделие разрабатывается, собственно, весь групповой технологический процесс используемый в производстве

Для комплексного изделия разрабатывается технологический процесс и все изделия этой группы, будучи, как правило, проще комплексного изделия, изготовляют по данному технологическому процессу, пропуская отдель­ные технологические переходы. Все изделия, закрепленные за этим тех­нологическим процессом, изготовляют партиями.

Все изделия, которые производятся с помощью группового технологического процесса, разрабатываются будучи проще комплексного изделия
Все изделия, которые производятся с помощью группового технологического процесса, разрабатываются будучи проще комплексного изделия

В качестве комплексного изделия технологической группы служит какое-то изделие из группы или искусственно созданное изделие. Напри­мер, комплексная деталь формируется следующим образом: берется наи­более сложная деталь, которая включает все поверхности других деталей и, если она не содержит всех поверхностей, содержащихся в других дета­лях группы, то к ней искусственно добавляют недостающие поверхности.

Искусственно созданное изделие, как правило, служит в качестве комплексного изделия технологической группы
Искусственно созданное изделие, как правило, служит в качестве комплексного изделия технологической группы
    Виды группового технологического процесса

Различают:

- групповую операцию;

Полезные советы. Что такое групповые операции.

- групповой технологический процесс.

Наглядный пример группового технологического процесса изготовления обувной продукции LOWA

Групповая технологическая операция разрабатывается для вы­полнения технологически однородных работ при изготовлении группы изделий на специализированном рабочем месте при условии возможно­сти частичной подналадки технологической системы.

Выполнение групповой операции в Access. Перекрестный запрос.

Групповые операции представляют дополнительные возможности по использованию фильтров, в числе и в совершенно новом качестве. Как известно из практики, простое арифметическое увеличение количества применяемых фильтров не слишком улучшает общую картину, и даже, напротив, зачастую приводит к ухудшению результата.

Групповой технологический процесс и операции применяемые в производстве

Кстати, такой же результат предсказывает и теория: перемножение вероятностей дает величину меньшую самих вероятностей. Нельзя сказать, что отдельные фильтры работают плохо или "друг против друга", но все же их совместное применение часто имеет негативный эффект.

Условная вероятность. Введение в зависимые события и вычисление условной вероятности

Объяснить это можно тем, что фильтры отсеивают не только "плохие" комбинации (совпадающие с выигрышной на 0, 1 или 2 числа), но и "хорошие" (совпадающие на 3, 4, 5 или 6 чисел). При этом, для разных фильтров, отсеиваемые комбинации часто пересекаются, но для "хороших" комбинаций "сложение отсева" это очень плохо, т.к. уменьшает их и без того небольшое количество.

Пример удаления фильтрами комбинаций; каждый из трех фильтров удаляет часть
Пример удаления фильтрами комбинаций; каждый из трех фильтров удаляет часть

Получается следующая ситуация: отдельный фильтр сам по себе может работать неплохо, но оставляет слишком много комбинаций, поэтому приходится применять несколько разных фильтров, однако в результате их совместной работы может остаться очень мало "хороших" комбинаций (которых и так во много раз меньше, чем "плохих").

Представим, что отдельно существующий фильтр может работать неплохо, но оставляет слишком много комбинаций и приходится применять несколько разных фильтров
Представим, что отдельно существующий фильтр может работать неплохо, но оставляет слишком много комбинаций и приходится применять несколько разных фильтров

Впрочем, всё это ещё не означает, что увеличение количества фильтров изначально порочная идея, просто при большом количестве их необходимо использовать не "друг за другом", а несколько иначе. Именно одна такая идея и реализована в групповых операциях.

Увеличение количества фильтров ещё не означает, что это изначально порочная идея, просто их необходимо использовать не друг за другом, а несколько иначе
Увеличение количества фильтров ещё не означает, что это изначально порочная идея, просто их необходимо использовать не друг за другом, а несколько иначе

Групповой техно­логический процесс представляет собой комплекс групповых технологи­ческих операций, выполняемых на специализированных рабочих местах в последовательности технологического маршрута группы изделий, эле­ментов.

Комплекс групповых технологи­ческих операций, выполняемых на рабочих местах в  группе изделий и эле­ментов называется групповым технологическим процессом
Комплекс групповых технологи­ческих операций, выполняемых на рабочих местах в группе изделий и эле­ментов называется групповым технологическим процессом

Групповой технологический процесс - технологический процесс изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками. Групповой технологический процесс - технологический процесс, характеризуемый единством методов обработки с использованием однородных и быстро переналаживаемых приспособлений для групп изделий даже с разными конструктивными признаками.

Групповой технологический процесс является сложной комбинацией последовательных действий, которые используются в производственной деятельности
Групповой технологический процесс является сложной комбинацией последовательных действий, которые используются в производственной деятельности
    Применение групповой технологии

Применение групповой технологии особенно эффективно тогда, ко­гда на ее основе в серийном и мелкосерийном производствах удается создать групповые поточные или даже автоматические линии изготовле­ния изделий или деталей отдельных групп.

Если на основе групповой технологии удаётся создать в серийном и мелкосерийном производствах групповые поточные линии изготовле­ния изделий, то она эффективна
Если на основе групповой технологии удаётся создать в серийном и мелкосерийном производствах групповые поточные линии изготовле­ния изделий, то она эффективна

Создание подобных линий обычно основано на сочетании принципов типизации технологических процессов и групповой обработки, т. е. когда применяется типовой маршрут (например, при обработке заготовок по отдельным групповым операциям, выполняемым на станках с групповыми настройками, и при широком использовании групповых переналаживаемых приспособ­лений).

Сочетание принципов типизации технологических процессов основано на групповой обработке, когда применяется типовой маршрут группового технологического процесса
Сочетание принципов типизации технологических процессов основано на групповой обработке, когда применяется типовой маршрут группового технологического процесса

Применение групповой технологии тем эффективней, чем больше технологическая группа. При внедрении групповой технологии возникают трудности, свя­занные с организацией больших технологических групп не только в связи со сложностью в построении групповых наладок и приспособлений, но и из-за необходимости учета календарного планирования по выпуску изделий.

Бывает такое, что, например, при создании групповой технологии возникают некоторые трудности, которые свя­занны с организацией больших технологических групп
Бывает такое, что, например, при создании групповой технологии возникают некоторые трудности, которые свя­занны с организацией больших технологических групп

Изделия, изготавливаемые по групповой технологии, хотя и похожи, но имеют и различия, поэтому за редким исключением избавиться полно­стью от переналадки оборудования не удается.

Бывает также, что избавиться от неполадки довольно сложно при создании изделия, которое изготавливается по групповой технологии, так как имеются некоторые различия
Бывает также, что избавиться от неполадки довольно сложно при создании изделия, которое изготавливается по групповой технологии, так как имеются некоторые различия

По мере расширения номенклатуры деталей в группе при разработке групповой наладки возрастают ее сложность, количество позиций и время простоя инструментальных позиций. Это ограничивает номенкла­туру деталей в группе приводит к росту числа групп и, следовательно, увеличению числа групповых технологических процессов (операций).

Когда расширяется номенклатура определённых деталей в группе при разработке групповой наладки, то, соответственно, возрастает и ее сложность и количество позиций
Когда расширяется номенклатура определённых деталей в группе при разработке групповой наладки, то, соответственно, возрастает и ее сложность и количество позиций

Групповая технология оправдывает себя при условии многократного повторения выпуска данной технологической группы изделий. Если по­вторяемость отсутствует или незначительна, то дополнительные затраты на технологическую подготовку, которые значительно выше по сравнению с единичной технологией, себя не окупают (примером эффек­тивного применения групповой технологии может служит авиационная промышленность, где имеет место высокая повторяемость групп).

Когда отсутствует по­вторяемость, то затраты, которые считаются дополнительными на технологическую подготовку, значительно выше и себя не окупают
Когда отсутствует по­вторяемость, то затраты, которые считаются дополнительными на технологическую подготовку, значительно выше и себя не окупают

Групповой технологический процесс разрабатывается с целью экономически целесообразного применения методов и средств крупносерийного и массового производства в условиях единичного, мелкосерийного и серийного производства. Обязательным этапом, предшествующим разработке групповых процессов, является группирование предметов производства по технологическому подобию с учетом основных факторов организации производства.

Целью группового технологического процесса является экономически целесообразное применение определённых методов и средств крупносерийного производства
Целью группового технологического процесса является экономически целесообразное применение определённых методов и средств крупносерийного производства

Групповые технологические процессы и операции разрабатывают для всех типов производства только на уровне предприятия. Групповой технологический процесс применяется для совместного изготовления группы изделий различной конфигурации, но с общими технологическими признаками в конкретных производственных условиях на специализированных рабочих местах.

На уровне предприятия, разрабатываются групповые технологические процессы и операции для всех типов производства
На уровне предприятия, разрабатываются групповые технологические процессы и операции для всех типов производства

Документацию на данный процесс выполняют в виде рабочей технологической документации при наличии необходимой информации для изготовления конкретной группы изделий. Групповой технологический процесс разрабатывают на комплексное изделие.

Если имеется наличие необходимой определённой информации для изготовления группы изделий, то создаётся рабочая технологическая документация
Если имеется наличие необходимой определённой информации для изготовления группы изделий, то создаётся рабочая технологическая документация

В отличие от типового комплексное изделие является собирательным, объединяющим большинство элементов изделий, вошедших в группу. Для комплексного изделия разрабатывается технологический процесс и все изделия этой группы, будучи, как правило, проще комплексного изделия, изготовляют по данному технологическому процессу, пропуская по мере необходимости отдельные переходы. Все изделия, закрепленные за этим технологическим процессом, изготовляют партиями.

Если сравнивать типовое и комплексное изделие, то последнее является собирательным, которое объединяет множество элементов изделий, которые входят в группу
Если сравнивать типовое и комплексное изделие, то последнее является собирательным, которое объединяет множество элементов изделий, которые входят в группу

Групповые технологические процессы разрабатывают для условий единичного, мелкосерийного и серийного производства. Групповой процесс представляет собой способ унификации технологии производства, когда для однородных по конструктивно-технологическим признакам изделий устанавливают однотипные высокопроизводительные методы обработки с использованием быстро переналаживаемой технологической оснастки и оборудования.

Способом унификации технологии производства можно назвать групповой технологический процесс, когда устанавливаются однотипные методы обработки
Способом унификации технологии производства можно назвать групповой технологический процесс, когда устанавливаются однотипные методы обработки

Групповой технологический процесс разрабатывают после того, как спроектированы маршруты типовых или единичных технологических процессов на всю совокупность деталей, подлежащих изготовлению. Групповой технологический процесс составляется в виде наладок для обработки комплексной детали.

В виде разнообразных наладок для обработки комлексной детали, разрабатывается групповой технологический процесс производственной деятельности
В виде разнообразных наладок для обработки комлексной детали, разрабатывается групповой технологический процесс производственной деятельности

Любая деталь из группы может быть обработана по спроектированному групповому технологическому процессу без или с частичной переналадкой станка. Так как наладка составлена для обработки группы деталей, то при обработке одной детали используются все или часть инструментов, установленных в наладке. Возможна замена одного инструмента другим.

Часто бывает так, что наладка составлена для определённой обработки группы или части деталей, то тогда при обработке одной детали используются все инструменты
Часто бывает так, что наладка составлена для определённой обработки группы или части деталей, то тогда при обработке одной детали используются все инструменты

Групповой технологический процесс разрабатывают при условии, когда за основу берут не одну деталь, а группу сходных и создают так называемую комплексную деталь, содержащую все обрабатываемые элементы группы деталей, для которой разрабатывают технологический процесс с наладкой станка.

Если за за основу берут не одну деталь, а группу сходных и создают комплексную деталь, содержащую элементы группы деталей, то появляется групповой техпроцесс
Если за за основу берут не одну деталь, а группу сходных и создают комплексную деталь, содержащую элементы группы деталей, то появляется групповой техпроцесс

Групповой технологический процесс наиболее эффективен при единичном и мелкосерийном производстве. Групповой технологический процесс предназначен для совместного ремонта группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками в конкретных условиях производства на специализированных рабочих местах в последовательности технологического маршрута ремонта определенной группы изделий.

Обычно, для совместного ремонта изделий с разными конструктивными и общими технологическими признаками предназначен групповой технологический процесс
Обычно, для совместного ремонта изделий с разными конструктивными и общими технологическими признаками предназначен групповой технологический процесс

Групповой технологический процесс разрабатывается с целью применения методов и средств крупносерийного производства в условиях единичного, мелкосерийного и серийного производства.

В условиях мелко, серийного и единичного производства, разрабатывается групповой технологический процесс, цель которого - применение методов крупносерийного производства
В условиях мелко, серийного и единичного производства, разрабатывается групповой технологический процесс, цель которого - применение методов крупносерийного производства

Обязательным этапом, предшествующим разработке групповых технологических процессов, является группирование изделий ремонта по технологическому подобию с учетом основных факторов, организации производства и определение комплексного изделия, которое служит основой для выбора общих средств технологического оснащения и разработки технологического процесса совместного ремонта группы изделий на участке.

Этап, который предшествует разработке групповых технологических процессов, является группирование изделий ремонта по технологическому подобию
Этап, который предшествует разработке групповых технологических процессов, является группирование изделий ремонта по технологическому подобию

Групповые технологические процессы представляют собой совокупность групповых технологических операций, обеспечивающих изготовление различных деталей группы или нескольких групп по общему технологическому маршруту. Принятая последовательность технологических операций при групповом маршруте должна обеспечивать изготовление любой детали группы, технологическая оснастка должна быть групповой или универсально-переналаживаемой, оборудование должно быть высокоавтоматизированным при минимальных затратах на его переналадку.

Групповой технологический процесс должен эффективно выполняться, если для этого есть всё необходимое высокоэффективное оборудование на предприятии
Групповой технологический процесс должен эффективно выполняться, если для этого есть всё необходимое высокоэффективное оборудование на предприятии

Групповой технологический процесс разрабатывается на комплексную деталь, конструкция которой разрабатывается специально, с таким расчетом, чтобы в нее входили конструктивные элементы всех деталей, входящих в группу.

Обычно, сам групповой технологический процесс производственной химической деятельности разрабатывается на комплексную деталь, с учётом всех элементов
Обычно, сам групповой технологический процесс производственной химической деятельности разрабатывается на комплексную деталь, с учётом всех элементов

Групповой технологический процесс составляют на комплексную деталь. Последовательность операций, а также переходов должна обеспечивать полную обработку любой детали данной группы согласно чертежу и техническим требованиям. Технологическая оснастка для осуществления группового процесса и наладки режущего инструмента должна обеспечивать изготовление любой детали данной группы.

Наладка режущего инструмента должна обеспечивать изготовление любой детали данной группы в групповом химико-технологическом процессе производства
Наладка режущего инструмента должна обеспечивать изготовление любой детали данной группы в групповом химико-технологическом процессе производства

Групповые технологические процессы являются дальнейшим развитием идеи типизации, ее разновидностью, позволяющей комплексно решать ряд технологических задач и обеспечивающей научное обоснование в разработке технологических процессов и организации подготовки производства в условиях индивидуального, мелкосерийного и серийного производств.

Так называемые групповые техпроцессы являются развитием идеи типизации, а также ее разновидностью, которая позволяет комплексно решать ряд технологических задач
Так называемые групповые техпроцессы являются развитием идеи типизации, а также ее разновидностью, которая позволяет комплексно решать ряд технологических задач

Групповые технологические процессы могут служить основанием для организации поточного метода восстановления деталей в авторемонтном производстве.

Также, исключением не становится даже авторемонтные сервис, так как групповой технологический процесс служит для восстановления изделий в этом производстве
Также, исключением не становится даже авторемонтные сервис, так как групповой технологический процесс служит для восстановления изделий в этом производстве

Групповые технологические процессы в условиях мелкосерийного и серийного производства, которое составляет примерно 75 % всей машиностроительной и приборостроительной отечественной промышленности, применение групповой технологии обработки по методу лауреата Ленинской премии.

Применение групповой технологии обработки осуществляется по методу лауреата Ленинской премии в условиях мелкосерийного и серийного производства
Применение групповой технологии обработки осуществляется по методу лауреата Ленинской премии в условиях мелкосерийного и серийного производства

Групповые технологические процессы проектируют в определенном порядке. Подбирают группу деталей, удовлетворяющих требованиям групповых наладок; намечают маршрут обработки и схемы групповых наладок; ориентировочно определяют основное время обработки.

Лекция о том, что такое групповой технологический процесс

Разрабатывают наладку для наиболее сложных и выпускаемых в большем количестве деталей группы; затем учитывают другие детали группы; определяют штучное время обработки. Разрабатывают конструкцию установочного приспособления и инструментальную наладку; уточняют режимы обработки и окончательно определяют норму времени.

Также, разрабатывают разного рода наладки, как сложные и более лёгкие для выпускаемых в большом количестве деталей группы и затем учитывают другие детали группы
Также, разрабатывают разного рода наладки, как сложные и более лёгкие для выпускаемых в большом количестве деталей группы и затем учитывают другие детали группы

Составляют техническую документацию, включающую все данные для обработки каждой заготовки и компоновочные чертежи.

Впоследствии, составляется необходимая техническая документация по групповому технологическому процессу, которая включает в себя все данные для обработки заготовки
Впоследствии, составляется необходимая техническая документация по групповому технологическому процессу, которая включает в себя все данные для обработки заготовки

Различия между групповым и типовым технологическими процессами

Типовые и групповые технологический процессы являются унифицированными ТП, относящимися к группе изделий с общими конструктивными и (или) технологическими признаками. Эти технологические процессы широко применяют в мелкосерийном, серийном и реже в крупносерийном производствах.

Технологический процесс работы запорной, регулирующей арматуры

Эти технологические процессы широко применяют в мелкосерийном, серийном и реже в крупносерийном производствах.

Технологический процесс работы запорной, регулирующей арматуры

Практика внедрения типовых и групповых технологических процес­сов показывает, что, несмотря на очевидные преимущества, доля их вне­дрения невысока и до сих пор доминирует единичная технология. Одной из главных причин этого является недостаток классификации изделий на типы, группы, которыми пользуются при разработке типовых и группо­вых процессов.

Технологический процесс производства мясных полуфабрикатов в пищевом цехе гипермаркета

Анализ этих классификаций показывает, что в обоих слу­чаях в явном или неявном виде в качестве отличительных признаков вы­ступают не конструктивные, а технологические характеристики. Это приводит к тому, что на предприятиях, различающихся составом техно­логических средств и квалификацией работников, одна и та же номенкла­тура изделий будет разбита на разные группы.

технологический процесс сварки

С другой стороны, стоит изменить на предприятии применяемую технологию и оборудование, как придется изменять типы и группы. Чтобы свести к минимуму эти недостатки, надо классифицировать изделия на группы не по технологическим, а конструктивным признакам, что позволит сократить разнообразие ти­повых и групповых процессов и расширить область их применения.

Технологический процесс пиления на дисковой пилораме

Под­водя итог анализу различных видов технологического процесса, можно отметить следующее:

- применение единичного процесса позволяет разра­батывать оптимальные процессы, но это приводит к большим затратам времени на их разработку;

По анализу технологического процесса, можно сказать, что применение единичного процесса очень неплохо позволяет разра­батывать оптимальные процессы

- применение типового технологического процесса снижает объем и сроки технологической подготовки производства, но не обеспечивает оптимального процесса для каждой детали одного типа;

Ещё одним характерным анализом технологичесого процесса является применение типового процесса, который снижает объем и сроки подготовки производства

- применение группового технологического процесса хотя и увеличивает размер партии, но требует повторяемости эмиссии ценных бумаг изделий, что существенно снижает область его эффективного применения.

Заключительным этапом становится применение группового технологического процесса, в котором требуется повторение выпуска изделий

Все три вида технологии не обладают гибкостью, так как не позво­ляют изменять в случае надобности маршрут.

Однако, эти три вида технологических технологий не обладают абсолютной гибкостью, потому что не позво­ляют изменять маршрут в случае необходимости

Одной из главных причин недостатков всех видов технологических процессов является описание изделия на геометрическом уровне, когда деталь представляется совокупностью элементарных геометрических поверхностей, а сборочная единица - совокупностью деталей как геомет­рических тел.

Существует, также, и недостатки во всех видах технологических процессов, одной из главной считается описание изделия на геометрическом уровне

Это приводит к тому, что технолог, разрабатывая технологический процесс, стремится изготавливать на операциях такие совокупности по­верхностей, которые позволяют достичь наибольшей производительно­сти. Однако при этом часто нарушаются связи между поверхностями, обусловленные совместным выполнением функций детали.

Поэтому, такие недостатки приводят к тому, что ответственный за технологический процесс, технолог, стремится изготавливать на операциях совокупности по­верхностей

В результате:

- во-первых, появляется многовариантность технологического процесса из - за большого числа комбинаций поверхностей, изготавливаемых на опе­рациях;

Сущетствует понятие многовариантности технологического процесса, из-за большого числа комбинаций поверхностей, которые изготавливливаются на опе­рациях

- во-вторых, из-за изготовления функционально связанных по­верхностей на разных операциях возникают сложные технологические размерные связи, приводящие к необходимости введения дополнитель­ных операций.

А также, во время изготовления связанных по­верхностей на не однотипных операциях возникают довольно таки сложные технологические размерные связи

Все это приводит к необоснованному разнообразию технологиче­ских процессов, повышению трудоемкости их разработки, вызывают трудности в типизации технологических процессов и в группировании деталей при разработке групповых процессов.

Появляется такое понятие, как группировка деталей при разработке групповых процессов, которая приводит к необоснованному разнообразию технологиче­ских процессов

Если же деталь описывать функциональными блоками в виде моду­лей поверхностей, объединенных совместным выполнением служебных функций, то геометрический признак становится вторичным, а элемен­тарные поверхности входят в состав модулей поверхностей и не являются самостоятельными объектами при разработке технологических процессов.

В виде модулей поверхностей, объединенных выполнением служебных функций, геометрические признаки технологического процесса становятся вторичными

Учитывая ограниченную номенклатуру механизированного процесса и их высокую повто­ряемость, можно существенно снизить разнообразие технологических операций по составу изготавливаемых МП. В итоге упростится разработ­ка технологических процессов, их типизация и группирование деталей при использовании групповых процессов.

Считается, что в механизированном процессе есть ограниченная номенклатура и высокая повторяемость, за счёт которых можно снизить разнообразие операций

Все изложенное справедливо и для сборочных технологических процессов, если сборочную единицу рассматривать как совокупность модулей соединения.

Пример и способы модульного соединения (на оригами)

С целью реализации изложенных преимуществ описания изделия как совокупности МП и МС, следует рассматривать построение техноло­гического процесса как компоновку из модулей изготовления МП (МС), входящих в состав детали (сборочной единицы).

Создание сборочной единицы и спецификации

В связи с этим процесс получил название модульного технологиче­ского процесса, соответственно он может быть единичным, типовым, групповым процессом, и представляет собой результат дальнейшего со­вершенствования методики разработки технологических процессов, на­чиная с описания изделия.

Фильм о технологических процессах производства на глинодобывающих предприятиях компании UMG

Модульный технологический процесс - это технологический про­цесс, построенный из модулей процессов изготовления МП или МС, вхо­дящих в состав изготавливаемого изделия. В основе модульного технологического процесса лежит объективное существование МП и МС, являющихся конструктивными элементами изделий.

Модульный технологический цех Спрут-6М

Узкая номенклатура и ограниченное число описывающих их характеристик открывает путь к типизации конструктивных решений МП, МС, унификации их характе­ристик и на этой основе разработке модулей технологического обеспече­ния изготовления МП и получения МС.

Изомерия и номенклатура в химическом технологическом процессе

В состав модулей технологического обеспечения входят модули технологического процесса (МТИ) изготовления МП и сборочного про­цесса (МТС) получения МС, модули технологического оборудования (МО), инструментальной наладки (МИ), технологических баз (МТБ), приспособления (МПр) и контрольно-измерительного устройства (МКИ).

Volvo Concept Universe: сборочный процесс

Поскольку модульное технологическое обеспечение разрабатывает­ся под типовые МП и МС с унифицированными характеристиками, то оно отличается высоким уровнем обобщения, следовательно, широкой областью применения.

Чесалов Леонид Евгеньевич об информационно-технологическом обеспечении геологоразведочной отрасли

Имея технологическое обеспечение на модульном уровне, модуль­ный технологический процесс изготовления, например, детали, строится образом. Сначала определяется последовательность форми­рования из заготовки всех МП детали, затем из банка данных вызывают - МТИ, МТБ, МО, МИ, МПр, МКИ, необходимые для изготовления ка­ждого МП, затем МТИ объединяются в операции.

Ширяев Борис Константинович о техническом обеспечении освоения минеральных ресурсов Мирового Океана

Модульный технологический процесс объединяет в себе преимущества единичного, типового и группового технологических процессов. Действительно, модульный технологический процесс разрабатывается так же, как и единичный технологический, учитывающий все особенности изделия.

Фильм о конструкторско-технологическом обеспечении машиностроительных производств

Однако в отличие от единичного процесса трудоемкость его разработки невысока, так как он строится методом компоновки из имею­щихся модулей технологического обеспечения.

Элементы компоновки

Идея типизации в модульном технологическом процессе реализует­ся на уровне модулей технологического обеспечения, при этом типизация осуществляется более эффективно, так как модули МП и МС в отличие от изделий описываются небольшим числом характеристик.

Дозиметрическое и технологическое обеспечение лучевой терапии

Например, даже сравнительно простая деталь содержит десятка два поверхностей и имеет большое разнообразие вариантов конструктивного решения. При этом требования к точности и качеству поверхностного слоя у поверхностей такой детали может быть различным, что еще больше увеличивает ее разнообразие. В итоге для изготовления такого множества деталей потребуется большое число типовых технологических процессов.

Кирпичная кладка на углах проемов - конструктивное решение подвешивания

В отличие от детали МП одного наименования имеет меньшее число вариантов конструктивного решения, содержит, за редким исключением, не более трех поверхностей, что существенно снижает разнообразие МГ-1 и уменьшает число типовых модулей технологического процесса.

Технологический процесс это довольно сложно организованный процесс производства, в котором от детали одного наименования зависит число вариантов конструктивного решения

Идея групповой технологии, заключающаяся в организации техно­логических групп из разных изделий, в условиях модульной технологии решается наилучшим образом. Дело в том, что в силу ограниченной но­менклатуры МП и МС сравнительно просто формировать технологиче­ские группы даже в условиях единичного производства, т. е. не требуется повторяемость выпускаемых изделий.

Пример технологической группы

И в заключение отметим, что модульный технологический процесс приобретает некоторую гибкость, позволяя в ограниченных пределах изменять последовательность операций. Это объясняется тем, что в тра­диционных технологических процессах функционально связанные по­верхности детали могут изготавливаться на разных операциях.

Пример автоматизованых последовательных операций

Например, такие поверхности детали, как торец, отверстие и шпоночный паз, обра­зующие комплект баз (МПБ-311), могут изготавливаться на разных опе­рациях. В результате между операциями возникают сложные размерные связи, которые нарушаются при изменении последовательности операции, что может привести к браку. Поэтому изменение разработанного маршрутного процесса недопустимо.

В результате технологического процесса могут возникать сложные размерные связи, которые нарушаются при изменении последовательности операции

В модульном же технологическом процессе функционально связанные поверхности детали всегда объединены соответствующим модулем и изготавливаются на одной операции. Это существенно упрощает размерные связи технологического процесса, делает их прозрачными, что позволяет сравнительно просто определять возможность изменения маршрута обработки.

В таком технологическом процессе, как модульный, поверхности, которые являются функционально связными, детали всегда объединены соответствующим модулем

Принципы построения модульных технологических процессов позволяют по-новому строить машиностроительное производство, в основе которого лежит сквозное применение модульного принципа по всей про­изводственной цепочке: изделие - технологические процессы - техноло­гические системы - организация производственного процесса.

Существует следующая цепочка технологического процесса: изделие - технологические процессы - техноло­гические системы - организация производственного процесса

Основные стадии химико-технологического процесса

Химическая промышленность дает народному хозяйству огромное количество продуктов, без которых невозможна жизнь современного общества. Сюда входят моторные топлива, масла, горючие газы, кислоты, смолы, волокна, лаки, краски и т.д.

В наше время популярной является химическая промышленность, которая играет немаловажную роль в общественной жизни человека

Важнейшая задача химической технологии - отыскание оптимальных условий для экономически целесообразного осуществления химической реакции в виде технологического процесса.

Техническая электрохимия и химическая технология редких рассеянных элементов

Химико-технологический процесс складывается из трех стадий:

- подвод реагентов в зону реакции при помощи абсорбции, адсорбции, конденсации паров, плавлением, растворением и др. (осуществляется, как правило, с использованием физических процессов (механических, гидромеханических, тепловых, массообменных));

Химическая металлизация и химические реагенты

- химические реакции - основа процесса (в ходе этого происходит глубокое изменение структуры, состава и свойств веществ, участвующих в нем);

Пример химической реакции

- отвод продуктов из зоны реакции за счет диффузии или перевода вещества из одной фазы в другую. Стадия выделения целевого продукта для большинства химических производств является необходимой.

Что такое диффузия и от чего зависит скорость диффузии

Технологический процесс, в котором достигается абсолютная селективность и 100 процентный выход целевого продукта, просто экономически невыгоден. Возрастают расходные коэффициенты, энергетические затраты, вследствие чего стоимость продукта резко возрастает, и тогда товар теряет своего потребителя.

В технологическом процессе, обычно, достигается абсолютная селективность и выход целевого продукта при этом невыгоден

Классификация химико-технологических процессов

По классификации ЕСТД каждый из рассмотренных технологических процессов может быть:

- перспективным называют технологический процесс, соответствующий современным достижениям науки и техники, методы и средства которого полностью или частично предстоит освоить на предприятии;

По классификации, технологический процесс подразделяют на перспективный, так как он соответствует современным достижениям науки и техники

- рабочий технологический процесс - это такой технологический процесс, выполняемый по рабочей технологической и (или) конструкторской документации. Их разрабатывают на предприятиях для изготовления различных изделий. Рабочие ТП могут быть проектными, стандартными и временными;

Рабочий технологический процесс выполняется сугубо по рабочей и конструкторской технологической документации

- проектный технологический процесс - это технологический процесс, выполняемый по предварительному проекту технологической документации;

Проектный технологический процесс выполняется по предварительно обговоренному проекту специальной технологической документации

- стандартный технологический процесс - это установленный стандартом технологический процесс, который выполняют по рабочей технологической и (или) конструкторской документации, оформленной стандартом (ОСТ, СТП) и относящейся к конкретному оборудованию, режимам обработки и технологической оснастке;

Стандартный технологический процесс установлен специальным стандартом технологического процесса и выполняется по конструкторской документации

- временный технологический процесс - это технологический процесс, применяемый на предприятии в течение ограниченного периода времени из-за отсутствия необходимого оборудования или в связи с аварией до замены на более современный и экономичный.

Временный технологический процесс применяется на определённого типа предприятии в течение ограниченного периода времени

При создании автоматических линий, гибких автоматизированных производств и в других случаях разрабатывают комплексные технологический процесс, в состав которых кроме основных механических операций включают операции перемещения, термической обработки, контроля и очистки обрабатываемых заготовок и прочее.

Пример автоматизированного процесса. Штамповочный пресс.

Разрабатываемый технологический процесс должен обеспечивать повышение производительности труда и качества изделия, снижение трудовых и материальных затрат, сокращение вредных воздействий на окружающую среду.

Пётр Щедровицкий о том, что такое производительность труда. Определение понятия; лекция.

Технологический процесс должен соответствовать требованиям техники безопасности и промышленной санитарии, установленным системой стандартов безопасности труда (ССБТ), инструкциями и другими нормативными документами. Основой для разработки технологического процесса обычно служат имеющиеся типовой или групповой технологический процесс, а при их отсутствии - действующие единичные технологические процессы изготовления аналогичных изделий.

Техника безопасности на производстве

Основой классификации химико-технологических процессов является:

- способ организации процесса (т.е. по параметрам технологического режима);

Автоматизация химико-технологических процессов и способы организации процессов.

По способу организации химико-технологические процессы могут быть периодическими, непрерывными и комбинированными. При этом комбинированные процессы могут характеризоваться непрерывным поступлением сырья и периодическим отводом продукта или наоборот.

О видах химико-технологических процессов; лекция.

- кратность обработки сырья (т.е. по методам обработки);

Исследовательский лабораторный комплекс «Комплексная термическая обработка сырья и полуфабрикатов»

По кратности обработки сырья различают процессы с открытой, закрытой (циркуляционной) и комбинированной схемами. В процессах с закрытой схемой требуется неоднократный возврат непрореагировавшего сырья в зону химического взаимодействия до того момента, как оно превратится в конечный продукт.

Пример реализации комбинированной системы отопления

- вид используемого сырья;

Сергей Петров о том, что такое энергетически-топливное сырьё.

По виду используемого сырья химико-технологические процессы условно подразделяют на процессы, использующие минеральное сырье или сырье животного, растительного происхождения.

Минеральное сырье для металлургии: железо, марганец, хром. Обзор.

- агрегатное состояние веществ, участвующих в реакции (т.е. по фазовому состоянию реагентов);

Три состояния веществ и их свойства (агрегатное состояние вещества)

- тип основной химической реакции (т.е. по характеру химических реакций);

Лекция о том, какими бывают типы химических реакций

В зависимости от типа основной реакции химико-технологические процессы подразделяют на процессы разложения (диссоциации), нейтрализации, замещения, обмена, окисления, восстановления, присоединения (синтеза).

Электролитическая диссоциация, как один из процессов разложения

Процессы разложения, наиболее характерные для технологии органических веществ, сопровождаются образованием более простых, чем исходное сырье веществ. Процессы нейтрализации между веществом, имеющим свойства кислоты и веществом, имеющим свойства основания, приводят к образованию веществ, теряющих характерные свойства обоих соединений.

Симуляция процесса нейтрализации азотной кислоты

- по фазовому состоянию продуктов реакции;

Семинар о фазовом состоянии вещества

- тепловой эффект химической реакции;

Лекция Белова Александра о тепловом эффекте химической реакции

- направление протекания.

Обратимые и необратимые химические реакции, которые протекают только в одном направлении и завершаются полным превращением исходных реагирующих веществ

Процессы присоединения сопровождаются синтезом более сложных по сравнению с исходными веществами.

Лазарев Сергей Николаевич. Лекция о том, что такое синтез вещества.

  Гомогенные и гетерогенные химико-технологические процессы

По агрегатному состоянию веществ, участвующих в химической реакции, различают гомогенные и гетерогенные химико-технологические процессы.

Свойства агрегатных состояний вещества. Четвёртое состояние.

Гомогенными процессами называют такие, в которых все реагирующие вещества находятся в одной какой-нибудь фазе: газовой (г), твердой (т), жидкой (ж). В этих процессах реакция обычно протекает быстрее.

Наглядный пример гомогенного каталитического разложения пероксида водорода

В целом, механизм всего технологического процесса в гомогенных системах проще, соответственно проще и управление процессом. По этой причине на практике часто стремятся к гомогенным процессам, т.е. переводят реагирующие компоненты в какую-либо одну фазу.

Чаще всего, химико-технологические процессы стремятся к гомогенным процессам и совершается перевод реагирующих компонентов в какую-либо одну фазу

В гетерогенных процессах участвуют вещества, находящиеся в разных состояниях (фазах), т.е. в двух и трех фазах.

Наглядный пример гетерогенного катализа вещества. Каталитическое окисление аммиака.

К гетерогенным процессам относятся, например, горение (окисление) твердых веществ и жидкостей, растворение металлов в кислотах и щелочах и др.

Наглядный пример горения твердого бутана (твёрдых веществ)

  Экзотермические и эндотермические химико-технологические процессы

По тепловому эффекту химической реакции различают экзотермические и эндотермические процессы.

Пример экзотермических и эндотермических реакций, применяемых в технологическом производстве

Реакция метана с кислородом воздуха, как известно, сопровождается выделением большого количества тепла. Поэтому ее используют в быту для приготовления пищи, нагревания воды и отопления. Природный газ, поступающий в дома по трубам, на 98% состоит именно из метана.

Органическая химия; реакция метана с кислородом (взрыв)

Реакция оксида кальция (СаО) с водой тоже сопровождается выделением большого количества тепла.

Наглядный пример взаимодействия оксида кальция с водой

О чем могут говорить эти факты? При образовании новых химических связей в продуктах реакции выделяется больше энергии, чем требуется на разрыв химических связей в реагентах. Избыток энергии выделяется в виде тепла, а иногда и света.

Виды химических связей: ионная, ковалентная полярная и неполярная, донорно-акцепторная

Такие реакции должны протекать легко (как легко катится под гору камень).

Примерные показательные формулы, применяемые в химической технологии

Химические процессы, которые протекают с выделением теплоты, называются экзотермическими (от латинского "экзо" - наружу).

Наглядный химический эксперимент, который показывает, насколько красивы химические опыты и реакции

Например, многие окислительно-восстановительные реакции являются экзотермическими. Одна из таких красивых реакций - внутримолекулярное окисление-восстановление, протекающее внутри одной и той же соли - дихромата аммония (NH4)2Cr2O7:(NH4)2Cr2O7 = N2 + Cr2O3 + 4 H2O + энергия.

Видеоурок посвящен изучению процессов окисления и восстановления

Другое дело - обратные реакции. Они аналогичны закатыванию камня в гору. Получить метан из CO2 и воды до сих пор не удается, а для получения негашеной извести СаО из гидроксида кальция Са(ОН)2 требуются сильное нагревание.

Обратные реакции, которые применяются в химическом технологическом процессе

Такая реакция идет только при постоянном притоке энергии извне:

Пример формулы химической реакции

Это говорит о том, что разрыв химических связей в Ca(OH)2 требует большей энергии, чем может выделиться при образовании новых химических связей в молекулах CaO и H2O.

Типы химических реакций в органической химии

Химические процессы, протекающие с поглощением теплоты, называются эндотермическими (от "эндо" - внутрь). Количество выделяемой или поглощаемой при этом теплоты называют тепловым эффектом процесса (теплотой процесса).

Эксперимент. Эндотермическая реакция

Даже экзотермическая реакция не обязательно начинается сразу, как только мы смешаем реагенты. Если открыть конфорку газовой плиты, то метан немедленно входит в соприкосновение с кислородом воздуха, но не реагирует с ним (не загорается). Для того, чтобы появился постоянно горящий огонь (а это признак протекания химической реакции), к конфорке нужно поднести зажженную спичку.

Какие реагенты используют в химическом производстве. Один из видов - противогололедные

Если не сделать этого сразу же, то метан будет постепенно заполнять помещение, не реагируя с кислородом. Это очень опасно.

Пример взрыва метана с кислородом на практике

Во-первых, метаном нельзя дышать, а во-вторых, накопившийся в помещении метан (он теперь смешан с кислородом воздуха!) может взорваться от любой маленькой искры.

Видеоопыты по органической химии - получение метана

Искра или спичка служат инициатором реакции. Инициирование подобно небольшому усилию, которое надо приложить, чтобы столкнуть вниз находящийся на склоне горы камень. В дальнейшем энергия для вступления в реакцию все новых и новых молекул черпается из тепла, выделяемого в ходе реакции (если реакция экзотермическая).

Наглядный пример цепных реакций со спичками. Применение в технологической деятельности

Признаком протекания химической реакции не обязательно являются огонь, взрыв, выделение или поглощение тепла. О протекании реакции может говорить и выделение газа, выпадение осадка, изменение цвета раствора или даже его свечение!

Выделение газа, как признак протекания химической реакции

В то же время есть много реакций, которые протекают незаметно для глаза. Однако и в них происходит исчезновение одних и возникновение других веществ.

Видеоурок о том, что такое предмет химической деятельности. Вещества.

Например, в нашем организме протекает огромное количество химических превращений. Вероятно, человеческая мысль - тоже результат сложных химических реакций. Пока вы читаете это, в вашей голове произошло несколько интересных химических превращений, обеспечивающих понимание и запоминание прочитанного.

Семинар Владимира Истархова - о природе человеческой мысли

Образовались новые молекулы, которых раньше не было. В них теперь “записана” информация об экзотермических и эндотермических реакциях.

О том, что такое молекула, атом и вещество.

  Обратимые и необратимые химико-технологические процессы

По направлению протекания химико-технологические процессы подразделяют на обратимые и необратимые.

Обратимые и необратимые химико-технологические процессы. Химическое равновесие

Теоретически все химические реакции обратимы. В зависимости от условий они могут протекать как в прямом, так и в обратном направлениях.

Видеоурок о том, что такое квазистатические и обратимые процессы

Обратимый процесс (то есть равновесный) - термодинамический процесс, который может проходить как в прямом, так и в обратном направлении, проходя через одинаковые промежуточные состояния, причем система возвращается в исходное состояние без затрат энергии, и в окружающей среде не остается макроскопических изменений.

О том, что такое обратимый процесс; принципы его использования в химико-технологическом процессе

Обратимый процесс можно в любой момент заставить протекать в обратном направлении, изменив какую-либо независимую переменную на бесконечно малую величину.

Пример графика обратимого процесса, который часто используется в химико-технологическом процессе

Обратимые процессы дают наибольшую работу. Большую работу от системы вообще получить невозможно. Это придает обратимым процессам теоретическую важность. На практике обратимый процесс реализовать невозможно. Он протекает бесконечно медленно, и можно только приблизиться к нему.

Наибольшую работу можно получить именно в обратимом процессе химической технологии обработки производства

Следует отметить, что термодинамическая обратимость процесса отличается от химической обратимости. Химическая обратимость характеризует направление процесса, а термодинамическая - способ его проведения.

Лекция о втором законе термодинамики, энтропии, а также химическом равновесии

Понятия равновесного состояния и обратимого процесса играют большую роль в термодинамике. Все количественные выводы термодинамики применимы только к равновесным состояниям и обратимым процессам. В состоянии химического равновесия скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции!

Первый закон термодинамики о том, что такое необратимость тепловых процессов

Во всех обратимых процессах устанавливается равновесие, при котором скорости прямого и обратного процессов уравниваются, в результате чего соотношение между компонентами во взаимодействующих системах остаются неизменными до тех пор, пока не изменятся условия протекания процесса.

Практические во всех процессах, которые происходят в химии, устанавливается состояние равновесия

В необратимых процессах равновесие в реакциях полностью смещается в сторону продуктов реакции, а обратная реакция, как правило, не протекает.

В необратимых процессах, отчасти, данное состояние равновесия смещается и, порой, реакция либо не происходит, либо протекает неправильно

Необратимым называется процесс, который нельзя провести в противоположном направлении через все те же самые промежуточные состояния. Все реальные процессы необратимы.

О том, что такое необратимый процесс

Переход кинетической энергии макроскопического движения через трение в теплоту, то есть во внутреннюю энергию системы, является необратимым процессом.

Лекция в Московском энергетическом институте о том, что такое кинетическая энергия тела в простейших случаях движения

Законы необратимых процессов могут быть обоснованы с помощью методов электрокинетической теории тепла. Теория необратимых процессов была разработана бельгийскими и голландскими физиками: Онзагером, Пригожиным, Дефаем, де Гроотом в 40-50 годах XX века.

Онзагер, как основоположник теории необратимых процессов

Примеры необратимых процессов:

- диффузия;

Что такое диффузия

- термодиффузия;

Завод термодиффузионного цинкования «Цинк+». Пример использования термодиффузии в химическо-технологическом производстве

- теплопроводность;

Использование теплопроводности в химико-технологическом процессе. Теплопроводность материалов для строительства частного дома

- вязкое течение;

Течение вязкой жидкости. Падение давления вдоль трубы

- другие необратимые процессы

И многие другие необратимые процессы, которые применяются в химико-технологическом деле

    Диффузия, как химико-технологический процесс

Диффузия (лат. diffusio - распространение, растекание, рассеивание, взаимодействие) - процесс взаимного проникновения молекул или атомов одного вещества между молекулами или атомами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму.

Подробнее о том, что такое диффузия, как явление в химии

В некоторых ситуациях одно из веществ уже имеет выравненную концентрацию и говорят о диффузии одного вещества в другом. При этом перенос вещества происходит из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией (вдоль вектора градиента концентрации).

Определение концентрации вещества в растворе методом титриметрии

Примером диффузии может служить перемешивание газов (например, распространение запахов) или жидкостей (если в воду капнуть чернил, то жидкость через некоторое время станет равномерно окрашенной). Другой пример связан с твёрдым телом: атомы соприкасающихся металлов перемешиваются на границе соприкосновения.

Перемешивание веществ. Обзор броуновского движения эффекта похожего на диффузию, но протекающего в жидкостях или газах.

Важную роль диффузия частиц играет в физике плазмы. Скорость протекания диффузии зависит от многих факторов. Так, в случае металлического стержня тепловая диффузия проходит с огромной скоростью. Если же стержень изготовлен из синтетического материала, тепловая диффузия протекает медленно.

Диффузия в технологическом процессе. Самодельная диффузионная камера.

Диффузия молекул в общем случае протекает ещё медленнее. Например, если кусочек сахара опустить на дно стакана с водой и воду не перемешивать, то пройдёт несколько недель, прежде чем раствор станет однородным.

Диффузия, взаимопроникновение атомов и молекул; физические опыты и эксперименты на практике

Ещё медленнее происходит диффузия одного твёрдого вещества в другое. Например, если медь покрыть золотом, то будет происходить диффузия золота в медь, но при нормальных условиях (комнатная температура и атмосферное давление) золотосодержащий слой достигнет толщины в несколько микронов только через несколько тысяч лет.

Диффузия твёрдых веществ на примере слипания твёрдых тел

Другой пример: на золотой слиток был положен слиток свинца, и под грузом за пять лет свинцовый слиток проник в золотой слиток на сантиметр. Первое количественное описание процессов диффузии было дано немецким физиологом А. Фиком в 1855 году.

Пример диффузии на практике. Применение в технологических процессах.

Все виды диффузии подчиняются одним законам. Скорость диффузии пропорциональна площади поперечного сечения образца, а также разности концентраций, температур или зарядов (в случае относительно небольших величин этих параметров).

Что такое электрический заряд и как он влияет на технологический производственный процесс

Так, тепло будет в четыре раза быстрее распространяться через стержень диаметром в два сантиметра, чем через стержень диаметром в один сантиметр. Это тепло будет распространяться быстрее, если перепад температур на одном сантиметре будет 10 °C вместо 5 °C.

Тепло, которое исходит из-под земли. Использование в технологическом процессе.

Скорость диффузии пропорциональна также параметру, характеризующему конкретный материал. В случае тепловой диффузии этот параметр называется теплопроводность, в случае потока электрических зарядов - электропроводность.

Разница температур в жидкости - тепловая диффузия

Количество вещества, которое диффундирует в течение определённого времени, и расстояние, проходимое диффундирующим веществом, пропорциональны квадратному корню продолжительности диффузии. Диффузия представляет собой процесс на молекулярном уровне и определяется случайным характером движения отдельных молекул.

Красивая демонстрация явления тепловой диффузии: вы можете наблюдать, как смешиваются между собой горячая и холодная жидкости разных цветов

Скорость диффузии в связи с этим пропорциональна средней скорости молекул. В случае газов средняя скорость малых молекул больше, а именно она обратно пропорциональна квадратному корню из массы молекулы и растёт с повышением температуры.

Скорость молекул. Примеры формул и решения задач.

Диффузионные процессы в твёрдых телах при высоких температурах часто находят практическое применение. Например, в определённых типах электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) применяется металлический торий, продиффундировавший через металлический вольфрам при 2000 °C.

Высокие температуры. Гипертермия.

Если в смеси газов масса одной молекулы в четыре раза больше другой, то такая молекула передвигается в два раза медленнее по сравнению с её движением в чистом газе. Соответственно, скорость диффузии её также ниже.

Практический процесс получения жидких газов. Пропан-бутановая смесь.

Эта разница в скорости диффузии лёгких и тяжёлых молекул применяется, чтобы разделять субстанции с различными молекулярными весами. В качестве примера можно привести разделение изотопов. Если газ, содержащий два изотопа, пропускать через пористую мембрану, более лёгкие изотопы проникают через мембрану быстрее, чем тяжёлые.

Наглядный пример скорости молекул воды при кипячении; использование в технологическом процессе

Для лучшего разделения процесс производится в несколько этапов. Этот процесс широко применялся для разделения изотопов урана (отделение 235U от основной массы 238U). Поскольку такой способ разделения требует больших энергетических затрат, были развиты другие, более экономичные способы разделения. Например, широко развито применение термодиффузии в газовой среде.

Технология производства; атомные электростанции (АЭС) Российской Федерации - изотопы урана

Газ, содержащий смесь изотопов, помещается в камеру, в которой поддерживается пространственный перепад (градиент) температур. При этом тяжёлые изотопы со временем концентрируются в холодной области.

Наглядное пособие по проектированию технологических комплексов химических и нефтехимических производств
    Термодиффузия, как один из видов технологического процесса

Термодиффузия - термодинамический эффект (эффект Соре) заключающийся в появлении в смеси вследствие разности температур градиента концентрации компонентов. Данный эффект обратен эффекту Дюфура.

Лекция об уравнениях для смесей и газа; термодиффузия

Для случая, когда смесь состоит из двух компонентов, внешние силы равны нулю и давление одинаково во всех точках смеси, имеет место уравнение:

Уравнение термодиффузии в химико-технологическом процессе

Здесь:

- c_{1} - концентрация одной из компонент смеси;

Идёт концентрация смеси

- D_{12} - коэффициент обычной диффузии;

Идёт коэффициент обычной протекающей диффузии

- D_{12}^{'} - коэффициент термодиффузии.

Что же такое термодиффузия; подробное описание процесса на картинке

Отношение коэффициента термодиффузии к коэффициенту обычной диффузии:

Коэффициент Соре в термодиффузии химико-технологического процесса

    Теплопроводность, как технологический процесс

Теплопроводность - это процесс переноса энергии от более нагретых частей тела к менее нагретым, осуществляемый хаотически движущимися частицами тела (атомами,молекулами, электронами и т. п.). Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температур, но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества.

Что такое теплопроводность и как она влияет на технологическо-производственный процесс

Теплопроводностью называется также количественная характеристика способности тела проводить тепло. В сравнении тепловых цепей с электрическими это аналогпроводимости.

Эксперимент передачи "Галилео" по теплопроводности разных сред

Количественная способность вещества проводить тепло характеризуется коэффициентом теплопроводности. Эта характеристика равна количеству теплоты, проходящему через однородный образец материала единичной длины и единичной площади за единицу времени при единичной разнице температур (1 К). В системе СИ единицей измерения коэффициента теплопроводности является Вт/(м·K).

Использование теплопроводности на практике. Теплопроводность материалов для строительства частного дома. Технологический процесс.

Исторически считалось, что передача тепловой энергии связана с перетеканием гипотетического теплорода от одного тела к другому. Однако с развитием молекулярно-кинетической теории явление теплопроводности получило своё объяснение на основе взаимодействия частиц вещества.

Очередной пример использования теплопроводности в технологическом процессе. Опыт с гвоздями

Молекулы в более нагретых частях тела движутся быстрее и передают энергию посредством столкновений медленным частицам в более холодных частях тела.

Теплопроводность молекул и газообразных веществ, которые применяются в технологиях производства
    Вязкое течение, как технологический процесс

Вязкое течение жидкости можно рассматривать как кинетический процесс, теплота активации которого зависит от того, на сколько нужно повысить энергию элемента потока, чтобы перевести его из того состояния, в котором он находился непосредственно перед единичным переходом, в активированное состояние.

Лекция Московского физико-технического Вуза о том, что такое вязкая теплопроводная жидкость и её действие в технологиях производства

При ортосиликатном составе ( 66 % М2О) скорость течения должна контролироваться переносом ионов SiO -, которые, следовательно, и являются при данном составе элементом потока. Вязкое течение жидкости можно рассматривать как кинетический процесс, теплота активации которого зависит от того, на сколько нужно повысить энергию элемента потока, чтобы перевести его из того состояния, в котором он находился непосредственно перед единичным переходом, в активированное состояние.

Лекция о вязкости течения жидкости в гидродинамике.

При ортосиликатном составе ( 66 % М2О) скорость течения должна контролироваться переносом ионов SiO -, которые, следовательно, и являются при данном составе элементом потока. Задачи вязкого течения жидкостей и газов в пограничном слое при внешнем обтекании тел.

Что такое ион и как он влияет на вязкости протекания жидкости в технологиях производственной деятельности предприятий

Этот класс объединяет все задачи ламинарного и турбулентного, стационарного и нестационарного режимов течения однородных и многокомпонентных газов и жидкостей при свободном и вынужденном обтекании плоских и пространственных тел с произвольным распределением скоростей в потенциальном или завихренном потоке при произвольных условиях на границах и на поверхностях разрывов.

Подробнее о том, что такое ламинарные и турбулентные течения жидкости

Задачи данного класса описываются системой дифференциальных уравнений параболического типа, содержащей по крайней мере одну одностороннюю пространственную или временную координату, вдоль которой протекающий процесс зависит только от условий на одной из границ рассматриваемой области.

Продольное вязкое обтекание

Следовательно, энергия активации вязкого течения жидкостей со сферически симметричными молекулами относительно велика, а значит, велика и энтропия активации. Такой вывод находится в согласии с экспериментом и указывает, что, как и следовало ожидать, симметричные молекулы в нормальном состоянии жидкости плотно упакованы.

Что такое молекула и какой она формы

Вслед за классическими исследованиями вязкого течения жидкостей Пуазейля и Стокса ( а намного раньше - Ньютона) Максвелл и Шведов дали описание реологических свойств линейных и нелинейных - структурированных систем; позднее существенный вклад в эту область был сделан и Эйнштейном.

Кривые течения жидкостей различных реологических типов, моделирующих буровые растворы

Уравнение Ньютона описывает закон вязкого течения идеальной бесструктурной жидкости ( ньютоновой жидкости), уравнение Бингама-Шведова - идеальной пластической системы ( бингамова тела), а уравнение Оствальда де Ваале - структурированной псевдопластичной жидкости. Реологическое поведение реальных буровых растворов лишь приблизительно описывается каждой их этих формул.

Что такое неньютоновская жидкость? Каковы ее свойства, чем она отличается от обычной ньютовской жидкости.

Это должно привести к тому, что вязкое течение жидкости в узких микротрещинах, которые развиваются в каучуко наполненном ПВХ, затрудняется по сравнению с чистым ПВХ, имеющим широкие микротрещины, из-за более высокого градиента скорости сдвига. Этому же способствует искривление и ветвление микротрещин в МПВХ.

Вязкое течение жидкости влияет на появление мелких микротрещин, которые развиваются в ПВХ и затем появляются широкие микротрещины, из-за высокого сдвига

Все эти факторы затрудняют доставку жидкости к вершинам растущих микротрещин, в которых происходит локализованная деформация полимера, и снижают эффективность их действия. В разработке вопросов, связанных с теорией вязкого течения жидкостей и стекол, большую роль сыграли Эйринг, Френкель, Стен-ворт, Мюллер, Евстропьев, Немилов.

Все эти факторы влияют на появление широких микротрещин, что влияет на технологический производственный процесс

Так как имеется восемь физических величин, характеризующих вязкое течение жидкости, а основных размерных физических величин четыре, то можно образовать четыре безразмерных параметра; все они могут быть определены сопоставлением размерностей каждой из последующих величин от Ср 0 до т с размерностями четырех основных величин.

График течения ньютоновской жидкости; график течения жидкости с аномальной вязкостью

Для получения качественной характеристики пластического течения твердого тела и вязкого течения жидкости целесообразно исходить из закономерностей напряжения сдвига.

Трение при движении твёрдого тела в жидкости

Технологический процесс химической промышленности

Технологический процесс химической промышленности сопровождается поступлением в воздух рабочих помещений избыточного тепла, влаги, паров и пыли, ядовитых газов. Каждое из этих выделений изменяет нормальные свойства воздуха и может происходить как в отдельности, так и в различных комбинациях.

Один из видов ядовитых газов. Зарин - убийца без цвета, запаха и вкуса.

Технологические процессы химической промышленности выдвигают задачи контроля и регулирования влаго-содержания чистых газов: азота, водорода, кислорода, метана и др., во многих случаях необходимо контролировать с большой точностью степень осушки воздуха и различных газов.

Документальный фильм о том, что такое сжиженные газы.

Аналогичные задачи выдвигают современные электровакуумная промышленность и металлургия (черная, цветная, в том числе редких металлов и полупроводников); в качестве примеров можно указать на контроль влажности доменного дутья и на контроль влажности водорода при производстве твердых сплавов.

Передача "Галилео" подробнее о том, что такое металлургия

Технологические процессы химической промышленности отличаются большим разнообразием, поэтому оборудование, предназначенное для их осуществления, также весьма разнообразно. Если оборудование неудачно сконструировано или неправильно обслуживается, то при его эксплуатации могут возникнуть неполадки, опасности и вредности.

Технологический процесс производства резиновых смесей

При создании оборудования конструкторы и машиностроители соблюдают нормативные требования, обеспечивающие безопасность его эксплуатации. Многие технологические процессы химической промышленности связаны с движением жидкостей, газов или паров, перемешиванием в жидких средах, а также с разделением неоднородных смесей путем отстаивания, фильтрования и центрифугирования.

Подробнее о машиностроительном производстве

Скорость всех указанных физических процессов определяется законами гидромеханики. Поэтому такие процессы называют гидромеханическими. Многие технологические процессы химической промышленности связаны с получением или переработкой пылевидных материалов, являющихся пожаро - и взрывоопасными.

Законы гидромеханики. Гидродинамическая спиральность.

Известно много случаев взрывов пыли, приведших к человеческим жертвам и большому материальному ущербу. За период 1952 - 1963 гг. в Японии произошло 78 взрывов пыли в производствах неорганических и органических продуктов. Известен взрыв угольной пыли на одной из шахт во Франции в 1906 г., приведший к гибели 1100 человек. При взрыве угольной пыли на шахте Миикэ ( Япония) в ноябре 1963 г. погибли 458 человек и были тяжело ранены 742 человека.

Видео о том, как взрывается смесь газа СН4 2% и 60 кг шахтной пыли

Многие технологические процессы химической промышленности связаны с движением жидкостей, газов или паров, перемешиванием в жидких средах, а также с разделением неоднородных смесей путем отстаивания, фильтрования и центрифугирования. Скорость всех указанных физических процессов определяется законами гидромеханики. Поэтому такие процессы называют гидромеханическими.

Презентация технологического процесса производства сортового проката

Механизация технологических процессов химической промышленности наиболее вероятна на таких операциях, как загрузка твердых и сыпучих веществ в аппараты и машины, выгрузка готовых продуктов, удаление отходов, внутризаводское и цеховое транспортирование, очистка аппаратов и трубопроводов и емкостей, затаривание, складирование, а также отбор проб и замер продуктов в емкостях.

В случае с механизацией технологических процессов химической промышленности, то тут наиболее вероятна механизация при загрузке твердых и сыпучих веществ в машины

Совершенствование технологических процессов химической промышленности определяется укрупнением единичных мощностей аппаратов, разработкой и внедрением в производство технологических схем, характеризующихся максимальным и многократным использованием ВЭР непосредственно IB технологических процессах, за счет чего обеспечивается уменьшение потребности в подведенной извне энергии.

Укрупнение единичных мощностей приводит к усовершенствованию технологических процессов химической промышленности и разработке технологических схем

Такое направление определяет уменьшение выхода ВЭР ( а в ряде случаев для многих продуктов и отсутствие их выхода) за пределы замкнутых технологических схем, по сравнению с существующими в настоящее время условиями производства. В технологических процессах химической промышленности приходится иметь дело как с низкими, так и с высокими температурами. Поэтому в этой отрасли промышленности применяют разнообразные методы и средства измерения.

Схема использования ВЭР

В технологических процессах химической промышленности наиболее часто выпаривают водные растворы различных нелетучих веществ. В технологических процессах химической промышленности используется весовое и объемное дозирование.

Наиболее часто во многих технологических процессах химической промышленности выпаривают водные растворы различных нелетучих веществ

Весовое дозирование позволяет получать дозы с высокой степенью точности - до 0,1 % при массе дозы 15 - 20 кг и более. Однако производительность весовых дозаторов в несколько раз меньше, чем у объемных, у которых значительно проще конструкция и выше надежность.

Обычная производительность весовых дозаторов в несколько раз меньше, чем у тех же объемных, при том, что у объёмных значительно проще конструкция

По этой причине в машинах-автоматах химических производств при дозировании порошковых мaтepиaлoв порциями до 500 г, а в некоторых случаях и до 1 - 2 кг, используются объемные дозаторы. Жидкости дозируются объемными дозаторами без ограничения массы. В технологических процессах нефтяной, газовой и химической промышленности применяется искусственный холод в диапазоне примерно до - 200 С, иногда и ниже.

Автоматический дозатор порошка

Во многих технологических процессах химической промышленности находят применение органические растворители и легковоспламеняющиеся жидкости. Если замена горючих сред негорючими не нарушает нормального хода технологических операций и экономически приемлема, то она и наиболее целесообразна, так как исключает возможность загораний не только от статического электричества, но и от всех других источников воспламенения.

Пример легковоспломеняющихся веществ на практике. Тяньцзин заволокло токсичными газами

Познакомившись с основными свойствами технологических процессов химической промышленности как объектов управления и получив некоторые представления о задачах и работе АСУТП, перейдем к более детальному определению объекта управления, а также составных частей, выполняемых функций и классификации АСУТП.

Доклад Иванова Виктора об основах организации АСУТП электроустановок

Важной задачей в области управления технологическими процессами химической промышленности является разработка типовых систем управления процессами приготовления л распределения сыпучих материалов по параллельно работающим аппаратам. Одним из первых этапов на пути решения этой задачи предполагается определение модели динамических связей объекта и системы управления.

На примере разработки систем управления капиталом

Давление среды играет важную роль во многих технологических процессах химической промышленности. С развитием химической технологии создаются и реализуются процессы с высокими давлениями, причем проявляется тенденция к возрастанию давлений. В промышленных установках используются давления в 320; 500; 800; 1500; 2500 кгс / см2 и более. Арматурная промышленность выпускает серийно арматуру на 320 и 800 кгс / см2, при больших давлениях арматура изготовляется по отдельным заказам.

Автоматизация химических технологических процессов

Поскольку в качестве объектов моделирования выбраны технологические процессы химической промышленности, их специфические особенности и должны учитываться при разработке общей структуры технико-экономической модели оптимизируемого объекта и ее дальнейшей математической формализации.

Пример автоматизации технологических процессов; специфика оптимизации экономической модели

Технико-экономическая модель ХТС, постоянная по форме, при переходе от одного уровня моделирования к другому может существенно менять содержание. При построении технико-экономических моделей в первую очередь необходимо свести моделируемый типовой процесс к одной из общепринятых групп.

Технико-экономический вебинар товарищей Сибирякова и Суходоева

Тем самым будет предопределено возможное использование опыта по составлению математических описаний для процессов данной группы. Завод в последние годы расширил ассортимент аппаратов из импрегнированного графита и графитопласта АТМ-1, которые успешно работают во многих технологических процессах химической промышленности.

В последние годы происходит расширение ассортимента аппаратов из графитопласта, которые работают в бесчисленном множестве техпроцессах химической промышленности

Совместно с управляющей вычислительной техникой третьего поколения и средствами государственной системы приборов ( ГСП) комплекс технических средств для АСУ ТП ( КТС-1) предназначен для того, чтобы проектным путем, пользуясь индустриальными методами, создать АСУ ТП непрерывными и непрерывно-периодическими технологическими процессами химической промышленности.

Технологический процесс производства Джелани

Технологические процессы химической промышленности характеризуются большим количеством разнообразных параметров. Особой сложностью отличаются химические и массообменные процессы. Несмотря на многообразие параметров, все они могут быть сведены в три группы: входные, режимные и выходные.

Химическо-технологический процесс, в первую очередь, характеризуется множеством параметров

Действительно, многие технологические процессы химической промышленности являются взрывоопасными и пожароопасными и связаны с применением вредных веществ. Но причины опасностей и вредностей хорошо известны, а главное - разработаны проверенные на практике способы их предотвращения и ликвидации.

Подробная инструкция о том, что делать при обнаружении взрывоопасного предмета или вещества

Надо только знать соответствующие технологические регламенты, инструкции по технике безопасности, аварийные инструкции и точно их соблюдать, тогда работа будет безопасной и безвредной. Практика показывает, что уровень травматизма на химических заводах относительно невысок и имеет тенденцию к дальнейшему снижению. Задача, стало быть, заключается в том, чтобы, применяя оправданные практикой организационные и технические мероприятия, ликвидировать травматизм.

Нужно обязательно знать инструкции по безопасности, если вы являетесь работником химического производства

Более глубокая переработка полиметаллических руд с извлечением многих компонентов в полной мере может быть обеспечена на основе широкого использования электроэнергии. Электрическая энергия широко используется в технологических процессах химической промышленности. С ее помощью интенсифицируется процесс, электричество используется для автоматизации управления агрегатов.

Промышленная разработка полиметаллических руд месторождения Шалкия

Изложенное ниже обоснование экономической эффективности электроподогрева основывается на сравнении с двумя наиболее распространенными теплоносителями - перегретой водой и паром. Перегретая вода используется главным образом в технологических процессах химической промышленности, а также в нефтепереработке. На нефтебазах для подогрева применяется в основном пар.

Пример одного из методов электроподогрева пола, который используется в технологическом процессе

Загрязняющие атмосферу вещества непрерывно измеряются приборами, которые можно назвать приборами первого поколения. Они являются модификацией приборов и методик, используемых в технологических процессах химической промышленности.

Пример дозиметра, который сделан своими руками для измерения загрязнения ядовитыми веществами окружающей среды

Обычно они работают по следующему принципу: растворение определяемого газа в водной среде, реакция в этой среде с образованием окраски и измерение интенсивности этой окраски фотоэлектрическим методом. Такие анализаторы применяются для измерения концентраций SO2, NO, NO2 и суммы оксидантов в атмосфере, содержания МО в промышленных выбросах и СО в выхлопных газах автотранспорта. Эти приборы требуют тщательного ухода, и измерения с их помощью подвержены помехам сопутствующих загрязняющих веществ в атмосфере.

Вебинар на тему расчета фотоэлектрических систем и подбора оборудования для них

Пневматические ИУ характеризуются низкой стоимостью, простотой конструкции и обслуживания, высокой эксплуатационной надежностью, возможностью работы в пожаро - или взрывоопасных условиях. Поэтому пневматические ИМ нашли широкое применение в системах автоматического управления технологическими процессами химической промышленности.

Они отличаются низкой себестоимостью и простотой конструкции, а также легки в обслуживании и высокой эксплуатационной надежностью

Соответствует курсу Технологические измерения и контрольно-измерительные приборы. Изложены методы измерения, принципы действия и устройства КИП, широко применяемых в системах автоматического контроля и управления технологическими процессами химической промышленности и промышленности минеральных удобрений. Рассмотрены основы метрологического обеспечения химических производств.

Лекция о том, что такое минеральные удобрения

Эти основные направления развиваются в тесной связи друг с другом, поскольку, например, механизация, электрификация и автоматизация невозможны без использования новых химических соединений и материалов, а совершенствование химического производства зависит от широкого внедрения автоматизированных систем управления технологическими процессами химической промышленности, энерговооруженность которой за период с 1965 по 1975 г. возросла почти в два раза.

В целом в народном хозяйстве научно-технический прогресс определяется электрификацией, механизацией, автоматизацией и химизацией общественного производства

Арматура, работающая при высоких давлениях и высоких температурах ( энергетическая), рассмотрена выше. Ниже приведено несколько конструкций арматуры для высоких давлений и 1; 200 С, применяемых в химической промышленности. Как и в других случаях, здесь используется запорная, регулирующая и предохранительная арматура. Применяется ручное и дистанционное управление.

Регулирующие клапаны. Запорная арматура.

Давление среды играет важную роль во многих технологических процессах химической промышленности. С развитием химической технологии создаются и реализуются процессы с высокими давлениями, причем проявляется тенденция к возрастанию давлений.

Окружающая среда также играет немаловажную роль в протекании химико-технологических процессов

В промышленных установках используются давления 32; 50; 80; 150; 250 МПа и более. Арматурная промышленность выпускает серийно арматуру на 32 и 80 МПа, при ббльших давлениях арматура изготовляется по отдельным заказам.

Пример использования арматурной промышленности в каркасном строительстве дома

Основные процессы химико-технологического процесса

Во многих технологических процессах химической промышленности используется атмосферный воздух, который нагнетается компрессорами под различным давлением.

Воздействие на атмосферный воздух в период эксплуатации новой технологии переработки

Несмотря на огромное разнообразие технологических процессов химической промышленности, все они состоят из отдельных технологических операций, каждую из которых можно отнести к одной из следующих групп типовых процессов:

- реакторные;

Пример использования атомного реактора

- термодинамические.

Основные термодинамические процессы

По условиям протекания химико-технологические процессы подразделяют на электрохимические, каталитические, фотохимические, радиационно-химические.

На примере технологического процесса производства сока Алоэ

Все процессы химической технологии разделяют в зависимости от общих кинетических закономерностей протекания процесса на пять основных групп:

- гидромеханические;

Гидромеханическая трасмиссия Четра Т11 в разрезе

- тепловые;

Тепловые насосы DanHeat и дизельный котел

- массообменные (или диффузионные) процессы;

Массобменный процесс с ванной шпарки птицы, которая имеет систему барбатирования

- химические процессы;

Химический процесс на примере получения сланцевого газа

- механические процессы.

Механический процесс на наглядном примере замеса теста в хлебопечке

По организационно-технической структуре процессы делятся на:

- периодические;

От периодического процесса к перфузии: оптимизация платформы для непрерывного производства биомолекул

- непрерывные.

Непрерывный процесс в химической технологии производства

Химические процессы подразделяется на:

- технологию неорганических веществ (производство кислот, щелочей, соды, силикатных материалов, минеральных удобрений, солейи т. д.);

Неорганические вещества, их номенклатура и классификация

- технологию органических веществ (синтетический каучук, пластмассы, красители, спирты, органические кислоты и др.)

Предмет органической химии. Органические вещества

Тенденции развития химико-технологического процесса

Основные направления развития процессов химической технологии:

- повышение одновременно эффективности и экологичности производства;

Производство самого экологичного утеплителя в мире

- развитие биохимической и ферментативной технологий;

Awareness Technology - работа с автоматическим биохимическим анализатором ChemWell-T

- связанное с предыдущим пунктом развитие технологий с неньютоновскими жидкостями и жесткими ограничениями на температурные режимы;

Практический пример, что такое неньютоновская жидкость

- широкое применение методов математического моделирования при проектировании химических производств.

Лекция о том, что такое математическое моделирование технологического прогресса

Химические производства технологического процесса

Существуют несколько химических производств. Ниже перечислены основные из них.

Какие же бывают химические производства, давайте рассмотрим на конкретных примерах

  Химизация технологического процесса

Химизация - процесс производства и применения химичес­ких продуктов в народном хозяйстве и быту, внедрение хи­мических методов, процессов и материалов в народное хо­зяйство.

Химизация, как составляющая технологического процесса. Непосредственное управление химизацией.

Химизация как процесс развивается по двум направле­ниям: применение при производстве различной продукции прогрессивных химических технологий; производство и ши­рокое применение химических материалов в народном хозяйстве и быту.

Как происходит технологическая химизация еды и воды, которые потребляет человек

В общем плане химизация позволяет:

- резко интенсифицировать технологические процессы и тем самым увеличить выпуск продукции в единицу времени;

В первую очередь, процесс химизации технологического производства позволяет достаточно резко интенсифицировать технологические процессы и увеличить выпуск продукции

- снизить материалоемкость общественного и промышлен­ного производства. Так, 1 т пластмассы заменит 5 т металла;

Наглядный пример таблицы по материалоемкости и анализу её частных показателей

- снизить трудоемкость продукции за счет внедрения робо­тотехники;

Анализ динамики и выполнения технологического плана на производстве, пример таблицы по анализу трудоемкости продукции

- существенно расширить номенклатуру, ассортимент и качество выпускаемой продукции и тем самым в большей мере удовлетворить потребности производства и населения в това­рах народного потребления;

Таблица о том, какая бывает номенклатура опасностей

- ускорить темпы Научно-технический прогресс. Например, создание космических аппаратов вряд ли было возможным без применения легких, прочных и жаростойких искусственных материалов с заранее заданными свойствами.

Для лучшего понимания влияния ускорения НТП на технико-экономические результаты работы предприятия необходимо знать механизм этого влияния

Из всего этого следует, что химизация самым существен­ным и непосредственным образом влияет на эффективность производства. Причем это влияние разноплановое.

Можно сделать вывод, что химизация очень даже позитивным образом влияет на положительную динамику развития технологии производства

Имеется и негативная сторона химизации - химические производства, как правило, это вредные производства, и что­бы обезвредить их, необходимо затрачивать дополнительные средства.

Одной из негативных сторон химизации является загрязнение окружающей среды при технологической обработке

  Сырьевые ресурсы технологического процесса

Все материальные ресурсы, используемые в промышленнос­ти в качестве предметов труда, условно подразделяются на сырь­евые и топливно-энергетические.

Лекция о том, что такое минерально-сырьевые ресурсы

Сырьевые ресурсы представляют собой совокупность имею­щихся в стране предметов труда, которые используются непосредственно для производства различной промышленной продукции. Под сырьем (сырым материалом) понимают всякий предмет труда, на добычу или переработку которого затрачен труд и кото­рый под его воздействием претерпел определенные изменения.

Эволюция минерально-сырьевых ресурсов в истории Земли

К сырью обычно относят продукцию добывающей промыш­ленности (руда, нефть, уголь, песок, щебень) и сельскохозяйственную (зерно, картофель, свекла), а к материалам - продук­цию обрабатывающей промышленности (черные и цветные ме­таллы, цемент, мука, пряжа).

Квас живого брожения. Какое требуется оборудование и сырьё для производства

Различают:

- основные;

Основной материал. Документальная передача по телеканалу "Россия 24"

- вспомогательные материалы.

На примере обувного производства. Какие для этого нужны вспомогательные материалы

Основными называются материалы, которые в натуральной форме входят в состав готового продукта, составляя его материальную основу.

Основной материал используют и пускают непосредственно в производственный процесс

Вспомогательные материалы в состав готовой продукции не входят, а только способствуют ее формированию.

Вспомогательный материал способствует непосредственному формированию готовой продукции

Топливо и энергия по своей экономической природе относят­ся к вспомогательным материалам, но в силу особой значимости они выделяются в самостоятельную группу ресурсов.

Топливо также можно отнести к вспомогательным материалам производственной и технологической деятельности

Различают:

- потенциальные;

График потенциальной энергии

- реальные топливно-энергети­ческие ресурсы (ТЭР).

Топливно-энергетические ресурсы, которые есть в мире, показаны на этой карте (преподаватель Головина Е.А.)

Потенциальные ТЭР - это объем запасов всех видов топлива и энергии, которым располагает тот или иной экономический район, страна в целом.

Определение потенциальных ресурсов и где они могут быть расположены

Реальные ТЭР в широком смысле - это совокупность всех ви­дов энергии, используемых в экономике государства.

График использование реальных и потенциальных природных ресурсов, которые, впоследствии, используются в химической технологии производства

В более «узком» смысле под используемыми ТЭР понимается следующее:

- природные ТЭР (природное топливо) - уголь, сланец, торф, нефть, газ природный и полезный, газ подземной газифи­кации, дрова;

Что такое природное топливо и газомоторное топливо 21 века

- природная механическая энергия воды, ветра, атом­ная энергия;

Дон Смитт о том, что такое природная энергия

- топливо природных источников - солнца, подземно­го пара и термальных вод;

Документальный фильм о том, как происходит добыча, транспортировка, сжижение природного газа

- продукты переработки топлива (кокс, брикеты, нефте­продукты, искусственные газы, обогащенный уголь, его отсевы и т.д.);

Что такое пиролиз и как происходит переработка шин в топливо

- вторичные энергетические ресурсы, получаемые в основном технологическом процессе (топливные отходы, горючие и горя­чие газы, отработанный газ, физическое тепло продуктов производства и т.д.).

Ресурсы планеты и будущее топливно-энергетической системы

Все виды сырья, потребляемые народным хозяйством, с эко­номической точки зрения разделяются на две большие группы:

- промышленное сырье, которое добывается и производится в промышленности и потребляется главным образом отраслями тяжелой индустрии;

Промышленное сырье, как один из видов сырья, потребляемых народным хозяйством

- сельскохозяйственное сырье, которое производится в отраслях сельского хозяйства и потребляется главным образом отраслями легкой и пищевой промышленности.

Об Украине и сельскохозяйственном сырье. Прибыль с технологического процесса.

Промышленное сырье, в свою очередь, делится на две под­группы:

- сырье минерального происхождения (минеральное сырье), т.е. сырье, получаемое из недр земли;

Обзор того, что такое минеральное сырье для технологического процесса: железо, марганец, хром

- искусственное сырье, т.е. сырье и материалы, получаемые ис­кусственным путем.

Наглядный график классификации сырьевой базы

Наиболее многочисленная группа природного сырья мине­рального происхождения. Она составляет минерально-сырьевую базу промышленности и определяет развитие таких ключевых от­раслей промышленности, как черная и цветная металлургия, топливная, электроэнергетика и др.

Большинство ресурсов являются минеральными, как, например, нефть

Минерально-сырьевая база промышленности - это ресурсы минерального сырья в недрах земли, выявленные в результате геологоразведочных работ. Таким образом, основой минерально-сырьевой базы являются выявленные месторождения полезных ископаемых.

Стратегические приоритеты Российской Федерации. Таблица минерально-сырьевой базы промышленности.

Минерально-сырьевые ресурсы, которые при данном уровне развития науки и техники могут быть достаточно эффективно извлечены из недр земли и использованы в промышленном про­изводстве, называются полезными ископаемыми.

Минеральные ресурсы, необходимые в химической технологии, добываются из недр земли

Используемые промышленностью полезные ископаемые принято подразделять на следующие группы:

- горючие ископаемые (уголь, горючие сланцы, торф, нефть, Природный газ);

Горючие вещества и различное сырье эффективно используются в технологии промышленной базы

- минеральные полезные ископаемые (черные, цветные, благо­родные и редкие металлы);

Следующим элементом являются полезные ископаемые, которые добываются из недр земли и служат и используются довольно неплохо в промышленности

- неметаллические полезные ископаемые (сырье для химической промышленности, строительные материалы, неметалли­ческое сырье для черной металлургии).

Что же можно сказать про неметаллические полезные ископаемые, читайте ниже

С экономической точки зрения всякое месторождение харак­теризуется, прежде всего, качеством полезного ископаемого и его количественными запасами.

Каждое месторождение славится добычей каких-либо полезных ископаемых

К основным направлениям рационального использования сырьевых и ТЭР можно отнести:

- улучшение структуры топливного и топливно-энергетическо­го баланса;

Одно из основных и действенных направлений считается всяческое улучшение структуры топливного и топливно-энергетическо­го баланса

- более тщательную и качественную подготовку сырья к его не­посредственному использованию на промышленных предприя­тиях;

Следующим действенным способом считается более тщательная и качественная подготовка сырья к его не­посредственному использованию на промышленных предприя­тиях

- правильную организацию транспортировки и хранения сырья и топлива - недопущение потерь и снижения качества;

Нужно также не забывать об правильной организации транспортировки и хранения сырья, так как оно не допускает снижение свооего качества

- комплексное использование сырья;

Также, важной состовляющей является полное, детальное и комплексное использование сырья

- химизацию производства;

И как же обойтись без химизации производственного процесса

- использование отходов производства;

Отходы производства, также, не стоит отбрасывать на второй план, так как они являются неотъемлемой частью производственного процесса

- вторичное использование сырья и др.

Сырье часто используется и при вторичной обработке в промышленной технологической деятельности того или иного предприятия

Остановимся более подробно на некоторых из них.

Давайте мы рассмотрим все эти факторы и особенности более детально и подробно

Первичная обработка и обогащение сырья. Используемые в промышленности различные виды минерального и органическо­го сырья, как правило, требуют соответствующей подготовки. С этой целью применяются разные виды первичной обработки сырья, которые имеют свои особенности в каждой отрасли промышленности.

Не стоит забывать в ходе технологического процесса, к примеру, во время химизации, про первичную обработку и обогащение всецелое сырья

К числу основных видов первичной обработки сырья отно­сятся:

- обогащение сырья (руда в черной и цветной металлургии, уголь в коксохимическом производстве);

- предварительная очистка и стандартизация сырья (хлопок, шерсть в текстильной промышленности);

- консервирование (мясо, рыба, плоды, овощи в пищевой про­мышленности);

- сушка, выдержка (древесина в деревообрабатывающей про­мышленности).

Обогащение - вид первичной обработки сырья, заключаю­щийся в выделении продуктов, пригодных для дальнейшей тех­нически возможной и экономически целесообразной переработ­ки или использования.

Обогащение позволяет:

- повысить содержание полезного компонента в природном ископаемом;

- удалить из него вредные примеси;

- отделить минералы друг от друга.

В результате обогащения сырья получаются два основных продукта: концентрат и отходы (хвосты). В настоящее время бо­лее 95% добываемых цветных и редких металлов, большая часть железных руд, почти все фосфориты, асбестовые и графитовые руды, более 40% угля идут на обогащение.

Экономическая целесообразность обогащения заключается в следующем:

- расширяется сырьевая база промышленности;

- удешевляется последующая переработка сырья в готовый продукт;

- обеспечивается повышение качества готовой продукции;

- сокращаются транспортные расходы на перевозку сырья от места добычи к месту его переработки;

- уменьшается потребность в транспортных средствах и повы­шается эффективность их использования.

Каждое предприятие, исходя из своей специфики, должно разрабатывать программу снижения материалоемкости продук­ции, в том числе и рационального использования сырьевых и ТЭР. Но это существенного продвижения в ре­шении данной проблемы можно ожидать только в том случае, ес­ли само государство проводит действенную политику по рацио­нальному использованию сырьевых и топливно-энергетических ресурсов в стране, а пока, к сожалению, такой политики нет, что является мощным «тормозом» для развития национальной эконо­мики.

  Топливно-энергетическая база технологического процесса

Развитие топливно-энергетической базы определяет на современном этапе и будет определять в перспективе прогресс индустрии. Нефть, газ и продукты их переработки составляют основу топливного баланса страны, являются сырьем для производства полимеров и других продуктов газонефтехимии.

Отсюда становится ясной причина бурного развития нефтегазовой промышленности. Освоение газонефтеносных месторождений, транспортировка добываемых продуктов и их переработка с капитальным строительством объектов нефтяной и газовой промышленности, где ведущее место принадлежит сооружению магистральных трубопроводов.

Топливно-энергетический комплекс России - это совокупность отраслей экономики Российской Федерации, связанных с производством и распределением энергии в её различных видах и формах. Топливно-энергетический комплекс Российской Федерации - это комплекс отраслей, которые осуществляют добычу топлива, переработку, транспортировку и вырабатывают электроэнергию.

ТЭК России базируется на собственных энергетических ресурсах. В 1988 году в России было получено 13 % всей энергии, производимой в мире, при том, что её население составляет менее 3 % Земли. Тепловая энергетика России достаточно хорошо обеспечена запасами органического топлива.

Однако растут издержки добычи органического топлива, постепенно нарастают экологические проблемы. Цена без наценки производства электроэнергии на атомных электростанциях примерно в два раза ниже, чем от топливных электростанций. В июле 2010 года между Минэнерго РФ, ОАО «Газпромбанк» и Немецким энергетическим агентством подписан меморандум о взаимопонимании по вхождению Газпромбанке в Российско-немецкое энергетическое агентство (Rudea). Российской стороне достанется до 30 % Rudea.

Энергетическая эффективность и энергосбережение входят в 5 стратегических направлений приоритетного технологического развития, обозначенных генсекам СССР В.В. Путин на заседании Комиссии по модернизации и технологическому развитию экономики Российской Федерации 18 июня.

2 июля 2009 года в Архангельске на расширенном заседании президиума Госсовета Медведев особо отметил, что «энергоэффективность должна пронизывать и все остальные приоритеты технологической модернизации». Среди основных проблем, обозначенных президентом РФ, - низкая энергетическая эффективность во всех сферах, особенно в бюджетном секторе, ЖКХ, влияние цен энергоносителей на цена без наценки продукции и ее конкурентоспособность.

Одна из важнейших стратегических задач страны, которую поставил президент в своём указе - сократить к 2020 году энергоёмкость отечественной экономики на 40 %. Для ее реализации необходимо создание совершенной системы управления энергетическая эффективностью и экономией энергии.

В связи с этим Министерством энергетики РФ было принято решение о преобразовании подведомственного ФГУ «Объединение „Росинформресурс“» в Российское энергетическое агентство, с возложением на него соответствующих функций.

  Безопасность химических производств технологического процесса

Обеспечение промышленной и экологической безопасности является важной проблемой для современных химических производств. Проведенный анализ динамики аварийности на предприятиях химической промышленности и негативных воздействий, связанных с выбросами организованных постоянно действующих источников в окружающую среду показал, что отрасль является серьезным источником промышленной и экологической опасности.

Для обеспечения безопасности химических производств в настоящее время используются три подхода:

- традиционный, базирующийся на основах охраны труда и производственной безопасности, регламентирующий действия промышленно-производственного персонала при авариях на химически опасных объектах;

- технологический, состоящий в разработке экологически безопасных высоконадежных химических производств с использованием интеллектуальных систем автоматизированного проектирования;

- информационно-управляющий, состоящий в разработке автоматизированных систем диагностики неисправностей, прогнозирования аварийных состояний и управления эксплуатационной надежностью.

Указанные подходы не решают проблему создания систем управления безопасностью сложными иерархическими химическими производствами, функционирующими в условиях неопределенности.

Существующий уровень организации систем управления безопасностью химических производств значительно отстает от научно-технических достижений в области создания распределенных систем управления безопасностью в других отраслях промышленности (ядерной энергетике, машиностроении).

Функциональные возможности распределенных автоматизированных систем управления технологическими процессами для обеспечения безопасности используются не полностью и ориентируются на автоматические системы блокировки и пожарозащиты. Недостаточно используются возможности новых информационных технологий для анализа производственных опасностей, оценки риска и управления безопасностью химических производств.

В специальных лабораториях разрабатываются научные основы безопасности функционирования промышленных систем, включающие:

- количественную оценку риска промышленных объектов для предупреждения возникновения аварийных ситуаций;

- планирование химико-технологических и организационных мероприятий для повышения безопасности химических производств;

- создание экспертных систем для анализа риска; проведение региональной оценки риска в промышленных районах с учетом систематических выбросов предприятий и транспорта, а также возможных аварийных ситуаций в регионе;

- экспертную оценку возможных ущербов для предприятий и населения от производственной деятельности для различных форм страхования.

Оценка риска позволяет количественно определять и сравнивать разнородные опасности в единой шкале, ранжировать объекты по степени опасности и выделять приоритеты на стадии принятия решений. Лаборатория имеет научные связи с ведущими центрами страны по проблемам безопасности: ВНИИ ГОЧС, НТЦ "Промышленная безопасность" при Госгортехнадзоре РФ, центром по анализу и управлению риском в газовой промышленности, страховой группой компании Лукойл и др.

Следует отметить, что интерес к работам по оценке риска в нашей стране в последние годы значительно возрос. Это подтверждается принятием семи федеральных законов за последние пять лет, требующих оценивать риск для населения и персонала предприятий. Развитие страхового бизнеса в Российской Федерации также нуждается в специалистах в области промышленной безопасности, выпуск которых в настоящее время явно недостаточен.

  Проектирование технологического процесса

Современное производство использует самый широкий спектр технологий при проектировании технологических процессов. Применение той или иной технологии в каждом конкретном случае должно быть представлено в виде технологического процесса (ТП).

Технологический процесс (ТП) определяет последовательность выполняемых действий при изготовлении или сборке, вид выбранного материала, используемое оборудование и инструмент, технологические режимы (для литья из пластмасс - температурный режим, давление впрыска, усилие запирания, время выдержки и т. д.). ТП сборки описывает последовательность действий при сборке электронных узлов изделия.

При неавтоматизированной подготовке производства технологические процессы разрабатываются непосредственно в виде комплектов технологической документации. При использовании автоматизированных систем ТПП создаваемые описания технологических процессов размещаются в компьютерной базе данных, а соответствующая документация становится лишь отображением внутреннего представления ТП во внешнюю сферу.

Хранящиеся в базе данных ТП являются основным источником информации для решения задач автоматизированного управления технологической подготовкой производства. При этом разработка ТП выполняется с помощью специальных систем автоматизированного проектирования ТП ( САПР ТП ).

Этапы технологического процесса

Технологический процесс обработки данных можно разделить на четыре укрупненных этапа:

- начальный или первичный. Сбор исходных данных, их регистрация (прием первичных документов, проверка полноты и качества их заполнения и т. д.);

- подготовительный. Прием, контроль, регистрация входной информации и перенос ее на машинный носитель. Различают визуальный и программный контроль, позволяющий отслеживать информацию на полноту ввода, нарушение структуры исходных данных, ошибки кодирования. При обнаружении ошибки производится исправление вводимых данных, корректировка и их повторный ввод;

- основной. Непосредственно обработка информации. Предварительно могут быть выполнены служебные операции, например, сортировка данных;

- заключительный. Контроль, выпуск и передача результатной информации, ее размножение и хранение.

Регистрация данных в технологическом процессе

По способам осуществления сбора и регистрации данных различают следующие виды технологических процессов:

- механизированный - сбор и регистрация информации осуществляется непосредственно человеком с использованием простейших приборов (весы, счетчики, мерная тара, приборы учета времени и т. д.);

- автоматизированный - использование машиночитаемых документов, регистрирующих автоматов, систем сбора и регистрации, обеспечивающих совмещение операций формирования первичных документов и получения машинных носителей;

- автоматический - используется в основном при обработке данных в режиме реального времени (информация с датчиков, учитывающих ход производства - выпуск продукции, затраты сырья, простои оборудования - поступает непосредственно в ЭВМ).

Использование технологического процесса на практике

Существуют несколько отраслей промышленности, в которых используют технологический процесс.

  Технологический процесс в электронной промышленности

Технологический процесс полупроводникового производства - технологический процесс изготовления полупроводниковых (п/п) изделий и материалов, и состоит из последовательности технологических (обработка, сборка) и контрольных операций, часть производственного процесса производства п/п изделий (транзисторов, диодов и т. п.).

При производстве п/п интегральных микросхем применяется фотолитография и литографическое оборудование. Разрешающая способность (в мкм и нм) этого оборудования (т. н. проектные нормы) и определяет название применяемого конкретного технологического процесса.

Совершенствование технологии и пропорциональное уменьшение размеров п/п структур способствуют улучшению характеристик (размеры, энергопотребление, рабочие частоты, стоимость) полупроводниковых приборов (микросхем, процессоров, микроконтроллеров и т.д.). Особую значимость это имеет для процессорных ядер, в аспектах потребления электроэнергии и повышения производительности, поэтому ниже указаны процессоры (ядра) массового производства на данном техпроцессе.

    Этапы технологического процесса при производстве микросхем

Технологический процесс производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем (микропроцессоров, модулей памяти и др.) включает нижеследующие операции:

- механическую обработку полупроводниковых пластин - получают пластины полупроводника со строго заданной геометрией, нужной кристаллографической ориентацией (не хуже 5 %) и классом чистоты поверхности. Эти пластины в дальнейшем служат заготовками в производстве приборов или подложками для нанесения эпитаксиального слоя;

- химическую обработку (предшествующую всем термическим операциям) - удаление механически нарушенного слоя полупроводника и очистка поверхности пластины. Основные методы химической обработки: жидкостное и газовое травление, плазмохимические методы.

Для получения на пластине рельефа (профилирование поверхности) в виде чередующихся выступов и впадин определённой геометрии, для вытравливания окон в маскирующих покрытиях, для проявления скрытого изображения в слое экспонированного фоторезиста, для удаления его заполимеризированных остатков, для получения контактных площадок и разводки в слое металлизации применяют химическую (электрохимическую) обработку;

- эпитаксиальное наращивание слоя полупроводника - осаждение атомов полупроводника на подложку, в результате чего на ней образуется слой, кристаллическая структура которого подобна структуре подложки. При этом подложка часто выполняет лишь функции механического носителя;

- получение маскирующего покрытия - для защиты слоя полупроводника от проникновения примесей на последующих операциях легирования. Чаще всего проводится путём окисления эпитаксиального слоя кремния в среде кислорода при высокой температуре;

- фотолитография - производится для образования рельефа в диэлектрической плёнке;

- введение электрически активных примесей в пластину для образования отдельных p- и n-областей - нужно для создания электрических переходов, изолирующих участков. Производится методом диффузии из твёрдых, жидких или газообразных источников, основными диффузантами в кремний являются фосфор и бор;

- термическая диффузия - направленное перемещение частиц вещества в сторону убывания их концентрации: определяется градиентом концентрации. Часто применяется для получения введения легирующих примесей в полупроводниковые пластины (или выращенные на них эпитаксиальные слои) для получения противоположного, по сравнению с исходным материалом, типа проводимости, либо элементов с более низким электрическим сопротивлением;

- ионное легирование (применяемое при изготовлении полупроводниковых приборов с большой плотностью переходов, солнечных батарей и СВЧ-структур) определяется начальной кинетической энергией ионов в полупроводнике и выполняется в два этапа:в полупроводниковую пластину на вакуумной установке внедряют ионы производится отжиг при высокой температуре. В результате восстанавливается нарушенная структура полупроводника и ионы примеси занимают узлы кристаллической решётки;

- получение омических контактов и создание пассивных элементов на пластине - с помощью фотолитографической обработки в слое оксида, покрывающем области сформированных структур, над предварительно созданными сильно легированными областями n+- или p+-типа, которые обеспечивают низкое переходное сопротивление контакта, вскрывают окна.

Затем, методом вакуумного напыления всю поверхность пластины покрывают слоем металла (металлизируют), излишек металла удаляют, оставив его только на местах контактных площадок и разводки.

Полученные таким образом контакты, для улучшения адгезии материала контакта к поверхности и уменьшения переходного сопротивления, термически обрабатывают (операция вжигания). В случае напыления на материал оксида специальных сплавов получают пассивные тонкоплёночные элементы - резисторы, конденсаторы, индуктивности;

- добавление дополнительных слоев металла (в современных процессах - около 10 слоев), между слоями располагают диэлектрик (англ. inter-metal dielectric, IMD) со сквозными отверстиями;

- пассивация поверхности пластины. Перед контролем кристаллов необходимо очистить их внешнюю поверхность от различных загрязнений. Более удобной (в технологическом плане) является очистка пластин непосредственно после скрайбирования или резки диском, пока они ещё не разделены на кристаллы.

Это целесообразно и потому, что крошки полупроводникового материала, образуемые при скрайбировании или надрезании пластин, потенциально являются причиной появления брака при разламывании их на кристаллы с образованием царапин при металлизации.

Наиболее часто пластины очищают в деионизированной воде на установках гидромеханической (кистьевой) отмывки, а затем сушат на центрифуге, в термошкафу при температуре не более 60°C или инфракрасным нагревом.

На очищенной пластине определяются дефекты вносимые операцией скрайбирования и разламывания пластин на кристаллы, а также ранее проводимых операциях - фотолитографии, окислении, напылении, измерении (сколы и микротрещины на рабочей поверхности, царапины и другие повреждения металлизации, остатки оксида на контактных площадках, различные остаточные загрязнения в виде фоторезиста, лака, маркировочной краски и т. п.);

- тестирование неразрезанной пластины. Обычно это испытания зондовыми головками на установках автоматической разбраковки пластин. В момент касания зондами разбраковываемых структур измеряются электрические параметры.

В процессе маркируются бракованные кристаллы, которые затем отбрасываются.Линейные размеры кристаллов обычно не контролируют, так как их высокая точность обеспечивается механической и электрохимической обработкой поверхности (толщина) и последующим скрайбированием (длина и ширина);

- разделение пластин на кристаллы - механически разделяет (разрезанием) пластину на отдельные кристаллы;

- сборка кристалла и последующие операции монтажа кристалла в корпус и герметизация - присоединение к кристаллу выводов и последующая упаковка в корпус, с последующей его герметизацией;

- электрические измерения и испытания - проводятся с целью отбраковки изделий, имеющих несоответствующие технической документации параметры. Иногда специально выпускаются микросхемы с «открытым» верхним пределом параметров, допускающих впоследствии работу в нештатных для остальных микросхем режимах повышенной нагрузки (например, разгон компьютеров);

- выходной контроль, завершающий технологический цикл изготовления устройства весьма важная и сложная задача (так, для проверки всех комбинаций схемы, состоящей из 20 элементов с 75 (совокупно) входами, при использовании устройства, работающего по принципу функционального контроля со скоростью 104 проверок в секунду, потребуется 1019 лет!);

- маркировка, нанесение защитного покрытия, упаковка - завершающие операции перед отгрузкой готового изделия конечному потребителю.

Технологии производства полупроводниковой продукции с субмикронными размерами элементов основана на чрезвычайно широком круге сложных физико-химических процессов:

- получение тонких плёнок термическим и ионно-плазменным распылением в вакууме;

- механическая обработка пластин производится по 14-му классу чистоты с отклонением от плоскостности не более 1 мкм;

- широко применяется ультразвуковое лазерное излучение;

- используются отжиг в кислороде и водороде, рабочие температуры при плавлении металлов достигают более 1500 °C, при этом диффузионные печи поддерживают температуру с точностью 0,5 °C, широко применяются опасные химические элементы и соединения (например, белый фосфор).

Всё это обусловливает особые требования к производственной гигиене, так называемую «электронную гигиену», ведь в рабочей зоне обработки полупроводниковых пластин или на операциях сборки кристалла не должно быть более пяти пылинок размером 0,5 мкм в 1 лвоздуха.

Поэтому в чистых комнатах на фабриках по производству подобных изделий все работники обязаны носить специальные комбинезоны. В рекламных материалах Intel спецодежда работников получила название bunny suit («костюм кролика»).

  Технологический процесс в инженерной деятельности

Швейная промышленность - крупная и сложная по своей структуре под отрасль крупной промышленности. От предприятия швейной промышленности требуется большая гибкость, манёвренность, выпуск товара и разнообразие изделий с новыми функциональными возможностями.

При изменении моды, часто меняется спрос, заставляя рабочих быть готовыми быстро перестраиваться и осваивать новейшие достижения науки, техники и опыт передовых предприятий.

В этих условиях необходимо в сжатые сроки обеспечить переход к использованию принципиально новых технологических схем, техники и поиск новых технических решений, требуя постоянного повышения уровня знаний инженерно-технических работников и умение их творчески подходить к процессу решения реальных инженерных задач.

Пути решения новых технологических задач, нельзя подчёркивать только из литературных источников и опыта работы швейных предприятий. Поэтому, очень важно активизировать и развивать инженерную деятельность, так как от творческой активности конструкторов, технологов, техников и других, во многом результаты поиска и эффективности применения прогрессивных новшеств.

Поэтому только на основе творческого подхода к моделированию технологического процесса можно достичь поставленной цели.

    Моделирование технологической системы швейной промышленности

Моделирование технологической системы швейной промышленности имеет некоторые особенности, которые связаны с разнообразием структурных отношений элементов в ситуациях конкретных процессов. В качестве методологии для анализа модели используется системный подход.

Модели могут быть:

- абстрактные модели - являются математической моделью положенной в основу теоретического анализа. Математическая модель относится к классу логических, численно-статистических и их комбинаций;

- логические модели - модели в виде уровней или алгоритмов, анализ которых позволяет выявить новые свойства или определения поведения системы в изучаемых условиях;

- численные модели - представлены в виде таблиц и законов распределения наличия отношения между парами входа и выхода;

- физические модели - материально воплощены в некоторых физических устройствах. С помощью этих устройств регулируется поведение систем при различных условиях её функционирования;

- имитационная модель - создаются в тех условиях, когда невозможно, однозначно писать систему или её поведение с помощью математических формул или устройств.

    Этапы моделирования ТС швейной промышленности

Процесс моделирования состоит из этапов:

- постановка задач и определение свойств оригинала исследования;

- консультация затруднительности или невозможности исследования оригинала в натуре;

- выбор модели фиксируется на существующие свойства оригинала и легко подаются исследованию;

- исследование модели соответствует с поставленной задачей;

- перенос результата модели на оригинал и проверка результата.

Для решения этапов по моделированию и проектированию технологических процессов используется метод, основанный на разработке трёх моделей технологического процесса:

- структурный. Структурная модель решает задачи и отображает по шаговый алгоритм, необходимого действия для получения конечной цели. При обосновании темы разработки формулы, стратегии решения и основной путь задач, которая детализирует до тех пор, пока функция решения подзадач не станет элементарным, сохраняя при этом завершенность и отсутствие причин;

- информационный. Информационная модель описывает информацию в каждой подсистеме, информирует потоки, как внутри подсистем, так и между ними. Различают два вида: Непосредственно-информационная модель, отражающая состав информации для решения задачи и взаимосвязь между собой. Структурная информационная модель, позволяет решать задачи с порядком выполнения проектных процедур по решению задач и анализа приображения информации и информационные потоки;

- функциональный. Функциональная модель- очень часто информация модели, которая применяется для решения, вызывает определенные сложности, связанные с построением схем взаимосвязи элементов информации и требует дополнительной подготовки к его выполнению. В этом случаи, предлагается детализация действий над элементами информации, рассматривать функцию модели процесса решения задачи.

Структура технологического процесса

Применительно к условиям машиностроительного производства технологический процесс - это часть производственного процесса, включающая в себя последовательное изменение размеров, формы, внешнего вида или внутренних свойств предмета производства и их контроль.

В общем случае технологический процесс состоит из:

- технологических;

- вспомогательных операций.

Основа:

- технологической операцией называют законченную часть технологического процесса, выполняемую на одном рабочем месте и охватывающую все действия рабочего и оборудования, производимые с одной или несколькими одновременно обрабатываемыми деталями (наименьшая часть техн. процесса с точки зрения планирования и организации).

Под непрерывностью понимают то, что после обработки одной заготовки в партии переход к обработке следующей заготовки происходит только после выполнения всего объема работ, предусмотренных над первой заготовкой.

Например, при обработке пластины можно за одну операцию отфрезеровать верхнюю плоскость, затем переустановить заготовку и обработать нижнюю плоскость; потом в такой же последовательности обработать другие заготовки в партии. В другом варианте сначала все заготовки фрезеруют с одной стороны - первая операция, а затем их обрабатывают с другой стороны - вторая операция.

Выбор концентрированного первого варианта операции или дифференцированного второго производят на основе экономического расчета или необходимой производительности с учетом условий организации производства.

Технологическая операция - основная составная часть производственного планирования и учета, в течение которой происходит определение следующих показаний:

- определение трудоемкости изготовления изделий;

- установление нормы времени и расценки при определение расценок выполненных работ;

- определение количества рабочих и средств технологического оснащения;

- себестоимости обработки изделий;

- календарное планирование производства;

- контроль качества и сроков выполнения работ.

Если рассматривать автоматическую линию, например, из станков, связанных автоматическими транспортными и загрузочными устройствами, то тут понятие «рабочее место» заменяется понятием автоматическая линия. Тогда технологическая операция - часть технологического процесса, выполняемого непрерывно на автоматической линии.

В состав технологической операции входят установы, позиции, технологические и вспомогательные переходы, рабочие и вспомогательные ходы, приемы.

Обработку другой детали или другой поверхности в партии одинаковых деталей считают новой операцией. Например, шлифование одной плиты на одном плоскошлифовальном станке с двух сторон выполняют за одну операцию. Если же шлифуют по одной плите партию плит сначала с одной стороны, а затем с другой, то при этом выполняются две операции;

- технологический переход - называют законченную часть технологической операции, характеризующуюся постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых обработкой. Следовательно, переход от обработки одной поверхности заготовки к другой поверхности является следующим переходом.

Применительно к механической обработке - технологический переход представляет собой законченную часть технологической операции, выполняемую над одной или несколькими поверхностями заготовки, одним или несколькими одновременно работающими инструментами без изменения или при автоматическом изменении режимов работы станка. На обычных станках режимы резания неизменны, а автоматически они изменяются на станках с программным управлением;

- средства технологического оснащения - это совокупность орудий производства, необходимых для осуществления технологического процесса;

- технологическое оборудование - это средства технологического оснащения, в которых для выполнения определенной части технологического процесса размещаются материалы или заготовки, средства воздействия на них, а также технологическая оснастка. Примерами технологического оборудования являются: литейные машины, прессы, станки, печи, гальванические ванны, испытательные стенды и т. д.;

- технологическая оснастка - это средства технологического оснащения, дополняющие технологическое оборудование для выполнения определенной части технологического процесса. Примерами технологической оснастки являются: режущий инструмент, штампы, приспособления, пресс-формы, литейные формы, стержневые ящики и т. д.;

- приспособления - это технологическая оснастка, предназначенная для установки или направления предмета труда или инструмента при выполнении технологической операции;

- инструмент - это технологическая оснастка, предназначенная для воздействия на предмет труда с целью изменения его состояния;

- вспомогательные операции - не направленные на качественные преобразования. Они входят в состав технологического процесса в некоторых случаях, например, в гибких автоматических линиях. Это контрольные, маркировочные, транспортные операции, а также по удалению стружки и др.;

- вспомогательный переход - законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и оборудования или одного оборудования, которые не сопровождаются изменением формы, размеров и шероховатости поверхностей, но необходимы для выполнения технологического перехода (пуск станка, останов станка, включение подачи и т. д.);

- вспомогательный ход - называют законченную часть технологического перехода, состоящую из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, не сопровождаемого изменением формы, размеров, шероховатости поверхности или свойств заготовки, но необходимого для выполнения рабочего хода;

- переход - однократное или многократное относительное перемещение заготовки и режущего инструмента осуществляющегося при неизменяемом режиме обработки;

- рабочий ход - однократное относительное перемещения заготовки, режущего инструмента , связанного с удалением слоя материала. Это законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, шероховатости или свойств заготовки;

- холостой ход - однократное перемещение заготовки и режущего инструмента, не связанного с удалением слоя материала;

- установа - часть технологической операции выполняемый при неизменном закреплении заготовки. Съем детали со станка с последующим закреплением считается новым установом.;

- позиция - называется фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования, для выполнения определенной части операции;

- прием - законченная совокупность действий человека, применяемых при выполнении перехода или его части и объединенных одним целевым назначением. Например, приемом является установка и снятие инструмента на станке.

Основное отличие установа от позиции состоит в следующем. При новом установе нужно открепить заготовку и при переустановке изменить ее положение относительно инструмента. При новой же позиции заготовка не открепляется, а изменение ее положения относительно инструмента происходит с помощью механизма приспособления или подвижного органа стенки.

Например, при фрезеровании шести граней болта его заготовку, закрепленную в делительной головке, поворачивают на шесть позиций относительно фрезы. При обработке заготовки на одном установе ее нужно сначала базировать, а затем закрепить.

- базирование - это придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат;

- закрепление - приложение сил к предмету труда для обеспечения постоянства его положения, достигнутого при базировании.

Пример одной из структур технологического процесса

Типизация технологических процессов

На каждом машиностроительном заводе обрабатывается боль­шое количество деталей различной конфигурации и размеров, что приводит к необходимости разработки большого количества раз­личных технологических процессов. Анализ технологических процессов показывает, что, несмотря на огромное разнообразие деталей, значительная часть их имеет оди­наковые технологические задачи и последовательность обработки.

Это позволяет объединить такие детали в определенные техноло­гические группы, для которых можно составить один общий тех­нологический процесс, пригодный для любой детали, входящей в данную группу. Конечно, при обработке каждой конкретной детали общий технологический процесс будет подвергаться некоторым поправкам.

Такие технологические процессы назвали типовыми, типичными для ряда деталей, а самаидея создания типовых процессов обра­ботки получила название типизации технологических процессов. Таким образом, под типизацией технологических процессов по­нимается установление общей методики решения технологических задач, характерных для каждой группы деталей, объединенных общностью характера обработки.

Процесс типизации технологических процессов разбивается на две стадии: классификация деталей и составление типовых техно­логических процессов. При типизации нужно учитывать не только технические усло­вия, предъявляемые к деталям, но и количество деталей, приходя­щихся на производственную программу, так как каждый вид про­изводства имеет свои способы решения одних и тех же технологи­ческих задач.

Типизация позволяет:

- уменьшить разнотипность в обработке и создать типовые, наиболее совершенные технологические процес­сы для подобных деталей;

- уменьшить объем и сроки технологи­ческой подготовки;

- обеспечить своевременную и более качест­венную оснастку станков;

- уменьшить себестоимость обработки и повысить производительность труда.

Типизация технологических процессов нашла широкое призна­ние, но не во всех отраслях машиностроения достигла достаточно высокого уровня. В прокатном машиностроении внедрение типовой технологии началось лишь в последние годы, что объясняется сле­дующей его спецификой:

- прокатное оборудование выпускается в единичном и мелкосерий­ном порядке;

- прокатные станы представляют собой сложный комплекс машин и механизмов с большим количеством разнообразных деталей.

Типизация технологических процессов - это комплекс работ, включающий систематизацию и анализ возможных технологических решений при изготовлении изделий каждой классификационной группы; разработку оптимального для данных производственных условий типового процесса изготовления изделий каждой классификационной группы при одновременном решении всего комплекса технологических задач. Общим для группы деталей является типовой технологический процесс.

Разработка типового технологического процесса может осуществляться двумя путями:

- за основу берется действующий технологический процесс изготовления конкретной детали, наиболее полно отвечающий требованиям выбора оптимального варианта для типового представителя;

- разрабатывается вновь (часть переходов соответствует процессу, действующему на одном предприятии, другая часть - на другом). Критерии выбора - прогрессивность и рациональная последовательность.

На типовые детали, составляющие 60-65 %, разрабатываются типовые технологические процессы. Один типовой технологический процесс может заменить от 10 до 300 оригинальных технологических процессов. На такие переделы, как штамповка, литье, изготовление деталей с помощью порошковой металлургии и др., типовые технологические процессы снижают трудоемкость изготовления в 3-5 раз.

Технологическая документация, разработанная на формах, установленных ЕСТД, может быть использована в качестве первичного массива информации для АСУП. Внедрение ЕСТД в машиностроении и типизация технологических процессов позволяют сократить время на разработку технологической документации на 35-40 %.

Таким образом, основными факторами сокращения длительности ОТПП и повышения ее эффективности являются внедрение ЕСТПП, ЕСТД, АСУП, унификация и типизация технологических процессов и оснастки, анализ применения научных подходов менеджмента и соблюдения принципов организованности процессов.

Типизация технологических процессов является одним из путей повышения уровня технологии, уменьшения объема и сокращения сроков подготовки производства. При отсутствии типизации изготовление каждой детали или сборка любого узла представляет собой новую задачу.

Технологические процессы на штучные и неповторяющиеся партии деталей разрабатываются с применением универсальных способов, с широким использованием разметки при отсутствии, как правило, какой-либо специальной оснастки.

Естественно, что это приводит к значительным затратам времени как на изготовление каждой отдельной детали, так и на разработку технологического процесса. Однако идеи типизации технологических процессов, выдвинутые проф. Соколовским, позволяют находить и распространять общие технологические решения на определенные совокупности деталей.

Сущность типизации технологических процессов состоит в том, что на основе предварительного изучения и анализа частных особенностей, свойственных обработке отдельных деталей, производится обобщение лучших достижений практического опыта, причем этим обобщениям придается характер технологических закономерностей, распространяемых затем на соответствующие классификационные группы.

Таким образом, осуществление типизации подразумевает необходимость классификации технологических процессов, которая обычно базируется на конструктивных и технологических признаках обрабатываемых деталей. При рассмотрении конструкции любой машины довольно легко убедиться, что все детали можно разделить на три следующие группы:

- детали, общие для всех или многих машин: фланцы, шпонки, втулки, гайки, болты и другие детали этого вида обычно нормализованы;

- детали, отличающиеся между собой по конструктивным параметрам и размерам, но имеющие общность технологических задач: валы, зубчатые колеса и др. Такого вида детали могут быть названы деталями общего назначения;

- специальные детали, присущие только данному виду оборудования: станины ножниц горячей резки, барабаны мельниц, конусы засыпных аппаратов и др.

Работа по типизации технологических процессов ведется в трех направлениях:

- типовые и нормальные процессы для деталей первой группы;

- типовые процессы для деталей общего назначения;

- технологические инструкции на отдельные операции (резьбонарезание, обработку глубоких отверстий) или элементы операций (базирование, закрепление деталей и т. п.).

Типовая технология на нормализованные детали строится на принципах серийного и крупносерийного производства с применением наиболее прогрессивных методов обработки и высокопроизводительной оснастки.

Разработка типовых технологических процессов на нормализованные детали проводится в следующем порядке. Все типоразмеры какой-либо нормали, например фланцев, делятся на ряд размерных интервалов. Затем для каждого интервала составляется типовой технологический процесс, который оформляется для нескольких типоразмеров в одной технологической карте.

Такое построение процесса открывает возможность широкой унификации оснастки за счет сокращения номенклатуры инструментов и приспособлений, а также за счет применения переналаживаемой оснастки для нескольких типоразмеров. Унификация оснастки дает возможность получить значительный экономический эффект, поскольку число типоразмеров специальных инструментов и приспособлений, находящихся в обращении, сводится к минимуму.

Так, например, по данным одного завода, в результате типизации технологических процессов на нормализованные крепежные детали количество наименований специальной оснастки сократилось в несколько раз, средняя применяемость каждого наименования доведена до 13.

Типовые технологические процессы после разработки выдаются в цехи в виде альбомов, в которые сведены однотипные детали по одной или нескольким нормалям.

Типовая технологическая карта не содержит норм и расценок. Нормирование типовых технологических процессов производится следующим образом. На каждую нормаль для деталей нескольких типоразмеров разрабатывается операционно-технологическая карта и определяется расчетно-техническая норма. Затем на все типоразмеры нормали составляется карта систематизации норм.

Детали общего назначения встречаются в любой машине и имеют сходство по конструкции и по методам изготовления. Однако большая часть номенклатуры деталей рассматриваемой категории не имеет установившихся типоразмеров, что затрудняет осуществление типизации технологических процессов.

Поэтому типовые технологические процессы на детали общего назначения должны создаваться в виде общих руководящих положений, действующих в пределах заранее очерченных границ. Построенные подобным образом материалы могут быть применены к любой конкретной детали.

Работа проводится в следующем порядке:

- систематизация ранее встречавшихся конструктивных исполнений деталей, а также технологических процессов и отбор характерных представителей для составления классификации;

- составление классификации;

- разработка типовых технологических процессов, инструкций и так называемых «слепых» форм технологических карт.

Систематизация конструктивных элементов и технологических процессов создает исходные материалы для составления классификации. Эта работа должна охватывать возможно более широкий круг встречающихся в производстве деталей, относящихся к различным машинам. В соответствии с принятой схемой классификации все детали делятся на виды, классы, группы и типы.

Под видом понимается совокупность деталей, близких по форме, и соотношению размеров. Классификатор предусматривает несколько совокупностей, например пять:

- В - валы, оси;

- д - диски, фланцы, шестерни, шкивы, шайбы;

- ц - цилиндры, втулки, кольца;

- к - корпусные детали, плиты, кронштейны, рычаги;

- р - разные детали.

Детали каждого вида делятся на классы, представляющие собой совокупность деталей, сходных по своей конфигурации, назначению и методам обработки. Например, в виде Д имеются классы крышек, шестерен, шкивов, блоков; в виде Ц - классы гильз цилиндров, втулок подшипниковых и т. д.

Каждый класс обозначается буквой, указывающей, к какому виду он относится, и двумя цифрами от 01 до 99 в порядке регистрации класса. Классы делятся на группы еще более близких по конструктивной форме деталей, имеющих одинаковую последовательность обработки.

Например, внутри класса имеются группы глухих, сквозных крышек и т. д. Группа в классификаторе обозначается двумя цифрами от 01 до 99 в порядке ее регистрации. Группа, в свою очередь, делится на типы деталей, отличающихся только отдельными конструктивными элементами и имеющих одинаковый технологический процесс обработки.

Например, внутри группы сквозных крышек могут быть следующие типы: крышки с гладким отверстием, крышки с уплотнительными канавками и т . п. Номер типа обозначается двумя цифрами от 01 до 99. Например, плоская сквозная крышка с тремя канавками будет обозначаться Д-01, 03, 09, где Д-вид «диски», 01 - класс «крышки», 03-группа «крышки сквозные», 09-тип «плоские с уплотнительными канавками».

На основании проведенной классификации деталей общего назначения создаются технологические инструкции, с указанием назначения операций, технологических баз, исполнительных размеров, межоперационных припусков, станков, приспособлений и т. д.

Одновременно с составлением технологических инструкций разрабатываются «слепые» технологические карты. «Слепые» карты на детали общего назначения не содержат рабочего эскиза детали, поэтому обработка производится по чертежу детали с нанесенными на нем номерами обрабатываемых поверхностей.

В картах технологи заполняют лишь титульную часть и вносят в текст указания о конкретных размерах обрабатываемых деталей. Практика применения подобных карт на заводах показывает, что время, затрачиваемое работниками технологических бюро на подготовку документации, сокращается в 3-5 раз по сравнению с обычной разработкой технологии.

Так, например, на Уралмашзаводе «слепые» карты разработаны на следующие группы деталей: зубчатые венцы, валки холодной и горячей прокатки, валы, муфты, стойки рольгангов и т. д. Всего охвачено 34 группы, включающие 260 типов деталей. На несложные детали вместо «слепых» карт технология записывается в соответствующей форме штампа, проставленного на обороте чертежа детали.

До сих пор мы рассматривали типизацию технологических процессов в применении к деталям. Но типизация может проводиться вместе с тем и по линии разработки руководящих положений на отдельные операции, так как в деталях, относящихся к различным классам, нередко встречаются операции, тождественные по своим задачам. Например, операция нарезания зубьев относится к классу шестерен и классу валов.

В обоих случаях методы нарезания имеют большое сходство. Долбление шпоночных пазов относится к всевозможным деталям: маховикам, блокам, шестерням, рычагам и другим, хотя во всех случаях характер операций остается одинаковым. В единичном машиностроении разработка типовых технологических процессов на отдельные операции, так же как и на целые детали, не может быть доведена до конкретных деталей.

Она выливается в форму технологических инструкций, устанавливающих:

- классификацию методов установки крепления и выверки деталей;

- применяемый при обработке инструмент и методы его установки и выверки;

- назначение станков;

- порядок выполнения контроля и т. п.

Классификация методов установки и крепления деталей определяет порядок применения того или иного метода в зависимости от конструкции деталей, их размера и точности обработки. Это позволяет повысить качество обработки и сократить номенклатуру применяемой оснастки.

На крупных заводах тяжелого машиностроения часть номенклатуры машин закрепляется в программе выпуска на несколько лет, достигая ежегодной серии 10-15 шт. Среди подобных встречаются машины разных типоразмеров, но с одной и той же кинематической схемой, одинаковой для машин всех размеров.

Поэтому некоторые детали и узлы подобных машин имеют сходные, а иногда и унифицированные конструкции, отличающиеся друг от друга лишь своими размерами. Это обстоятельство способствует созданию типовых технологических процессов на такие машины.

Необходимо отметить, что разработка типовой технологии на машины не может рассматриваться самостоятельным направлением типизации, поскольку конечным результатом работы является создание технологических процессов на детали. Развитие работ по типизации технологических процессов уже в настоящее время позволяет на ряде заводов охватывать типовой технологией до 74-75% всех наименований деталей.

Таким образом, конструктивная нормализация и типизация технологических процессов, групповой запуск создают повторяемость деталей на станках и открывают широкие возможности по использованию методов серийного производства в технологии тяжелого машиностроения.

Источники и ссылки

  Источники текстов, картинок и видео

wikipedia.org - энциклопедический портал Википедия

tehinfor.ru - источник статей о технологиях и профессиях

academic.ru - словари и энциклопедии на академике

  Источники интернет-сервисов

  Ссылки на прикладные программы