Васильков В.Г.. Организация производства (2003)

3.1. Технология и производственный процесс

Сущность и виды технологии. Основная задача любой производственной системы заключается в том, чтобы воспринять «на входе» все вложения - затраты (факторы производства), превратить их и «на выходе» выдать результат - готовую продукцию. Такая трансформация определяется как производство, цель которого предоставить совокупности ресурсов новых свойств, которые способны удовлетворить возникающие потребности. Для получения полезного результата (продукции, услуг) необходимо преобразовать вложения-затраты «на входе» в производственную систему, выполнив ряд действий по определенным правилам, которые определяет технология. Технология (Технос - искусство, ремесло и логос - наука) дословно с греческого - наука о ремеслах, наука о промышленности (производство). Классическое ее определения - это наука о способах и процессы получения и переработки продуктов природы, сырья, материалов в предметы потребления и средства производства. Современный уровень производства и рынка вкладывают новый смысл в понятие «технология», рассматривая ее как науку о наиболее экономичные способы и процессы производства сырья, материалов и виробив.
Процесс - это серия операций (видов деятельности), осуществляемых над исходными материалами (вход процесса), увеличивают его ценность и приводят к определенному результату (выхода процесса). Ценность исходного материала увеличивается за счет применения квалифицированного труда и знань.
По характеру качественных изменений сырья и материалов технологии делятся на физические, механические и химични.
Физическая и механическая технологии рассматриваются как процесс переработки сырья и материалов с изменением размеров, формы, физических и механических свойств, но, как правило, без изменения внутреннего строения и состава вещества (например, изготовление металлических или деревянных деталей методом обработки резанием).
Химическая технология характеризуется изменениями не только физических свойств, но и агрегатного состояния, химического состава и внутреннего строения вещества (например, вследствие коксования угля получают бензол, нафталин, водород, метан, этилен и другие продукты, с газа метана получают водород, этилен, метиловый спирт и другие продукты).
Все технологии взаимосвязаны, между ними невозможно провести четкую границу, поскольку механические процессы часто сопровождаются изменениями как физических, так и химических свойств. Химические процессы, как правило, сопровождаются механическими.
Технологический процесс. Практическое использование любой технологии происходит через формализованную целесообразную совокупность действий, направленных на изменение формы, размеров, состояния, структуры, местоположение предмета труда, которая представляет собой технологический процес.
Технологический процесс - это совокупность операций по добыче, переработке сырья и материалов в полуфабрикаты и изготовления готовой продукции. Каждый технологический процесс может быть расчленен на определенное количество типовых технологических цепей или операций и представлен как технологическая схема.
В технологической схеме способ производства (изготовления) отображается путем последовательного описания операций, протекающих в соответствующих аппаратах, машинах или ином оборудовании. Условное деление процессов на физические, механические и химические способствует их типизации и облегчает выбор наиболее эффективного способа переработки сырья, обработки материалов, сборки узлов и виробив.
По источником необходимой энергии технологические процессы бывают пассивные и активные. Первые осуществляются как природные процессы (например, сушка в обычных условиях). Активные технологические процессы являются следствием или непосредственного воздействия человека на предмет труда или воздействий средств труда, приводимых в действие энергией, рационально преобразованной людиною.
По степени непрерывности воздействия на предмет труда технологические процессы делятся на дискретные (прерывистые или периодические), непрерывные и комбинированные (рис. 3.1).
Дискретный технологический процесс характеризуется чередованием рабочих и вспомогательных ходов с четким разграничением их по времени реализации. Например, металлообработка осуществляется в следующей последовательности: установление заготовки в патрон станка (вспомогательный ход), подведение режущего инструмента (вспомогательный ход), обработки заготовки режущим инструментом (рабочий ход), контроль (вспомогательный ход), снятие детали со станка (вспомогательный ход), установки в патрон станка новой заготовки и т. д.
Недостатком дискретных технологических процессов является большие затраты труда (рабочего времени) при выполнении вспомогательных ходов, поскольку простаивает основное технологическое оборудование и не выпускается продукция. Дискретные технологические процессы характерны для машиностроения, строительства, приборостроения и др..
Особенность непрерывных процессов заключается в том, что им не свойственно четко выраженное чередование (во времени осуществления) рабочего и вспомогательного ходов. У них всегда можно выделить группу вспомогательных ходов, которые осуществляются одновременно с рабочими, и группу вспомогательных ходов, периодически повторяющихся в зависимости от результатов рабочего хода. Такие процессы характерны химической промышленности, производствам термохимической обработки машиностроительных и приборостроительных пидприемств.
Для металлургии, энергетики и других производств характерны комбинированные процессы, в которых наблюдается сочетание признаков непрерывных и дискретных процессов (например, доменное выработки чугуна).
По способу воздействия на предмет труда и видом оборудования, применяемого различают механические и аппаратурные технологические процессы. Механические процессы осуществляются вручную или с помощью машин (станков, сборочных автоматов и т.п.), когда предмет труда подвергается механическим воздействиям, то есть изменяются его форма, размеры, положение. Механические процессы во машинобудуванни.
При аппаратурных процессов изменяются физико-химические свойства предметов труда под воздействием химических реакций, тепловой энергии, различных излучений, биологических объектов. Аппаратурные процессы протекают в аппаратах различных конструктивных форм - печах, камерах, ваннах, сосудах и т.д.. Вследствие аппаратурных технологических процессов получают продукт, которой отличается от сырья по химическому составу или агрегатному состоянию. Аппаратурные процессы можно наблюдать в химической, нефтеперерабатывающей, металлургической промышленности, а также в производстве электрической и тепловой енергии.
По кратности обработки сырья технологические процессы подразделяются на процессы с открытой (разомкнутой) схемой, где сырье подлежит однократной обработке (например, конверторный способ выплавки стали) и процессы с циркуляционной (замкнутой) схеме, где сырье неоднократно возвращается в начальную стадию для повторной обработки (например , вращающееся водоснабжения, когда вода циркулирует в системе после очистки).
Процессы с замкнутой схеме наиболее совершенными, экономическими и экологически чистыми, безвредными, хотя отличаются сложностью и затратами на их внедрение.
Любой технологический процесс можно рассматривать как систему (рис. 3.2), которая имеет входы (состав сырья, его количество, температура и т.д.) и выходы (детали, узлы, готовая продукция, их количество, качество и другие параметры).
Технологический процесс объединяет ряд стадий (степеней), от скорости которых зависит скорость осуществления всего процесса. В свою очередь, стадии расчленяются на операции. Технологическая операция - это завершенная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте и характеризуется постоянством предмета труда, орудия труда и особенностей влияния на предмет праци.
Любой технологический процесс можно рассматривать как часть более сложного процесса и совокупность менее сложных процессов. Поэтому технологическая операция может быть элементарным процессом, которому еще присущи характерные признаки технологического процесса (рис. 3.3).
С технологической точки зрения элементами операции являются: установление, технологический переход, вспомогательный переход, рабочий ход, вспомогательный ход, позиция.
Установка - часть технологической операции, неизменным элементом которой является закрепление обрабатываемой заготовки или сборочной одиници.
Технологический переход - законченная часть технологической операции, характеризуется постоянством инструмента, который применяется, и поверхностей, создаваемых обработкой или соединением при складання.
Вспомогательный переход - законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, не сопровождающиеся обработкой, но необходимые для выполнения технологического перехода (установка и снятие обрабатываемой детали, смена инструмента и т.д.).
Рабочий ход - законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки и которая сопровождается изменением формы, размеров, чистоты поверхности или свойств заготовки.
Вспомогательный ход - законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, но не сопровождается изменением формы, размеров, шероховатости поверхности или свойств заготовки, однако необходимая для выполнения рабочего хода (подвод инструмента к заготовке; отвода инструмента).
Позиция - фиксированное положение, которое предоставляется неизменно закрепленной заготовке, обрабатываемой или сборочной единицы вместе с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования для выполнения определенной части операции.
Рабочий ход - это главная часть технологического процесса. Остальные его частей относительно рабочего хода является допомижними.
Расчленение технологического процесса позволяет выявить элементы операций, протекающих медленнее, оценить пути и стоимость их ускорения, проанализировать особенности затрат труда и возможные економии.
Выбор наиболее экономичных и рациональных операций - один из путей повышения эффективности производства. Такой выбор осуществляется на основании изучения основных параметров, характеризующих технологический процесс. Их можно объединить в три групи.
Первая группа параметров характеризует особенности конкретных технологических процессов (давление, температура, состав сырья и т.д.), технические характеристики оборудования, схемы компоновки оборудования и др.. Эти параметры делают возможным выделение конкретного технологического процесса ряда однотипных, но не позволяют проследить его развитие под действием различных чинникив.
Вторая группа параметров характеризует ряд однотипных технологических процессов. Среди них - энергоемкость, фондоемкость, затраты различных видов материальных ресурсов на единицу продукции и металлоемкость, параметры производительности и др.. Используя параметры данной группы, можно сравнивать различные наборы однотипных технологических процессов между собой, но невозможно выявить закономерности развития всего ряда однотипных технологических процесив.
Для выявления закономерностей развития технологических процессов в общем виде, что необходимо для изучения динамики развития производственных систем и технико-технологического развития в целом, используются параметры третьей группы, которые имеют наибольшее общего - это живая и прошлый труд, расходуемая во время технологического процесса.
Любой технологический процесс совершенствуется путем повышения эффективности использования прошлого труда и снижение затрат живого труда. Для характеристики технологического процесса необходимо знать соотношение живого и овеществленного труда в данном процессе. Целесообразность этих параметров объясняется и тем, что они связаны с такой основной характеристикой, как производительность праци.
Сущность производственного процесса. Технологический процесс составляет основу любого производственного процесса, является важнейшей его частью, которая связана с переработкой сырья, обработкой материалов и превращением их в готовую продукцию.
Производственный процесс - это сочетание предметов, орудий труда и живого труда в пространстве и времени, функционирующих для удовлетворения потребностей виробництва.
Производственный процесс связан с воспроизведением материальных благ и производственных отношений. Материальные блага воспроизводятся через совокупность взаимосвязанных процессов труда и естественных процессов, в результате которых входные сырье, материалы и полуфабрикаты превращаются по определенной технологии в готовую продукции необходимого виду.
Определяющим в производственном процессе процесс труда - целенаправленная деятельность человека, с помощью средств труда (оборудования, инструмента, оснастки) видоизменяет предметы труда (входную сырье, материалы, полуфабрикаты), превращая их в готовую продукцию.
Природные процессы осуществляются без предварительной участия человека под воздействием сил природы (охлаждение, сушка и т.д.), но могут быть интенсифицированы с помощью искусственных условиях, созданных специальными устройствами (например, камеры сушки).
Основными элементами, определяющими процесс труда и, соответственно, производственный процесс, есть целесообразная деятельность (или сам труд), предметы труда и средства труда. Целесообразная деятельность (или сам труд) осуществляется человеком, который тратит нервно-мышечную энергию для выполнения различных механических движений, наблюдения и контроля за воздействием орудий труда на предметы труда. Предметы труда определяются конструкцией выпускаемой производственной системой.
Основной продукцией на производственном предприятии является изделие - любой предмет труда или набор предметов труда, подлежащих изготовлению. В зависимости от назначения различают изделия основного и вспомогательного производства. К изделиям основного производства относятся те, которые предназначены для реализации. Изделия, изготавливаемые для собственных нужд предприятия (специальный инструмент, оснастка), относят к изделиям вспомогательного виробництва.
Все изделия классифицируются по определенным признакам по следующим видам: детали, сборочные единицы, комплексы, комплекты, специфицированные и неспецификовани.
Деталь - предмет, который не может быть разделен на части без его разрушения. Деталь может состоять из нескольких частей (предметов), приведенных в постоянный неделимый состояние каким-либо способом (например, сваркой).
Сборочная единица (узел) - разъемное или неразъемное соединение нескольких деталей.
Комплексы и комплекты могут состоять из соединенных между собой сборочных единиц и деталей.
К неспецификованих относятся изделия, которые не имеют составных частей (деталей).
Если изделие имеет две и более составляющих, то считается специфицированные (сборочные единицы, комплексы, комплекты).
Изделия характеризуются качественными и количественными параметрами, которые приведены нижче.
1. Конструктивная сложность. Зависит от количества деталей и сборочных единиц в изделии, их количество может колебаться от нескольких штук (простые изделия) до десятков тысяч (сложные изделия).
2. Размеры и масса. Размеры могут колебаться в пределах от нескольких миллиметров (или даже меньше) до десятков (даже сотен) метров (например, морские суда). Масса изделия зависит от размеров и соответственно может изменяться от граммов (миллиграммов) до десятков (и тысяч) тонн. Исходя из этих параметров, все изделия делят на мелкие, средние и крупные зависимости от отрасли машиностроения (вида продукции).
3. Виды, марки и типоразмеры применяемых материалов. Их количество достигает десятков (даже сотен) тисяч.
4. Трудоемкость обработки деталей и сборки изделия в целом может колебаться в пределах от долей нормохвилины до нескольких тысяч нормо. По этому признаку различают нетрудоемкие (малотрудомистки) и трудоемкие вироби.
5. Степень точности обработки деталей и сборки узлов и изделий. В связи с этим изделия подразделяют на высокоточные, точные и низькоточни.
6. Удельный вес стандартных, нормализованных и унифицированных деталей и сборочных одиниць.
7. Количество изготовляемых. Может колебаться от единиц до миллионов на рик.
Характеристики изделий во многом определяют организацию производственного процесса в пространстве и во времени. Например, конструктивная сложность изделий существенно влияет на количество обрабатывающих и сборочных цехов или участков и соотношение между ними.
Чем сложнее изделие, тем большая доля в трудоемкости приходится на сборочные работы, а на производственных площадях и в структуре предприятия - на сборочные участки и цеха. Размер, масса и количество изделий влияют на организацию их сборки, на создание того или иного вида поточного производства, организацию транспортировки деталей, сборочных единиц и изделий на рабочие места, участки и цеха, во многом определяют вид движения по рабочим местам (операциям) и длительность производственного циклу.
Для больших и тяжелых изделий применяют неподвижные поточные линии с периодическим движением конвейеров оснащены подъемными кранами и специальными транспортными средствами. Перемещение изделий по операциям организуется в основном по параллельному принципу. Длительность производственного цикла изготовления таких изделий большая, она измеряется иногда годами.

1. Увеличение номенклатуры, разнообразие и усложнение готового продукта, повышение технической оснащенности производства вызывают необходимость расширения состава вспомогательных процессов: изготовление моделей и специальных приспособлений, развития энергетического хозяйства, увеличение объема работ ремонтного цеха. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
8. На рис.


<- 3. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ 3.2. Принципы рациональной организации производственного процесса ->