Технологія і виробничий процес

Основне завдання будь-якої виробничої системи полягає в тому, щоб сприйняти «на вході» всі вкладення — затрати (чинники виробництва), перетворити їх і «на виході» видати результат — готову продукцію.

Для отримання корисного результату (продукції, послуг) необхідно перетворити вкладення-затрати «на вході» у виробничу систему, виконавши низку дій за певними правилами, які визначає технологія.

Технологія(технос — мистецтво, ремесло та логос — наука) дослівно з грецької — наука про ремесла, наука про промисловість (виробництво).

Класичне її визначення — це наука про способи і процеси отримання та перероблення продуктів природи, сировини, матеріалів у предмети споживання і засоби виробництва.

Сучасний рівень виробництва та кон’юнк­тури ринку вкладають новий зміст у поняття «технологія», розглядаючи її як науку про найбільш економічні способи і процеси виробництва сировини, матеріалів та виробів.

Процес — це серія операцій (видів діяльності), які здійснюються над початковими матеріалами (вхід процесу), збільшують його цінність і приводять до певного результату (виходу процесу).Цінність початкового матеріалу збільшується за рахунок застосування кваліфікованої праці та знань.

За характером якісних змін сировини і матеріалів технології поділяються на фізичні, механічні та хімічні.

Фізична і механічна технології розглядаються як процес перероблення сировини і матеріалів зі зміною розмірів, форми, фізичних і механічних властивостей, але, як правило, без зміни внутрішньої побудови та складу речовини (наприклад, виготовлення металевих чи дерев’яних деталей методом обробки різанням).

Хімічна технологія характеризується змінами не тільки фізичних властивостей, а й агрегатного стану, хімічного складу та внутрішньої побудови речовини.

Усі технології взаємопов’язані, між ними неможливо провести чітку межу, оскільки механічні процеси часто супроводжуються змінами як фізичних, так і хімічних властивостей. Хімічні процеси, зазвичай, супроводжуються механічними.

Технологічний процес — це сукупність операцій з добування, перероблення сировини і матеріалів у напівфабрикати та виготовлення готової продукції.

Кожен технологічний процес може бути розчленований на певну кількість типових технологічних ланцюгів або операцій і поданий як технологічна схема.

У технологічній схемі спосіб виробництва (виготовлення) відображається шляхом послідовного опису операцій, що протікають у відповідних апаратах, машинах або іншому устаткуванні. Умовний розподіл процесів на фізичні, механічні та хімічні сприяє їх типізації та полегшує вибір найефективнішого способу перероблення сировини, обробки матеріалів, складання вузлів та виробів.

За джерелом необхідної енергії технологічні процеси бувають пасивніта активні.

Пасивні здійснюються як природні процеси (наприклад, сушіння в звичайних умовах).

Активні технологічні процеси є наслідком або безпосереднього впливу людини на предмет праці, або впливів засобів праці, що приводяться в дію енергією, раціонально перетвореною людиною.

За ступенем безперервності впливу на предмет праці технологічні процеси розподіляються на дискретні (переривчасті або періодичні), неперервніта комбіновані (рис. 3.1).

Дискретний технологічний процес характеризується чергуванням робочих і допоміжних ходів із чітким розмежуванням їх за часом реалізації.

Недоліком дискретних технологічних процесів є великі затрати праці (робочого часу) при виконанні допоміжних ходів, оскільки простоює основне технологічне устаткування і не випускається продукція. Дискретні технологічні процеси характерні для машинобудування, будівництва, приладобудування та ін.

Особливість неперервних процесів полягає в тому, що їм не властиве чітко виражене чергування (у часі здійснення) робочого і допоміжного ходів. У них завжди можна виділити групу допоміжних ходів, які здійснюються одночасно з робочими, і групу допоміжних ходів, що періодично повторюються, залежно від результатів робочого ходу. Такі процеси притаманні хімічній промисловості, виробництвам термохімічної обробки машинобудівних та приладобудівних підприємств.

Рис. 3.1. Види технологічних процесів

Для металургії, енергетики та інших виробництв характерні комбіновані процеси, у яких спостерігається сполучення ознак безперервних і дискретних процесів (наприклад, доменне вироблення чавуну).

За способом впливу на предмет праці та видом устаткування, що застосовується, розрізняють механічні та апаратурні технологічні процеси.

Механічні процеси здійснюються вручну або за допомогою машин (верстатів, складальних автоматів тощо), коли предмет праці зазнає механічних впливів, тобто змінюються його форма, розміри, положення. Механічні процеси переважають у машинобудуванні.

Під час апаратурних процесів змінюються фізико-хімічні властивості предметів праці під впливом хімічних реакцій, теплової енергії, різноманітних випромінювань, біологічних об’єктів. Апа­ратурні процеси протікають в апаратах різних конструктивних форм — печах, камерах, ваннах, посудинах і т. ін. Унаслідок апаратурнихтехнологічних процесів одержують продукт, якій відрізняється від сировини за хімічним складом або агрегатним станом. Апаратурні процеси можна спостерігати в хімічній, нафтопереробній, металургійній промисловості, а також у виробництві електричної і теплової енергії.

За кратністю обробки сировини технологічні процеси підрозділяються на процеси з відкритою (розімкнутою) схемою, де сировина підлягає одноразовій обробці (наприклад, конверторний спосіб виплавки сталі) і процеси з циркуляційною (замкнутою) схемою, де сировина неодноразово повертається в початкову стадію для повторної обробки (наприклад, обертове водопостачання, коли вода циркулює в системі після очищення).

Процеси з замкнутою схемою є найбільш досконалими, економічними й екологічно чистими, нешкідливими, хоча вирізняються складністю і витратами на їх упровадження.

Будь-який технологічний процес можна розглядати як систему (рис. 3.2), яка має входи (склад сировини, її кількість, температура тощо) і виходи (деталі, вузли, готова продукція, їх кількість, якість та інші параметри).

Рис. 3.2. Схема технологічного процесу як системи

Технологічний процес об’єднує низку стадій (ступенів), від швидкості яких залежить швидкість здійснення всього процесу. У свою чергу, стадії розчленовуються на операції.

Технологічна операція — це завершена частина технологічного процесу, яка виконується на одному робочому місці та характеризується постійністю предмета праці, знаряддя праці і особливостей впливу на предмет праці.

Будь-який технологічний процес можна розглядати як частину складнішого процесу і сукупність менш складних процесів.

Тому технологічна операція може бути елементарним процесом, якому ще притаманні характерні ознаки технологічного процесу (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Технологічний процес як сукупність операцій
і елементарних процесів

З технологічного погляду елементами операції є: установлення, технологічний перехід, допоміжний перехід, робочий хід, допоміжний хід, позиція.

Установлення — частина технологічної операції, незмінним елементом якої є закріплення оброблюваної заготовки або складальної одиниці.

Технологічний перехід — закінчена частина технологічної операції, що характеризується постійністю інструмента, який застосовується, та поверхонь, що створюються обробкою або з’єднан­ням під час складання.

Допоміжний перехід — закінчена частина технологічної операції, яка складається з дій людини та (або) устаткування, що не супроводжуються обробкою, але необхідні для виконання технологічного переходу (установлення і зняття оброблюваної деталі, зміна інструмента тощо).

Робочий хід — закінчена частина технологічного переходу, яка складається з однократного переміщення інструмента відносно заготовки і яка супроводжується зміною форми, розмірів, чистоти поверхонь або властивостей заготовки.

Допоміжний хід — закінчена частина технологічного переходу, яка складається з однократного переміщення інструмента щодо заготовки, але не супроводжується зміною форми, розмірів, шорсткості поверхні або властивостей заготовки, проте необхідна для виконання робочого ходу (підведення інструмента до заготовки; відведення інструмента).

Позиція — фіксоване положення, яке надається незмінно закріпленій заготовці, що обробляється, або складальній одиниці разом з пристосуванням відносно інструмента або нерухомої частини устаткування для виконання певної частини операції.

Робочий хід — це головна частина технологічного процесу. Решта його частин стосовно робочого ходу є допоміжними.

Розчленовування технологічного процесу дає змогу виявити елементи операцій, що протікаютьнайповільніше, оцінити шляхи і вартість їх прискорення, проаналізувати особливості затрат праці і можливіваріанти економії.

Технологічний процес становить основу будь-якого виробничого процесу, є найважливішою його частиною, яка пов’язана з переробленням сировини, обробкою матеріалів і перетворенням їх у готову продукцію.

Виробничий процес — це сполучення предметів, знарядь праці та живої праці в просторі і часі, що функціонують для задоволення потреб виробництва.

Визначальним у виробничому процесі є процес праці — цілеспрямована діяльність людини, яка за допомогою засобів праці (устаткування, інструменту, оснащення) видозмінює предмети праці (вхідну сировину, матеріали, напівфабрикати), перетворюючи їх у готову продукцію.

Основними елементами, що визначають процес праці і, відповідно, виробничий процес, є доцільна діяльність (або сама праця), предмети праці і засоби праці.

Доцільна діяльність (або сама праця) здійснюється людиною, яка витрачає нервово-м’язову енергію для виконання різних механічних рухів, спостереження і контролю за впливом знарядь праці на предмети праці. Предмети праці визначаються конструкцією продукції, що випускається виробничою системою.

Основною продукцією на виробничому підприємстві є виріб — будь-який предмет праці або набір предметів праці, які підлягають виготовленню. Залежно від призначення розрізняють вироби основного і допоміжного виробництва.

До виробів основного виробництва належать ті, що призначені до реалізації. Вироби, які виготовляються для власних потреб підприємства (спеціальний інструмент, оснащення), відносять до виробів допоміжного виробництва.

Усі вироби класифікуються за певними ознаками за такими видами: деталі, складальні одиниці, комплекси, комплекти, специфіковані та неспецифіковані.

Деталь — предмет, який не може бути розділений на частини без його руйнації. Деталь може складатися з кількох частин (предметів), приведених у постійний неподільний стан яким-небудь способом (наприклад, зварюванням).

Складальна одиниця (вузол) — рознімне або нерознімне сполучення кількох деталей.

Комплекси і комплекти можуть складатися зі сполучених між собою складальних одиниць і деталей.

До неспецифікованих належать вироби, які не мають складових частин (деталей).

Якщо виріб має дві і більше складових, то вважається специфікованим(складальні одиниці, комплекси, комплекти).

Вироби характеризуються якісними і кількісними параметрами,

1. Конструктивна складність. Залежить від кількості деталей і складальних одиниць у виробі, їх кількість може коливатися від кількох штук (прості вироби) до десятків тисяч (складні вироби).

2. Розміри і маса. Розміри можуть коливатися в межах від кількох міліметрів (або навіть менше) до десятків (навіть сотень) метрів (наприклад, морські судна). Маса виробу залежить від розмірів і відповідно може змінюватися від грамів (міліграмів) до десятків (і тисяч) тонн. Виходячи з цих параметрів, усі вироби поділяють на дрібні, середні і великі залежно від галузі машинобудування (виду продукції).

3. Види, марки і типорозміри матеріалів, що застосовуються. Їх кількість досягає десятків (навіть сотень) тисяч.

4. Трудомісткість обробки деталей і складання виробу в цілому може коливатися в межах від часток нормохвилини до кількох тисяч нормогодин. За цією ознакою розрізняють нетрудомісткі (малотрудомісткі) і трудомісткі вироби.

5. Ступінь точності обробки деталей і складання вузлів та виробів. У зв’язку з цим вироби підрозділяють на високоточні, точні і низькоточні.

6. Питома вагастандартних, нормалізованих і уніфікованих деталей та складальних одиниць.

7. Кількість виробів, що виготовляються. Може коливатися від одиниць до мільйонів на рік.