4.2. Основные направления научно-технического прогресса
Традиционно к основным направлениям научно-технического прогресса относят комплексную механизацию и автоматизацию производства, химизацию и электрификацию производства. Но в современных условиях развития производства и общества круг этих направлений значительно расширяется. Приоритетными направлениями становятся экологизация производства (создание экологически чистых и безотходных технологий), информатизация и компьютеризация производства, обеспечивающие более высокий уровень управления производством и его составными элементами и др.
Механизация и автоматизация производства являются важнейшим фактором повышения производительности труда. Механизация производства представляет собой полную или частичную замену ручного труда машинами, механизмами и аппаратами. Частичная механизация предусматривает замену ручного труда машинами на основных операциях технологического процесса, комплексная механизация обеспечивает замену ручного труда не только на основных, но и вспомогательных операциях [11].
Более высокой ступенью механизации является автоматизация производства, когда весь производственный процесс осуществляется без непосредственного участия человека с помощью машин, приборов, аппаратов, различных средств автоматизации. За человеком остаётся функция наблюдения и контроля. При комплексной автоматизации все процессы производства, включая контроль за его ходом, получение, преобразование и передачу информации по управлению ходом производственных процессов выполняются автоматически.
В условиях рыночной системы хозяйствования главным требованием выступает ускоренное обновление выпускаемой продукции, что обусловливает переход машиностроения от автоматизации отдельных элементов производственных процессов к комплексной автоматизации на всех уровнях, к применению гибких производственных систем (ГПС). ГПС – это совокупность в разных сочетаниях оборудования с ЧПУ, роботизированных технологических комплексов, гибких производственных модулей, отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного времени, обладающая свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик.
Фундаментом автоматизации в машиностроении считается гибкий производственный модуль, который представляет собой легко переналаживаемую и автономно функционирующую единицу автоматизированного оборудования, управляемого от ЭВМ (например, станки с ЧПУ, обрабатывающие центры). Загрузка оборудования, удаление деталей ведётся с помощью роботов, автоматизированы замена инструментов и удаление отходов, подача СОЖ, контроль качества обработки, диагностика отклонений от нормального хода технологических процессов и неисправностей оборудования. Модуль легко встраивается в гибкие производственные комплексы, линии и участки, образуя гибкое автоматизированное производство.
К показателям, характеризующим состояние механизации и автоматизации производства, относятся степень и уровень механизации, уровень автоматизации.
Степень механизации производства показывает долю рабочих, занятых на механизированных работах, в общей численности рабочих и определяется по формуле (70)
(70)
где Рмех – численность рабочих, занятых механизированным трудом;
Р общ – общая численность рабочих участка, цеха;
Уровень механизации производства показывает долю механизированных работ в общем объёме работ и определяется по формуле (71).
(71)
где Q мех – объём механизированных работ;
Q общ – общий объём работ.
Аналогично рассчитывается уровень автоматизации производства (72)
(72)
где Q авт – объём автоматизированных работ.
Другим направлением научно-технического прогресса в машиностроении является химизация производства, которая характеризуется внедрением в различные производственные процессы химических методов обработки заготовок и деталей, химических заменителей черных и цветных металлов, новых конструкционных и изоляционных материалов, расширение потребления синтетических смол и пластмасс, композиционных материалов.
Химизация машиностроительного производства существенно изменяет материальный баланс предприятия и технологические методы обработки за счет создания и применения искусственных и синтетических материалов и химических технологий. Химизация позволяет создать материалы с заранее заданными свойствами, использовать методы термохимического формообразования, новые методы защитных покрытий поверхностей и пр. Эффективность химизации характеризуется снижение металлоемкости продукции и трудоемкости ее изготовления.
Уровень химизации определяется удельным весом синтетических материалов в конструкции изделия (73) или удельным весом потребляемых полимерных материалов в себестоимости готовой продукции (74)
(73)
(74)
где
–
вес изделия без использования синтетических
материалов и с их использованием;
– стоимость химических (полимерных)
материалов в изделии;
–
полная себестоимость изделия.
Электрификация, как важнейшее направление научно-технического прогресса, представляет собой процесс широкого внедрения электроэнергии как источника питания производственного силового аппарата в технологические процессы, средства управления и контроля хода производства. Электрификация – это источник движения, тепла, света, передатчик информации.
На основе электрификации производства реализуются все направления научно-технического прогресса: комплексная механизация и автоматизация, химизация, информатизация и компьютеризация производства, создание новых материалов и производство новой техники. Источники электроэнергии разнообразны. Они делятся на возобновляемые и невозобновляемые. Большую часть электроэнергии получают из невозобновляемых источников – нефть, газ, уголь. Но еще практически не освоено использование возобновляемых источников энергии, таких как энергия солнца, энергия ветра, волн, приливов и отливов, биомассы и др. Решить эти проблемы – важнейшая задача научно-технического прогресса, поскольку потребление электроэнергии постоянно возрастает, а невозобновляемые ресурсы постоянно убывают.
Эффективность применения электроэнергии возрастает при использовании новых методов обработки – электрофизических, электрохимических, лазерных, термических и др.
Показателями уровня электрификации на предприятии являются:
коэффициент электровооруженности труда, определяемый по формуле (75);
коэффициент электрификации производства, определяемый по формуле (76).
(75)
(76)
где
– объем потребленной электрической
энергии за год;
Р – численность работающих предприятия;
–
объем потребления всей энергии за год
(в различных энергоносителях).