Зміст

Тема 1. Технологічні процеси і технологічні системи як економічні об’єкти

Тема 2. Сировина, вода та енергія у промисловості.

Технології видобутку, збагачення та очищення сировини

Тема 3. Техніка і технологія металургійної промисловості

Тема 4. Технологічні процеси машинобудування

Тема 5. Техніка, технологія і продукція хімічної

та нафтохімічної промисловості

Тема 6. Технологічні процеси виробництва

деяких будівельних матеріалів

Тема 7. Перспективи розвитку технологічних процесів.

Нові прогресивні технології. Нанотехнології

Тема 1. ТЕХНОЛОГІЧНІ ПРОЦЕСИ І ТЕХНОЛОГІЧНІ СИСТЕМИ ЯК ЕКОНОМІЧНІ ОБ'ЄКТИ

План:

1. Предмет і завдання курсу. Мета курсу в умовах ринкової економіки.

2. Технологічні процеси як економічні об’єкти. Шляхи і закономірності розвитку технологічних процесів

3. Економічна оцінка технологій.

4. Поняття про системи. Технологічні системи як економічні об`єкти.

Закономірності розвитку технологічних систем.

Питання 1.

В умовах переходу України від планового до ринкового господарювання роль технологічного розвитку стрімко зростає. За цих умов витримає конкуренцію те підприємство, яке швидко змінить технологію виготовлення продукції на економічно доцільну. Тобто. своєчасна зміна технологій забезпечує конкурентоспроможність фірми, а правильна технологічна політика є основою її процвітання. Рівень технології будь-якого підприємства має вирішальний вплив на економічні показники його діяльності. Прогрес у розвитку продуктивних сил суспільства може бути здійснений лише шляхом революційного відновлення технологій.

Предмет курсу – це основи сучасних технологічних процесів у ведучих галузях господарства, системи технологій, закономірності розвитку технологій в умовах НТР. Кожен спеціаліст для того, щоб ухвалювати рішення, керувати підприємством, його фінансами, здійснювати бухгалтерський облік, робити аналіз господарської діяльності, визначати економічну ефективність від впровадження у виробництво нових технологічних розробок, винаходів тощо повинен знати основи технологій. У цьому полягають завдання дисципліни.

Метою дисципліни в умовах ринкової економіки э навчити майбутніх фахівців оцінювати сучасні технологічні процеси і системи з економічної точки зору, виявляти ваги та недоліки конкретних ТП для вибору найбільш ефективних для підприємства та господарства у цілому. Вивчення дисципліни сприяє також формуванню єдиного наукового світогляду майбутніх фахівців.

Питання 2.

Слово “технологія” у перекладі з грецької (“техне” – ремесло, “логос” – наука) означає науку про виробництво. Сучасний рівень виробництва передбачає новий зміст поняття “технологія”.

Технологія – це наука про найбільш економічні способи та процеси виробництва сировини, матеріалів і виробів.

Отримання кожного виду продукції є результатом певного виробничого процесу.

Виробничим процесом називають сукупність дій, пов'язаних з про­гнозуванням, науково-технічними і конструкторськими розробленнями, проектуванням, транспортуванням і зберіганням сировини, виготов­ленням проміжної (напівпродукції) та готової продукції, її випробуван­ням, пакуванням, обліком і зберіганням, ремонтом обладнання тощо.

Виробничий процес складається з матеріального та енергетичного забезпечення, транспортних і складських операцій, ремонтних робіт і техніко-економічного управління виробництвом.

В центрі виробничого процесу розміщується технологічний процес, який є його складовою частиною.

Технологічним процесом називають послідовний набір операцій, в ході кожної з яких із сировини отримують проміжну або готову про­дукцію з певними властивостями. У результаті цих операцій змінюються форма, розмір або властивості сировини. Внаслідок цих змін сирови­на перетворюється на напів- або готову продукцію.

Кожний ТП складається з дрібніших ТП або є частиною більш складного. Наприклад: ТП складання автомобільного двигуна, з одного боку, можна поділити на дрібніші, які відрізняються один від одного: технологічні процеси складання блока циліндрів або коробки зміни швидкостей, з іншого боку, ТП складання двигуна є частиною ТП складання автомобіля у цілому.

Для виконання ТП потрібно обладнати місце роботи (робоче місце).

Місцем роботи називають відповідно обладнану площу в цеху, на дільниці чи на іншій території або біля устаткування, яка призначена для виконання певного технологічного процесу одним або групою працівників.

Технологічний процес має складну структуру. Його складовими є операції, кожну з яких розглядають як окремий ТП.

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

Об’єктом є сировина (глина, руда, волокна, тканина та інші).

Технологічні операції поділяють на окремі складові:

1. встановлення – частина ТО, яку виконують під час одного закріплення заготівки. Встановлення поділяють на позиції. Позицією називають певне положення заготівки на верстаті відносно різального інструмента (при точінні на токарному верстаті);

2. технологічний перехід – частина технологічної операції, в процесі виконання якої обробляють одну поверхню заготівки одним інструментом за незмінного режиму роботи верстата.

Технологічний перехід у свою чергу складається з проходу (робочого ходу) та марноходу.

Прохід – закінчена частина технологічного переходу, в процесі виконання якого інструмент один раз переміщується відносно заготівки і спричиняє зміну її форми, розмірів і шорсткості поверхні.

Марнохід – закінчена частина технологічного переходу, в процесі виконання якої інструмент переміщується відносно заготівки, але не спричиняє зміну її форми, розмірів, шорсткості поверхні, проте є необхідним для виконання проходу.

3. допоміжний перехід – закінчена частина технологічної операції, яка складається з дій робітника і (або) обкладення, які не змінюють форму, розміри і шорсткість поверхні заготівки, але необхідні для виконання технологічного переходу (увімкнути чи вимкнути подачу, встановити заготівку у пристрій та інше).

Технологічні процеси класифікують за рядом ознак:

1. властивостям сировини, які змінюються в процесі її перероблення;

2. агрегатним станом сировини;

3. тепловим ефектом;

4. напрямом руху сировинних і теплових потоків у агрегатах;

5. способом організації процесу;

6. кратністю оброблення сировини;

7. основними технологічними тощо.

Розглянемо ведучі з них.

За властивостями сировини які змінюються у процесі перероблення ТП поділяють на:

а) фізичні;

б) механічні;

в) хімічні.

При фізичних та механічних ТП здійснюється зміна розмірів, форм та фізичних властивостей сировини. Хімічні процеси передбачають зміну не тільки фізичних властивостей, а й агрегатного стану, хімічного складу та внутрішньої побудови речовини. (Такий розділ дещо умовний, бо одні процеси часто супроводжують інші).

За агрегатним станом складових сировини ТП поділяються на:

а) гомогенні – такі ТП, коли всі реагуючі речовини (складові сировини усі перебувають лише в одному агрегатному стані: твердому, рідинному чи газовому;

б) гетерогенні – такі ТП, коли всі реагуючі речовини перебувають у різних агрегатних станах: газовому і рідинному, твердому і рідинному, твердому і газовому тощо.

За тепловим ефектом ТП поділяються на:

а) екзотермічні – такі ТП, коли у разі взаємодії реагуючих речовин (складових сировини) виділяється теплота (ТП виробництва сірчаної кислоти);

б) ендотермічні процеси – такі ТП, коли в разі взаємодії реагуючих речовин вбирається теплота (ТП виплавлення вапняку з метою отримання вапна).

За способом організації процесу:

а) періодичні ТП. У цих процесах сировину подіють в агрегат визначеними порціями через певні проміжки часу і так само після закінчення перероблення сировини виводять з агрегату продукцію. Для них характерна зупинка агрегатів на час завантаження сировиною та вивантаження отриманої продукції (Приклади: виробництво коксу в коксових батареях, виготовлення відливків у формах та інші).

б) безперервні ТП. При цих ТП сировина надходить до агрегату постійним безперервним потоком і після перетворення запланована продукція безперервним потоком виходить з агрегату (виробництво цементу, виробництво сірчаної кислоти, безперервний розлив сталі та інші).

Безперервні процеси порівняно з періодичними мають такі переваги:

- відсутність простою агрегатів для завантаження і вивантаження;

- стабільність технологічного режиму;

- велика продуктивність агрегатів;

- можливість впровадження автоматизації ТП.

в) комбіновані ТП – це поєднання періодичних і безперервних процесів. Наприклад: періодична подача сировини і безперервний виведення продукції, чи навпаки.

За кратністю оброблення:

а) відкриті ТП, коли сировина перетворюється на готову продукцію протягом одного циклу перебування її в агрегаті. (Наприклад: виробництво в конвертері).

б) замкнені ТП (циркуляційні), коли сировина, або окремі її складові неодноразово повертається до агрегату для повторного оброблення, а іноді після регенерації (відновлення втрачених властивостей). (Наприклад: виробництво поліетилену високого тиску, під час якого лише 20% етилену перетворюються у поліетилен, решта після очищення знов повертається до агрегату.

Замкнені процеси компактніші за відкритих, при них менше витрати енергії, види, сировини. Отримується більш якісна продукція. Ці процеси – основа створення безвідходних, енерго – та сировинноощаджуючих технологій;

в) комбіновані процеси, коли основна сировина може перетворюватися на продукцію за один цикл перебування в агрегаті, а допоміжна сировина використовується багаторазово. (Наприклад: виробництво сірчаної кислоти способом – оксиди сірки перетворюються на продукцію, а оксиди азоту циркулюють).

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

Технологічний процес формується під впливом об'єктивних фак­торів: соціального устрою суспільства, рівня розвитку його економіки, відповідних сировинних ресурсів, наукового рівня і практичного досві­ду керівників (менеджерів) і виконавців виробництва (рис. 1.1). Технологічні процеси постійно вдосконалюються. Це зумовлено тим, що продукцію, яку виробляють на підприємстві, періодично поліп­шують. Крім того, наука, техніка та технологія пропонують нові більш ефективні способи оброблення та перероблення сировини, нове більш продуктивне обладнання та інструменти.

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

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

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

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

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

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

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

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

Походячи зі структури ТП можна виділити два напрямки вдосконалення ТП:

І напрямок – удосконалення допоміжних ходів;

ІІ напрямок – удосконалення робочого ходу.

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

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

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

Таким чином, відсутність змін сутності ТП у разі вдосконалення допоміжних ходів дозволяє визначити цей шлях розвитку як еволюційний.

Зовсім інший принцип розвитку технологічних процесів реалізується у разі вдосконалення робочого ходу. При цьому реалізуються нові та нетрадиційні технології. Цей шлях вдосконалення ТП – революційний.

Закономірності еволюційного шляху розвитку ТП:

1. зростання продуктивності живої праці з розвитком ТП;

2. зростання величини минулої праці, що витрачена на одиницю продукції, по мірі розвитку ТП;

3. по мірі вдосконалення ТП знижується ефективність впровадження змін ТП з метою удосконалення допоміжного ходу.

Таким чином, еволюційний шлях розвитку ТП є обмеженим.

Революційний шлях розвитку ТП характеризується наступними закономірностями:

1. з розвитком ТП здійснюється підвищення продуктивності живої праці;

2. зниження витрат минулої праці на одиницю продукції;

3. необмеженість цього шляху.

4. Цей шлях пов’язаний з переходом до більш високого рівня технології: порівняно з еволюційним, а тому за ним майбутнє.

Питання 3.

Для економічної оцінки технологічного процесу слід звернути увагу на продуктивність, собівартість, якість продукції, що виробляється.

Провідний показник економічної ефективності технологічного процесу по­винний враховувати усі види витрат. Таким узагальнюючим показником є собівартість продукції - одна з найважливіших економічних категорій.

Собівартість - сукупність матеріальних і трудових затрат підп­риємства у грошовому виразі, необхідних для виготовлення і реаліза­ції продукції. Така собівартість називається повною.

Затрати підприємства, безпосередньо пов'язані з виробництвом продукції, називають фабрично-заводською собівартістю. Співвідно­шення між різними видами затрат, що становлять собівартість, являє собою структуру собівартості.

При складанні калькуляції собівартості одиниці продукції засто­совують витратні норми на сировину, матеріали, паливо й енергію в натуральних одиницях, а потім перераховують у грошовому виразі. Грошовий потік розосереджений, а матеріально-енергетичний односпрямований. Характерні особливості наведеної схеми: 1) грошові та матеріально-енергетичні потоки спрямовані назустріч один одному. При цьому грошові потоки випереджають матеріа­льно-енергетичні, відіграючи роль інфраструктури виробництва.

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

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

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

Розрізняють основні витрати (на основні матеріали, пальне, енер­гію, напівфабрикати, зарплату основним працівникам) і витрати, пов'язані з обслуговуванням процесів виробництва й управління.

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

Слід зазначити, що з погляду технології економіка - це система збалансованих грошових і матеріально-енергетичних потоків конвер­сії природних ресурсів у споживну вартість. Але перед тим, як почне діяти виробництво, необхідно вкласти визначені кошти всієї організації. Рух грошових і матеріально-енергетичних потоків схематично зображе­ний на рис. 1.2. З рисунка випливає, що грошові та матеріально-енерге­тичні потоки спрямовані назустріч один одному. При цьому грошові потоки випереджають матеріально-енергетичні, трансформація природних ресурсів (сировини) у споживчу вартість відбувається на стадії технологічного перетворення;

Раціональне використання природних ресурсів, ефективність при­родоохоронних заходів і економічна ефективність системи конвер­сії залежать від науково-технічного рівня технологічного процесу.

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

Питання 4.

Подібно до того як галузі господарства країни створюють тісно пов’язані комплекси технології поєднуються в більш чи менш великі системи. Такі системи зв’язані потоками засобів виробництва, які для одних технологій уявляють собою продукти виробництва, а для інших є ресурсами.

Технологічна система (ТС) – сукупність функціонально пов’язаних засобів технологічного оснащення, предметів виробництва та виконавців для виконання у регламентованих умовах виробництва певних технологічних процесів або операцій.

Структура технологічної системи (ТС) характеризує внутрішню організацію, порядок і будування й визначає оптимальне функціонування системи. Структура ТС – це сукупність її елементів і зв’язків між ними. Система складається з великої кількості елементів, пов’язаних між собою, та навколишнім середовищем і діючих як єдине ціле. Наприклад, верстати, апарати, механізми, агрегати пов’язані між собою транспортними потоками сировини, матеріалів, енергії та інше.

Найважливішими властивостями технологічних систем є:

- стабільність та надійність функціонування;

- гнучкість та придатність до адаптації;

- висока інтенсивність;

- малостадійність та малоопераційність;

- маловідходність та безвідходність.

Технологічні системи класифікуються за:

1. ієрархічними рівнями:

а) технологічний процес;

б) виробничий підрозділ;

в) підприємство;

г) галузь промисловості.

2. рівнями автоматизації:

а) механізовані;

б) автоматизовані;

в) автоматичні.

3. рівнями спеціалізації:

а) спеціальна система (призначена для вироблення одного найменування та типорозміру);

б) спеціалізована (призначена для вироблення групи виробів);

в) універсальна (для виготовлення виробів з різними конструкційними і технологічними ознаками).

На сучасному етапі у розвитку технологічних систем намітилися такі закономірності:

1. рівень технології системи технологічних процесів залежить від рівня технології складаючи її компонентів;

2. рівень технологій систем залежить від взаємних пропорцій її складаючи, що забезпечує якісну збалансованість системи;

3. будь-яка система ТП кількісно може бути оцінена максимумом своєї продуктивності при незмінних рівнях технології її складаючи.

У розвитку ТС, як і ТП, є два шляхи розвитку: еволюційний і революційний. Революційний шлях розвитку ТС відповідає сучасним вимогам науково-технічної революції.

Термінологічний словник

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

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

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

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

Виробничий цикл - інтервал календарного часу від початку до кі­нця процесу виготовлення чи ремонту виробу. Вибір того чи іншого технологічного процесу залежить від типу виробництва. Залежно від виробничої програми і характеру продукції, що виготовляється, розрі­зняють три типи виробництва: одиничне, серійне й масове.

Допоміжний хід - закінчена частина операції, що не супроводжу­ється обробкою, але необхідна для виконання даної операції.

Електрохімічні процеси - це такі технологічні процеси, під час яких електрична енергія перетворюється на хімічну і, навпаки, хімічна на електричну.

Каталізаторами називають речовини, які змінюють швидкість хі­мічних реакцій, а самі залишаються незмінними.

Каталізом називають зміну швидкості хімічних реакцій у прису­тності каталізаторів.

Каталітичні процеси - це такі технологічні процеси, під час яких головним рушієм є каталізатор.

Лазерні процеси - це такі технологічні процеси, під час яких го­ловним рушієм є монохроматичне проміння. Лазер - оптичний кван­товий генератор світлового монохроматичного випромінювання.

Масове виробництво характеризується великим обсягом виробів, що випускаються та безперервно виготовляються або ремонтуються упродовж значного часу, і на більшості робочих місць використову­ється одна робоча операція (автомобілі, трактори, комбайни, електро­двигуни, холодильники і т.д.).

Одиничне виробництво характеризується малим обсягом випуску однакових виробів, повторне виготовлення або ремонт яких не перед­бачаються.

Плазмові процеси - це такі технологічні процеси, під час яких го­ловним рушієм є плазма. Плазма - це іонізований газ, який складаєть­ся з позитивно та негативно заряджених часток, нейтральних атомів і молекул.

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

Радіаційно-хімічні процеси - це такі технологічні процеси, під час яких головним рушієм є а і в частинки, у-промені, електрони, протони, нейтрони тощо.

Робочий хід - головна частина технологічного процесу, пов'язана зі зміною форми, розміру, структури, властивостей, стану або положен­ням у просторі предмета праці.

Робочий час - це час безпосереднього впливу робітника на предмет праці, а також час апаратних процесів під спостереженням робітника.

Серійне виробництво характеризується виготовленням чи ремон­том виробів партіями, що періодично повторюються.

Система технологій - сукупність функціонально пов'язаних за­собів технологічного оснащення, предметів виробництва та виконавців для виконання в регламентованих умовах виробництва технологічних процесів або заданих операцій.

Термічні процеси - це такі технологічні процеси, в ході яких го­ловним рушієм є тепло. При високотемпературних процесах сировину нагрівають, при низькотемпературних - охолоджують.

Техніка - сукупність засобів людської діяльності, які створюються для здійснення процесів виробництва, обслуговування невиробничої сфери, потреб суспільства.

Технологічна операція - закінчена частина технологічного проце­су, яка виконується на одному робочому місці праці одним робітни­ком над одним об'єктом і характеризується сталістю предмета праці, знарядь праці та характером впливу на предмет праці.

Технологічне оснащення - знаряддя виробництва, що доповнюють технологічне обладнання і необхідні засоби для виконання визначеної частини технологічного процесу.

Технологічний процес - послідовний набір операцій, під час кож­ної з яких із сировини отримують проміжну або готову продукцію з певними властивостями.

Технологія - це сукупність методів переробки, виготовлення, зміни стану, властивостей, форми та складу сировини, матеріалу, напівфабри­катів, які використовуються у процесі виготовлення виробів продук­тового та виробничого призначення.