Київський національний торговельно-економічний університет

Вінницький торговельно-економічний інститут

Кафедра товарознавства та маркетингу

МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО ТА ТЕХНОЛОГІЯ

ВИРОБНИЦТВА ТОВАРІВ

КОСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

(частина II)

Вінниця 2014

Розповсюдження і теражування без офіційного дозволу ВТЕІ КНТЕУ

заборонено

Укладачі: В.Г. Луцяк, к.т.н., доцент

С.О. Сіренко, к.т.н., доцент

Розглянуто і схвалено на засіданні кафедри товарознавства та маркетингу

(протокол № від 2013року), засіданні методичної ради факультету товарознавства, маркетингу та туризму (протокол № від 2013року) та на засіданні методичної ради ВТЕІ КНТЕУ (протокол № від 2013року)

Рецензент: Б.П. Авксентюк, д.т.н., професор

Навчально-методичне видання

МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО ТА ТЕХНОЛОГІЯ

ВИРОБНИЦТВА ТОВАРІВ

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

Укладачі: В.Г. Луцяк, к.т.н., доцент

С.О. Сіренко, к.т.н., доцент

Редактор: Осадчук Г.А.

Підп. до друку 2013р. Формат 60х84/8. Папір письм.

Друк різографія. Ум. Друк.арк.

Обл..вид.арк .Тираж 30 пр. Зам.

Центр підготовки наукових та навчально-методичних видань ВТЕІ КНТЕУ

2100, Вінниця, Хмельницьке шосе, 25

ЗМІСТ

Ст.

Вступ…………………………………………………………………...4

Лекція 1. Промислові технології і їх оптимізація...........................

2. Лекція 2. Технологія виробництва паперу..........................................

3. Лекція 3. Будівельні матеріали. Технологія виробництва цементу...........

4. Лекція 4. Технологія виробництва алюмінію. Сплави алюмінію..............

5. Лекція 5.Технологія виробництва міді і її сплави......................................

6. Лекція 6. Технологія виробництва титану і його сплави...........................

7. Лекція 7. Технологія виробництва виробів із порошків............................

8. Лекція 8.Хіміко-технологічні процеси у виробництві непродоволь

чих товарів.........................................................................................................

9. Лекція 9. Технологія виробництва мінеральних добрив...........................

10. Лекція 10. Технологія чоpної металургії та переробка її промисло-

вих відходів.....................................................................................................

11. Лекція 11 . Технологія мікроелектроніки..................................................

12. Лекція 12. Нанотехнології і наноматеріали................................................

13. Лекція 13. Біотехнології та їх застосування в народному господарстві..

ВСТУП

Технологія – основа будь-якого виробництва, головний фактор розвитку економіки, суспільства. Історичний розвиток людської цивілізації безпосередньо пов’язаний з технологічною еволюцією, а визначальними стимулами розвитку технологій були і є життєві потреби людей. Починаючи з кінця XVIIст. світовий техніко-економічний розвиток умовно розглядається як еволюційна зміна технологічних укладів (ТУ). Світовий техніко-економічний розвиток пройшов чотири технологічні уклади. На даний час світова економіка переважно знаходиться на стадії п’ятого ТУ, але уже зараз існують елементи шостого ТУ, ядро якого складають нанотехнології, біотехнології, космічна техніка, тонкий хімічний синтез.

Історичний досвід розвитку суспільства свідчить, що еволюційний процес в економіці здійснюється через технологічні інновації. Інновації є основним критерієм вибору шляхів підвищення конкурентоспроможності підприємств. Хоча термін «інновація» вперше було введено в 19-му столітті, історія свідчить про створення людиною різного рівня інновацій на протязі всього її існування. В даний час завдяки широкому впровадженню інноваційних технологій для виробництва будь-якої складності товарів проблемою в україні є виробництво інноваційних продуктів, генерація і реалзація інноваційних технологічних ідей. Так, лише 6,5 % продукції українського виробництва мають інноваційні ознаки, в той час як в Євросоюзі інноваційна продукція складає 30 %, в Японії – 67 %, в США – 75%. Країна з найбагатшими природними запасами корисних копалин і родючих земель, але яка стоїть осторонь «інноваційних технологічних змагань», буде посідати останнє місце в ієрархічній системі розвитку.

Вступ України до Світової Організації Торгівлі створили для промислового комплексу України жорсткі умови внутрішньої та міжнародної конкуренції за якість продукції, зниження її собівартості та насичені ринки збуту. Світовий досвід вчить, що ці проблеми неможливо розв’язати без розвитку науки, сучасної освіти та високотехнологічних інноваційних виробництв. Необхідно залучати до вищої освіти науку, талановиту молодь, яка мріє бачити Україну успішною серед передових країн світу.

Друга частина курсу «Матеріалознавство та технологія виробництва товарів» дозволяє ознайомити студентів із закономірностями технологічних процесів, способами їх оптимізації, орієнтуватися в основних напрямках науково-технічного прогресу. Друга частина курсу тісно пов’язана з такими економічними дисциплінами, як «Економіка підприємства», «Управління виробництвом», «Організація промислового виробництва», «Менеджмент» та «Товарознавство». Курс «Матеріалознавство та технологія виробництва товарів» повинні вивчати студенти всіх спеціальностей торговельно-економічного вузу: товарознавство та комерційна діяльність, економіка, менеджмент, облік і аудит та ін. Вивчення основ технології дозволить студентам використовувати ці знання у своїй практичній діяльності: аналізувати соціально-економічну ефективність існуючих технологічних процесів, впровадження технологічних інновацій, оптимізацію показників якості товарів, підвищення конкурентоспроможності підприємств.

Лекція 1

Промислові технології і їх оптимізація

1. Основні поняття про промисловість та її галузі.

2. Технологічні процеси та принципи її класифікації.

3. Теоретичні основи розробки технологічних процесів.

4. Складові технологічних процесів.

5. Дані для проектування технологічного процесу.

6. Типи виробництв

Література 4,5,6

1. Основні поняття про промисловість та її галузі.

Промисловість – це важлива галузь матеріального виробництва, що об’єднує велику кількість підприємств, комбінатів, виробничих об'єднань, які здійснюють видобування, переробку сировини і обробку матеріалів для виготовлення засобів виробництва і предметів споживання.

Промисловість є провідною галуззю народного господарства України. Провідна роль промисловості в економіці країни зумовлена тим, що промисловість здійснює технічне озброєння і переозброєння усіх галузей народного госрподарства і є для них основою технічного прогресу. Промисловість займає головне місце в задоволенні матеріальних і культурних потреб людей, випускаючи в асортименті непродовольчі і продовольчі товари не лише в галузях легкої і харчової промисловості, а й на підприємствах важкої та обробної індустрії. Крім того, промисловість значно впливає на екологічні аспекти природокористування як у країні, так і за її межами. Промисловість є основою економічного співробітництва з країнами зарубіжжя.

У народному господарстві України промисловість є найбільшою і найскладнішою сферою матеріального виробництва, що значно впливає на розвиток інших галузей, з якими вона тісно пов'язана.

Галузева диференціація промисловості безпосередньо пов'язана з суспільним поділом праці. Промисловість поділяється на галузі.

Галузі промисловості – це сукупність промилсових і виробничих об'єднань (підприємств), науково-дослідних і проектно-куонструкторських організацій, які характекризуються єдністю економічного призначення продукції, що виробляється, однорідністю перероблюівальної сиробини, спільністю технологічних процесів і технічної бази, професійними кадрами.

Поєднанням кількох спеціалізованих галузей створюються комплексні галузі (паливна промисловість, електро- і теплоенергетика, металургія, машинобдування і металообробка, хімічна, легка промисловість та ін.).

У промисловості нині налічується понад 300 великих галузей, об'єднаних у 18 комплексних (легка і харчова промисловість, металургія, машинобудування тощо).

Виробництво тієї чи іншої продукції стає самотійною галуззю лише за певних умов: при досягненні значних маштабів випуску продукції і наявності достатньої кількості самостійних підприємств, спеціально зайнятих її виготовленням; при існуванні специфіки характеру праці, особливостей організації і технології виробництва, які потребують створення єдиного органу господарчого управління для керування галуззю.

За ознакою більш вузького призначення продукції, яка випускається, галузь промисловості поділяється на підгалузі, а ті, в свою чергу, на виробництва та окремі промислові підприємства.

Усі галузі промисловості класифікуються за рядом ознак.

За принципом фактичного використання продукції в народному господарстві промисловість поділяється на дві групи:

• група А — виробництво засобів виробництва (провідні галузі промисловості);

• група Б — виробництво предметів споживання.

За принципом дії на предмет праці усі галузі поділяються на видобувну та переробну промисловість. Добувні галузі промисловості об'єднують підприємства, які займаються видобуванням природної сировини (руд чорних і кольорових металів, нафти, торфу, природного газу, кам'яного та бурого вугілля тощо). Переробні галузі займаються переробкою сировини і в свою чергу, поділяються на галузі, що переробляють продукцію добувних галузей (чорна металургія, кольорова, будівельна галузь промисловості, і галузі, які обробляють сільсько-господарську продукцію (цукрові буряки, льон, картоплю та ін.).

За характером технологічних основ виробництва галузі промисловості базуються переважно на хімічній технології (металургія, хімічна та шкіряна промисловість) або на механічній технології (текстильна, швейна, взуттєва, трикотажна, деревообробна промисловість).

Галузева структура промисловості — це співвідношення питомої ваги різних галузей у загальному обсязі виготовленої за рік продукції.

Галузева структура промисловості відображає рівень розвитку виробничих сил, індустріального розвитку країни, технічної оснащеності промисловості; ступені економічної самостійності країни та економічної ефективності промислового виробництва у країні.

2. Теоретичні основи розробки технологічних процесів

Коли і для чого розробляються технологічні процеси?

Основне комплексне завдання виробництва товарів народного споживання —підвищити ефективність виробництва, перевести його на інтенсивний шлях розвитку, підвищити ефективність товарів народного споживання . В основу вирішення цього завдання мають бути перекладені принципи: підвищення продуктивності праці за рахунок прискореного впровадження комплексної механізації та автоматизації, зниженяя матеріалоємкості виробів, широкого застосування прогресивної безвихідної та енергозберігаючої технології, прискорення темпів реконструкції та технічного переобладнання діючих підприємств.

Для вирішення цього завдання проектуються технолічні процеси виробництва і конструюються вироби на основі досягнень науки і техніки, впровадження прогресивної технології, науково обгрунтованої підготовки виробництва і впровадження нових форм організації виробництва на основі автоматизованих систем управління (АСУ).

Технологічні процеси виготовлення товарів розробляють при проектуванні нових і реконструкції існуючих промислових підприємств, а також коли починають випускати нові товари на діючих заводах і фабриках.

При проектуванні нових і реконструкції існуючих підприємств розробка технологічного процесу є основою усього виробничого процесу, оскільки він дає вихідні матеріали для визначення потреб робочої сили, обладнання, виробничої площі, капітальних вкладень та ін. Від якості розробки технологічних процесів значною мірою залежить рентабельність майбутнього виробництва.

На діючих підприємствах вироби, які випускаються, періодично підлягають конструктивним змінам, які поліпшують їх техніко-експлуатаційні показники. Такі зміни потребують перегляду діючої технології, а інколи розробки нових технологічних процесів. Крім того, розвиток науки і техніки пропонує нові, більш досконалі методи обробки, нове високопродуктивне обладнання, інструмент, що потребує розробки нових технологічних процесів.

Розроблений технолгічний процес має забезпечувати виконання усіх вимог щодо виготовлення деталей і виробів, вказних у кресленнях та технічних умовах. Разом з тим він повинен забезпечувати виготовлення деталей і виробів з найменшою вартістю.

Технологічна підготовка виробництва охоплює проектування технологічних процесів, проектування і виготовлеення спеціального оснащення (пристрій, інструмент), розробку методики контролю і виготовлення спеціальних контрольних пристроїв, розробку необхідних технологічних нормативів. Її здійснення виконується за Єдиною системою технологічної підготовки виробництва (ЄСТПВ), яка містить ряд стандартів, що встановлюють загальні правила організації процесів управління виробництвом, передбачують застосування прогесивних типових технологічних процесів, стандартного технологічного обладнання та оснащення, засобів механізації та автоматизації.

Документація, розроблена на основі стандартів ЄСТПВ, дозволяє прискорити технологічну підготовку виробництва, підвищеної якості і, таким чином, забезпечити скорочення термінів освоєння виробництва нового виробу і необхідну якість.

Загальні відомості про технологічні процеси та принципи їх класифікації.

Будь-яке промислове виробництво грунтується на виробничих та технологічних процесах.

Виробничий процес є основою діяльності кожного підприємства і складається зі сукупності дій, у результаті яких вихідні матеріали та напівфабрикати перетворюються в готову продукцію, яка відповідає своєму призначенню.

У кожний виробничий процес входять основні й допоміжні процеси. Процеси виробництва, які забезпечують перетворення сировини і матеріалів у готову продукцію, називаються основними. Допоміжні процеси забезпечують виготовлення продукції, яка викоримтовується для обслуговування основного виробництва. Наприклад, підготовка виробництва, виготовлення інструментів, запасних частин для ремонту обляднання підприємства.

Технологічний процес – це частина виробничого процесу, безпосередньо пов'язана з послідовною зміною стану предмета і з перетворенням його на продукт виробництва. Велика різноманітність технологічних процесів обумовлена різноманітністю продуктів виробництва, сировини, вихідних матеріалів, прийомів і методів роботи, способів виробництва та іншими факторами, характерними для кожного технологічного процесу. Кожний технологічний процес може бути розчленований на певну кількість типових технологічних ланок або операцій і представлений у вигляді технологічної схеми. В технологічній схемі спосіб виробництва подається в формі послідовного опису операцій, які відбуваються у відповідних апаратах, машинах або іншому обладнанні.

Якщо технологічний процес не закінчено, то отримують не товар, а напівфабрикат.

Отже: різноманітні способи переробки сировини грунтується на фізичних та хімічних процесах, які відрізняються характером якісних змін і перетворень речовини. Використання фізичних та механічних процесів для переробки сировини характеризуються зміною зовнішньої форми і фізичних властивостей, а внутрішня будова і склад речовини при цьому залишаються незмінними. Головну групу механічних процесів становлять процеси переробки металевих та неметалевих матеріалів у вироби (зварювання, паяння, обробка різанням, процеси формування литтям).

Хімічні процеси характеризуються зміною не тільки фізичних властивостей, а й агрегатного стану, хімічного складу, внутрішньої будови речовини. Розподіл процесів на хімічні, фізичні та механічні сприяє типізації процесів промислового виробництва і полегшує вибір найефективнішого способу переробки сировини.

Класифікація технологічних процесів

Класифікація основних процесів промислового виробництва може проводитися за різними ознаками. Мета такої класифікації – виявлення характерних рис, загальних закономірностей, основних переваг та недоліків, а також шляхів удосконалення міжгалузевих процесів, які згруповані за організаційними, сировинними та технологічними ознаками.

Технологічні процеси можуть бути класифіковані по різних ознаках.

1. класифікація по галузях народного господарства:

а) харчова промисловість (цукрова, хлібопекарська, кондиторська, м’ясомолочна та ін.);

б) хімічна та нафтохімічна;

в) машинобудування (технологія машинобудування);

г) гірничо - добувна;

д) мікроелектроніки, нанотехнології;

є) біотехнології.

2. Класифікація по кінцевому продукту6

а) шкіровзуттєва;

б) лакофарбова;

в) меблева;

г) скляна.

3. класифікація технологій по наукових принципах, які покладені в основу процесу технологічної обробки:

а) зварка;

б) прокатка;

г) каталітичні;

д) деревообробка;

є) лазерна технологія;

ж) компютерна технологія та ін.

За способом організації технологічні процеси поділяють на періодичні, неперервні та комбіновані.

Періодичні процеси (виплавка сталі, лиття в форму та ін.) проводять на обладнанні, яке завантажується вихідними матеріалами через певні проміжки часу; після їх обробки отриманий продукт вивантажується. Неперервні преси (переробка нафти, виробництво цементу здійснюється в апаратах, де надходження сировини і вивантажування кінцевих продуктів здійснюється неперервно). Усі стадії процесу можуть проходити одночасно як у різних частинах апарату (перегонка нафти в ректифікаційних колонвх), так і в різних апаратах, з яких складається дана установка (виробництво цементу).

Комбіновані процеси поєднують стадії періодичних неперервних процесів (коксування вугілля, робота доменої печі, де вивантаження здійснюється періодично).

За кратністю обробки сировини розрізняють процеси з розімкнутою (відкритою) схемою, в якій сировина або матеріал підлягає одноразовій обробці, процеси із замкнутою (круговою, циркуляційною чи циклічною) схемою (ковка), в якій сировина або допоміжні матеріали неодноразово повертаються в початкову стадію процесу для повторної обробки, а інколи і регенерації (відновлення втрачених властивостей); комбіновані (із змішаною схемою, прокатка рельсів).

Технологічні процеси з замкнутою схемою є основою для створення безвідхідних виробництв.

У промисловості часто застосовують комбіновані процеси, які поєднують процеси з відкритою та закритою схемами.