Основные понятия и определения

Под механизацией технологических процессов пони­мают применение энергии неживой природы в тех­нологическом процессе или его составных частях, полностью управляемых людьми, осуществляемое в целях сокращения трудовых затрат, улучшения усло­вий производства, повышения объема выпуска и каче­ства продукции. Функции рабочего при этом сводят­ся только к управлению работой, контролю изделий и регулировке машины.

Под автоматизацией понимают применение энергии неживой природы в технологическом процессе или его составных частях для выполнения и управления ими без непосредственного участия людей, осуще­ствляемое в целях сокращения трудовых затрат, улучшения условий производства, повышения объема выпуска и качества продукции. Функции рабочего – контроль за работой машины, устранение отклонений от заданного процесса, наладка авто­матизированной машины на обработку другого изде­лия. При этом рабочий не должен принимать участие в изготовлении каждого изделия; в освобожденное время он выполняет функции обслуживания ряда автоматов. Рабочий получает большую квалифика­цию, он становится наладчиком. Стирается грань между рабочим и инженерно-техническим работни­ком.

В серийно выпускаемых автоматах не автоматизи­рованы вспомогательные переходы по контролю из­делий, подналадке и наладке автоматов. Инженерно-техническим работникам предприятий необходимо проводить работу по автоматизации контроля, подналадки и наладки, чтобы и от этих функций осво­бодить человека.

В ГОСТах Единой системы технологической под­готовки производства предусматривается качественная и количественная оценка состояния ме­ханизации и автоматизации технологических процес­сов. Качественная оценка производится по трем показателям: виду, ступени и категории.

По виду различают частичную, полную, единичную, комплексную, первичную и вторичную механизацию и автоматизацию. Под частичной механизацией или автоматизацией понимают механизацию или автома­тизацию технологических процессов или их систем, при которой часть затрат энергии людей заменена затратами энергии неживой природы, исключая управление при механизации или автоматизации.

Под полной механизацией или автоматизацией по­нимают механизацию или автоматизацию технологи­ческих процессов или их систем, при которой все затраты энергии людей заменены затратами неживой природы, исключая управление при механизации и включая его при автоматизации.

Под единичной механизацией или автоматизацией понимают частичную или полную механизацию или автоматизацию одной первичной составной части технологического процесса или системы технологиче­ских процессов, исключая управление при механиза­ции и включая его при автоматизации. Например, в токарной операции механизирована или автоматизи­рована загрузка и разгрузка деталей; автоматизиро­вана одна из пяти операций обработки деталей и т. п.

Под комплексной механизацией или автоматиза­цией понимают частичную или полную механизацию или автоматизацию двух или более первичных со­ставных частей технологического процесса или систе­мы технологических процессов, исключая управление при механизации и включая его при автоматизации., В случае механизации или автоматизации всех без исключения первичных составных частей получают, полнокомплексную механизацию и автоматизацию. Например, все пять операций технологического процесса механизированы или автоматизированы.

При механизации или автоматизации не всех пер­вичных частей получают неполнокомплекснуго меха­низацию или автоматизацию. Например, три из пяти операций механизированы или автоматизированы. Следует стремиться к полнокомплексной механиза­ции и автоматизации.

Механизация и автоматизация проводятся часто в несколько этапов, поэтому различают первичную, и вторичную механизацию и автоматизацию. Под пер­вичной — понимают механизацию или автоматизацию технологических процессов или их систем, в которых до проведения механизации или автоматизации ис­пользовалась только энергия людей. Под вторич­ной — понимают механизацию или автоматизацию технологических процессов или их систем, в которых до ее проведения использовалась энергия людей и неживой природы при механизации или только не­живой природы при автоматизации. Так, например, изменены автоматические контрольные устройства, установленные на станке, на более совершенные, обеспечивающие большую точность в производстве при более длительном сроке эксплуатации устройства.

Технический прогресс основан не только на первич­ной механизации и автоматизации, но и на вторич­ной, являющейся овеществленной мыслью ученых и практиков в результате обобщения опыта работы механизированных и автоматизированных систем.

Ступень внедрения механизации или автоматиза­ции по ГОСТу обозначается цифрами от 1 до 10: 1 — единичная технологическая операция; 2 — закончен­ный технологический процесс; 3—система техноло­гических процессов, выполняемых на производствен­ном участке; 4 — система технологиче­ских процессов, выполняемых в пределах цеха; 5 — система технологических про­цессов, выполняемых в пределах группы технологи­чески однородных цехов; 6 — система технологиче­ских процессов, выполняемых в пределах предприя­тия; 7 — система техноло­гических процессов, выполняемых в пределах произ­водственных фирм или научно-производственных объединений; 8—система технологических процессов, выполняе­мых в пределах территориально-экономического ре­гиона; 9 — система технологических процессов, выполняемых, в пределах отрасли промышленности; 10—система технологических процессов, выполняемых для всей промышленности страны.

При механизации и автоматизации процессов часть времени расходуется на выполнение процесса машиной без участия рабочего (Тм) и часть времени с участием рабочего (Тр). Отношение машинного времени к общему времени выполнения операции процесса называют коэффициентом механизации: К = Тм/(Тм+Тр) = Тм/Тшт.

В состав времени Тм входит время рабочих ходов и иногда холостых ходов, перекрываемых машинным временем. Например, быстрый подвод инструмента к детали (вспомогательный ход) на автомате или подача прутка и его закрепление на прутковом авто­мате (вспомогательные переходы). Чем меньше вре­мени затрачивается на вспомогательные переходы и ходы, тем больше производительность станка.

Для повышения коэффициента механизации нужно сокращать ручное время на заточку, смену, установ­ку и регулирование инструмента, на ремонт и регу­лирование механизмов машины (станка), на заправ­ку материала или заготовок, уборку отходов, сдачу готовых деталей, ликвидацию брака вследствие нару­шения настройки станка, подготовку к сдаче и сдачу станка в конце смены и т. п.

При механизации и автоматизации многих опера­ций технологических процессов определяют основные показатели уровня механизации и автоматизации процессов. Причем расчет основных показателей уровня в случаях механизации или автоматизации от одной операции (1-я ступень) до системы процессов, выполняемых на производственном участке (3-я сту­пень), производится по показателям времени живого труда или времени выполнения процесса.

Расчёт производится по формулам:

при механизации: dт = Σ Тнм/ Σ Тш; dп = Σ Тм/ ΣТш;

при автоматизации: dт = Σ Тна/ Σ Тш; dп = Σ Та/ ΣТш,

где Σ Тнм, Σ Тна – сумма машинного времени при механизации и автоматизации процесса, не перекрытого ручным временем; Σ Тш – сумма всего штучного времени; Σ Тм, Σ Та – сумма всего машинного времени при механизации и автоматизации;

Для 4—10-й ступеней объем работ по расчетам времени получается очень громоздким, и поэтому пользуются показателями уровня механизации и автоматизации, определяемыми по объемам выпол­няемых работ, называемых эргатическими.

Расчетная формула в этом случае имеет вид:

Ω м = Σ Эм/( Σ Эм + Σ Эр); Ω а = Σ Эа/( Σ Эа + Σ Эр),

где Σ Эм, Σ Эа – сумма полезной работы машин при механизации и автоматизации;

ΣЭр – сумма полезной ручной работы людей.

Категории механизации и автоматизации являются характеристикой степени влияния механизации и автоматизации на состояние технологических процесс сов в зависимости от величины основного показателя уровня механизации и автоматизации. Различают восемь категорий механизации и автоматизации (табл.1).

Таблица 1

№ категории	Наименование категории механизации или автоматизации	Значение основного показателя уровня
0	Нулевая	0
1	Низкая	От 0,01 до 0,25
2	Малая	От 0,25 до 0,45
3	Средняя	От 0,45 до 0,60
4	Большая	От 0,60 до 0,75
5	Повышенная	От 0,75 до 0,90
6	Высокая	От 0,90 до 0,99
7	Полная	1

Для удобства использования данных о механизации и автоматизации определенного объекта применяют информационную модель, которая содержит данные в такой последовательности: ступень комплектности, вид, уровень. Например, выполнена единичная авто­матизация технологического процесса на участке механического цеха с основным показателем уровня до 0,32.

Модель строится так: ступень комплектности, соответствующая участку механического цеха, обозначается цифрой 3, вид произведённой автоматизации – буквой А. Основной показатель уровня 0,32 соответствует малой категории автоматизации и обозначается буквой 2. Вид модели 3А2. Следует стремиться к применению оптимальных ступени, вида и категории механизации и автоматизации технологических процессов, соответственно технико-экономическим показателям эффективности механизации и автоматизации.