Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»

Институт природных ресурсов

Направление – Нефтегазовое дело

Специальность 131000 – Эксплуатация нефтяных и газовых скважин

Оценка ресурсо эффективности меди

Студент гр. З-2Б33Т ___________ Андрюшин Д.А.

(подпись)

________________

(дата)

Преподаватель ___________ Вершкова Е.М.

(подпись)

________________

(дата)

Томск - 2017 Оглавление

1. Анализ первичного производства ресурса………………………….…3

2. Анализ операций обслуживания…………………………………….…8

3. Анализ конечного потребления……………………………………….10

4. Поиск методик ресурсо-эффективности……………………………...13

Вывод……………………………………………………………………....15

Список литературы………………………….…………………………....16

1. Анализ первичного производства ресурса

Назначение меди

Медь - это пластичный переходный металл золотисто-розового цвета. Чистая медь обладает высокой электро- и теплопроводностью, пластичностью и стойкостью против атмосферной коррозии. Электропроводность меди выше в 5,7 раза по сравнению с электропроводностью железа. Высокая электропроводность меди обусловила ее широкое применение в электропромышленности. Теплопроводность меди в сравнении с другими промышленными металлами значительно выше (например, в 6,3 раза больше чем у железа). Благодаря высокой пластичности, медь без каких-либо технологических трудностей хорошо прокатывается в холодном состоянии в тончайшие листы.

Направление использования

Одна из важнейших отраслей применения меди — электротехническая промышленность. Из меди изготовляют электрические провода. Для этой цели металл должен быть очень чистый: примеси резко снижают электрическую проводимость. Присутствие в меди 0,02% алюминия снизит ее электрическую проводимость почти на 10%. Еще более резко возрастает сопротивление металла в присутствии неметаллических примесей. У меди очень низкое удельное сопротивление - 0,0175 (уступает лишь серебру у которого 0,016). Медные провода, в свою очередь, также используются в обмотках энергосберегающих электроприводов (быт: электродвигателях) и силовых трансформаторов.

Высокая вязкость и пластичность металла позволяют применять медь для изготовления разнообразных изделий с очень сложным узором. Проволока из красной меди в отожженном состоянии становится настолько мягкой и пластичной, что из нее без труда можно вить всевозможные шнуры и выгибать самые сложные элементы орнамента. Кроме того, проволока из меди легко спаивается сканым серебряным припоем, хорошо серебрится и золотится. Эти свойства меди делают ее незаменимым материалом при производстве филигранных изделий.

Медная проволока широко используется в электротехнике и электроэнергетике, в телекоммуникационной отрасли, судо- и автомобилестроении, ее применяют для производства электрокабеля, проводов, обмоток, выводов искрового зажигания, плавких предохранительных устройств.

Отметим, что проволока-электрод из меди расходуется экономнее по сравнению с латунной на 20%. Иными словами, удорожание расходного материала даже на 30% не сравнимо с экономией машинного времени и самой проволоки.

Имеющиеся альтернативные заменители

Исследование относительных издержек изготовления медных и алюминиевых проводников должно опираться на три фактора: соотношение цен на металлы, их веса и проводимости. Медь значительно тяжелее алюминия (плотность меди составляет 8,9 г/см³, алюминия — 2,7 г/см³), из чего следует, что медный проводник в 3,3 раза тяжелее алюминиевого такого же размера. Однако алюминий обладает только 0,61% проводимости меди, и, чтобы провести такой же ток, алюминиевый проводник должен быть больше медного по площади на 0,61%. Таким образом, единица веса проводимости алюминия лишь в два раза выше (3,3х0,61), чем у меди. И поскольку ценовое отношение между медью и алюминием в настоящее время достигает 3,5 раза , то медный проводник обойдётся в 7 (2х3,5) раз дороже, чем эквивалентный ему проводник из алюминия.

Однако сопоставление медных и алюминиевых проводников этим не исчерпывается. Потребляемый кабель обладает стандартными размерами, но невозможно изготовить алюминиевый проводник по размерам, точно совпадающим с медным. Потребуется изготовлять проводник из алюминия по размерам примерно в два раза больше, чем из меди. Соответственно, необходимо больше изолирующего и защитного материала, что снизит ценовую привлекательность алюминия.

Например, если мы возьмём 70 мм² медного кабеля, в котором расходы на проводник составят 65% от общих издержек производства кабеля, то эквивалентные 120 мм² алюминиевого кабеля будут дешевле на 23,5%. Но если доля медного проводника в кабеле составит 80% от общих издержек производства кабеля, то экономия от использования алюминиевого кабеля достигнет 46%. Только в случае, если расходы на медный проводник будут ниже 50% от общей стоимости кабеля, эквивалентный ему алюминиевый кабель будет незначительно дешевле. В большинстве низковольтных и во многих средневольтных кабелях доля расходов на проводник в издержках изготовления составляет в настоящее время более 50%, поэтому переход к алюминиевому проводнику может дать значительную экономию.

Проблемы производства

В меди, полученной из руды электролизом, присутствует значительное количество оксида меди, который, при последующем отжиге в атмосфере водорода, взаимодействует с ним (водород легко проходит через металл и восстанавливает Cu₂O). Образовавшиеся пары воды портят слиток, образуя трещины, поры, пустоты (т.н. "водородная болезнь меди"). Для предотвращения этого перед отжигом в атмосфере водорода медь переплавляют в вакууме.

Для снижения содержания кислорода в меди на этапах ее дальнейшего передела и предотвращения таким образом "водородной болезни", применительно к полуфабрикатам и готовым изделиям неэлектротехнического назначения применяется раскисление фосфором. Так, меди советской (российской) марки М1Ф и ее европейского аналога Cu-DHP содержат от 0.012% (0.015% для Cu-DHP) до 0.04% массовой доли фосфора, отчего содержание кислорода в них стремится к нулю и в силу этого даже не нормируется.

Причина потерь при производстве и мероприятия по их уменьшению

1. Перепроизводство – самая опасная из потерь, так как влечет за собой остальные виды потерь. Но исключить и выявить этот тип проще всего, достаточно следовать девизу: «Не производи лишнего!». Необходимо производить только то, что заказано.

Причинами перепроизводства могут быть большие партии – что в свою очередь может быть последствием невозможности быстрой переналадки. Также упреждающее производство тоже может быть причиной перепроизводства. Избыточное оборудование, нестабильное качество – тоже являются причинами перепроизводства.

Последствия, возникающие при перепроизводстве – это преждевременный расход сырья, и как следствие, закупка материалов, что приводит к избыточным запасам, и потери качества.

Сумма невостребованной продукции и заготовок на складах и промежуточных операциях является стоимостью потери «Перепроизводство». Определяется в течении месяца, квартала, года.

Избежать перепроизводства помогает вытягивающая система поставок, а также выравнивание загрузки производственных линий.

2. Причиной избыточных запасов является длительная переналадка, что в свою очередь связано с выпуском продукции большими партиями. А также несовершенство системы планирования производства и поставки материалов.

Для складирования запасов нам требуются дополнительные площади, склады, дополнительная рабочая сила. Также эти запасы необходимо будет в последствии искать, а значит вновь затрачивать силы и время. Все эти усилия – лишние затраты, а сами запасы являются замороженным капиталом предприятия.

Как и в случае с перепроизводством улучшение системы планирования помогает сократить запасы. В основе производственных потоков должна лежать вытягивающая система с, по возможности, маленькими партиями, чему способствует выравнивание производства.

3. Следующий вид потерь – транспортировка — является следствием нерационального размещения оборудования, большого расстояния между производственными участками. Неэффективность организации производственного потока помогает выявить карта потока создания ценности. Отображая материальные потоки и их направленность, мы видим расстояние, которое преодолевает заготовка, либо материал, прежде чем станет готовым изделием. Увеличение издержек на транспортировку ведет к удорожанию продукции.

Оптимизация расположения оборудования, складских помещений, и направленности материальных потоков в целом помогает сократить количество транспортировок.

4. Потеря «Перемещения» связана с движением работников в течении рабочей смены. Способствует снижению производительности труда, повышению утомляемости персонала и росту травматизма. Выявить эту скрытую потерю помогает хронометраж перемещений рабочего – диаграмма Спагетти. Но также важно понимать и личную роль самого рабочего в оптимизации его рабочего дня и его действий. Для устранения лишних перемещений рабочего прежде всего необходимо повышать его квалификацию. Совместно с ним проводить оптимизацию производственного процесса, и эффективно организовывать рабочие места. Личная вовлеченность персонала может быть повышена путем внедрения Кайдзен-движения – небольшие улучшения своими силами.

5. Из всех видов потерь сравнительно меньший урон приносит «Ожидание». Это время, которое оборудование либо персонал проводит в бездействии, то есть не создавая ценность. При оптимизации производственных потоков, необходимо если и не исключать все остальные потери, то хотя бы стремиться перевести их в ожидание. Определить время ожидания позволяет хронометраж работы персонала и оборудования. Общее количество простоев за смену, месяц и год дадут нам время ожидания. Для уменьшения количества времени ожидания персонала – во время простоев рекомендуется направлять на уборку, внедрение систем 5S, TPM, SMED, Кайдзен.

Оптимизация расположения оборудования, сокращение времени на переналадку позволяют сократить время на ожидание.

6. Также увеличить затраты при изготовлении продукции может излишняя обработка. Возникает, в следствии отсутствия стандарта у рабочего, несовершенства технологий. Прежде чем выполнять заказ, нужно четко понимать, какие свойства продукта важны потребителю. Это понимание должно быть отражено в стандарте для рабочего. Например, в стандартной операционной карте, где будут четко прописаны все шаги и действия оператора.

Запасы

Российские балансовые запасы меди составляют 92,7 млн т; это почти в пять раз меньше, чем в недрах лидера мировой медной промышленности – Чили. По производству меди Россия занимает седьмое место в мировом рейтинге производителей горнорудной медной продукции, ежегодно обеспечивая до 4,5% добываемой в мире меди; выпуск металла в стране в семь раз меньше, чем в Чили.