«Современные проблемы технологии производства машин» (стр. 2 )

Технология машиностроения на современном этапе рассматривается не только как совокупность сведений о способах и методах изготовления, но и как научная дисциплина о закономерностях процессов проектирования и изготовления машин и их элементов, а также систем машин, являющихся составляющими экологически чистого производства.
Как и любая другая наука, технология машиностроения прошла путь от отдельных способов, методов обработки и изготовления изделий через их обобщение к научно - обоснованным и прогнозным методам, представляющим научные технологические знания. Научные знания или научные обобщения необходимы для ускоренного развития технологий и науки о производстве машин. Технологические знания можно разделить на три группы:
"Научные знания". Это формализованные знания о закономерностях, методах, способах, средах, процессах создания машин, элементов и систем машин, основанные на практическом опыте и теоретических обобщениях. "Рецептурные знания" (прецеденты). Это неформализованные технологические знания, основанные на предыдущем опыте различных организаций и специалистов. "Экспертные знания". Это неформализованные знания специалистов предметной области, основанные на личном опыте и обобщении.

Лекция 2. Тема 2.Применение CAD/CAM систем для проектирования и технологической подготовки производства. Функции, структура, примеры CAD/CAM систем в машиностроении. Основные задачи технологического проектирования. Основные функции CAM-систем. Математическое моделирование при автоматизированном проектировании технологических процессов. Типовые решения в САПР технологических процессов.

В конце 80-х - начале 90-х годов, на рынке появились самостоятельные программно-технические решения, пригодные для использования на предприятиях с различным уровнем автоматизации, в том числе и вне КИП в его классическом понимании. Возникли новые устойчивые понятия: CAD/CAM/CAE и MRP (MRP II). Первое понятие - CAD (Computer Aided Design)/ CAM (Computer Aided Manufacturing) /CAE (Computer Aided Engineering) - обозначало комплекс программных средств компьютерного проектирования, подготовки производства и инженерных расчетов. Второе - MRP (Materials Requirement Planning – планирование потребностей в материалах), а позднее MRP II (Manufacturing Resource Planning - управление производственными ресурсами) - стало общепринятым обозначением комплекса задач управления финансово-хозяйственной деятельностью предприятия: планирования производства, материально-технического снабжения, управления финансовыми ресурсами, и других. Появились первые стандарты и спецификации, определяющие функциональные требования к этим системам. В начале 90-х, консалтинговой фирмой Gartner Group (США) была предложена концепция ERP (Enterprise Resource Planning - управление ресурсами предприятия). Сегодня термины MRPII и ERP практически полностью вытеснили термин АСУП и стали привычным для специалистов обозначением класса интегрированных информационных систем, предназначенных для управления производственно-хозяйственной деятельностью предприятия. CAD/CAM (Computer Aided Design/ Computer Aided Manufacturing) системами на западе называют то, что в странах бывшего СССР принято было называть аббревиатурой САПР, то есть Системы Автоматизированного Проектирования. Впервые термин СAD прозвучал в конце 50-х годов прошлого века в Массачусетском технологическом институте в США. Распространение эта аббревиатура получила уже в 70-х годах как международное обозначение технологии конструкторских работ. С началом применения вычислительной техники под словом CAD подразумевалась обработка данных средствами машинной графики. Однако этот один термин не отражает всего того, что им иногда называют. Например, САПР могут предназначаться для черчения, для прочерчивания (эскизирования) или и для того, и для другого сразу. Сама же аббревиатура CAD может расшифровываться так: Computer Aided Design, или Computer Aided Drafting (проектирование и конструирование с помощью ЭВМ или черчение с помощью ЭВМ). Понятия «конструирование» и «черчение с помощью ЭВМ» - всего лишь малая часть функций, выполняемых САПР. Многие из систем выполняют существенно больше функций, чем просто черчение и конструирование. И существует их более точное обозначение: САЕ - Computer Aided Engineering (инженерные расчёты с помощью ЭВМ, исключая автоматизирование чертёжных работ). Иногда этот термин использовался как понятие более высокого уровня – для обозначения всех видов деятельности, которую инженер может выполнять с помощью компьютера. CAM - Computer Aided Manufacturing. Программирование устройств числового программного управления станков с помощью CAD-систем отождествляют с понятием CAM (так называемые CAD/CAM системы). В иных случаях под САМ понимают применение ЭВМ в управлении производством и движением материалов.

Лекция 3.Тема 3. Развитие научных положений технологии машиностроения. Высокие технологии и научно-технический прогресс. Менеджмент высоких технологий. Новые наукоемкие технологии в технике. Научно-технический прогресс служит основой интенсификации общественного производства. Важнейшим фактором интенсификации производства является повышение эффективности высоких технологий и качества продукции. Различают экстенсивные и интенсивные факторы экономического роста производства. Под высокими технологиями принято понимать технологии, сформированные на базе высокой наукоемкости, системности, высокоэффективного рабочего процесса размерной обработки, автоматизации всех видов работ, качества, экологической чистоты при соответствующем техническом обеспечении и квалифицированном ее обслуживании.

Менеджмент высоких технологий призван усилить воздействие научного управления экономикой и управления производством, обеспечивающих «высокое соприкосновение» и гармоничное соразвитие человека, общества и природы. Инновационный менеджмент высоких технологий. Инновация – конечный результат инновационной деятельности, получивший реализацию в виде нового или усовершенствованного продукта, реализуемого на рынке, нового или усовершенствованного технологического процесса, используемого в практической деятельности. Инновационная деятельность направлена на использование и коммерциализацию результатов научных исследований и разработок для расширения и обновления номенклатуры и улучшения качества выпускаемой продукции, совершенствования технологии ее изготовления с последующим внедрением и эффективной реализацией на внутреннем и зарубежном рынках. Классификация инноваций и их специфика. Инновационный менеджмент - область экономической и профессиональной деятельности, направленная на формирование и обеспечение достижения любой организационной структурой инновационных целей путем рационального использования материальных, трудовых и финансовых ресурсов. Новые наукоемкие технологии связаны с конструкторско-технологическим обеспечением машиностроительного производства.

Лекция 4. Тема 3. Эффективность использования промышленной продукции. Формирование технического состояния изделий машиностроения. Управление техническим состоянием изделия. Определения и понятия эффективности использования промышленной продукции. Формирование технического состояния изделий машиностроения. Содержание технического состояния изделий машиностроения. Математическая модель технического состояния. Управление техническим состоянием изделия. Влияние эксплуатационной ситуации на работоспособность машины. Воздействия на работоспособность, источники воздействия: окружающей среды, внутренние источники энергии, потенциальная энергия. Основные понятия эксплуатационной надежности машин: работоспособность, отказ, виды повреждений, коэффициент работоспособности. Функциональная способность изделия. Различают следующие функциональные свойства изделий: механические, метрические, кинематические, динамические и энергетические. Механические свойства – совокупность показателей, характеризующих сопротивление материала воздействующей на него нагрузке, его способность деформироваться при этом, а также особенности его поведения в процессе разрушения. Метрические свойства базируются на двух фундаментальных положениях – номинал и допуск. Кинематические свойства определяют степень приближения закона движения или траектории движения одного из элементов изделия к предписанному закону движения или траектории. Добавочные динамические свойства реального механизма возникают в результате ограниченной жесткости элементов механизмов, погрешностей изготовления и сборки, наложения побочных воздействий от сил упругих элементов, сил внешнего и внутреннего трения в элементах механизмов, исходной среду обитания, в которой находится механизм. Энергетические свойства за счет теплопроводности и конвекции. Энергетическое свойствоза счет теплопроводности – это когда тепловой поток пропорционален градиенту температуры и площади. Энергетическое свойствоза счет конвекции – это когда тепловой поток пропорционален разности между температурой стенки и средней температуры жидкости.

Квалиметрическая оценка качества продукции позволяет определить номенклатуру необходимых показателей качества изделий и их оптимальных значений, учитывать изменения качества во времени.

Оптимизация параметров промышленной продукции проводится с целью улучшения эффективности использования промышленной продукции на основе повышения ее научно-технического уровня и технических условий за счет приближения значений текущих параметров к оптимальным. Для оптимизации параметров объектов промышленной продукции необходимо количественно оценивать параметры объекта, эффект от производства и эксплуатации объекта, затраты на разработку, производство и эксплуатацию объекта. Теоретическая и экспериментальная оптимизация. Методы прогнозирования при оптимизации. Прогнозирование при оптимизации производится для определения будущей ситуации с целью оптимизации принимаемых решений. Различают точность и период упреждения прогноза.

Лекция 5. Тема 4 – Жизненный цикл изделий машиностроения, их функциональное назначение и качество. Конкурентоспособность изделий машиностроения и способы ее повышения на основе использования информационных технологий (ИПИ - СALS технологии). Организационно технологические формы процессов ЖЦ: технологические (ТС) и гибкие производственные (ГПС) системы. Компоненты ТС: ресурсы (кадры, технологическое оборудование, стандарты); технология производства; системы управления. Технологические объекты управления и их качество. Анализ развития информационных технологий в производственных задачах показывает, что одним из направлений движения является все более полный охват стадий жизненного цикла продукции. Вначале предприятие изучает рынок спроса на изделие на момент его производства и его потребительские свойства, затем осуществляет в короткий срок научно-исследовательские, опытно-конструкторские и технологические работы и проектирование конкурентоспособного изделия. Практически в это же время проводятся конструкторско-технологическая подготовка производства, изготовление опытного изделия, его испытание и научные работы с целью совершенствования опытного образца. Параллельно с этим, по завершении подготовки производства, начинается серийный выпуск изделия. В процессе эксплуатации изделия осуществляются его техническое обслуживание и текущий ремонт, затем капитальный ремонт и частичная утилизация. По достижении изделием своего морального или физического старения, лучик, если они совпадают. Проводится полная утилизация изделия, и оно прекращает свою «жизнь». Значительное место в жизненном цикле изделия, а именно его становлении, принадлежит технологии машиностроение. Причем, чем раньше в этом цикле будут задействованы технологии, тем выше эффективность и конкурен-тоспособность изделий машиностроения. Еще на предварительной стадии маркетинга и проработки технологи могут оценить конкурентоспособность технологического процесса, для которого предполагается выпуск изделия. Проведение НИР и опытно-конструкторских работ без учета технологических аспектов практически неэффективно, так как себестоимость, а следовательно и конкурентоспособность изделий определяются их технологической себестоимостью. Поэтому на ранних стадиях проектирования изделий должна проводиться тщательная проработка их технологичности. Под технологичностью конструкции изделий понимают совокупность его свойств, определяющих приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска условий выполнения работ. Лекция 6. Тема 5 – Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин и качество изделий машиностроения. Эксплуатационные свойства деталей и их соединений. Статическая и усталостная прочность. Контактная прочность. Коррозионная стойкость. Контактная жесткость. Герметичность. Износостойкость. Прочность соединений с натягом. Качество изделий машиностроения и его показатели. Надежность. Безотказность. Долговечность ремонтопригодность. Сохраняемость. Эргономические показатели. Эксплуатационные расходы. Трудоемкость. Энергоемкость. Блочность. Унификация. Методы определения показателей качества. Одной из ключевых проблем машиностроения является обеспечение долговечности деталей машин технологическими и эксплуатационными методами. Долговечность деталей во многом определяется состоянием поверхностного слоя, параметры которого формируются на протяжении всего технологического процесса и стадий эксплуатации. Среди технологических методов, повышающих долговечность детали на заключительных стадиях технологического маршрута, в производстве широко используются методы упрочняющей обработки. Существует преемственность решений при математическом моделировании, конструкторско-технологическом проектировании, производстве и эксплуатации сложных технических систем, которая базируется на принципах передачи свойств в жизненном цикле изделий.