4.8 Технический уровень объектов технологии

Под качеством любой продукции понимают совокупность показателей, которые характеризуют способность продукции удовлетворить нужды потребителей согласно ее назначению.

Если ТЛ, машина, аппарат предназначены для выполнения какой-либо ТО, то качество этого объекта определяется мерой выполнения заданных функций (эффективностью). Качество объекта оценивают показателями качества – характеристиками его свойств. Единичный показатель качества продукции или объекта характеризует одно свойство, комплексный (групповой, обобщающий) – несколько свойств.

Уровень качества, т.е. технический уровень продукции определяют как относительную характеристику качества, путем сравнения показателей качества с их базовыми значениями. За базовые принимают нормативные значения показателей качества, установленные нормативными документами (техническими условиями, правилами, стандартами). Если нормативов качества нет, то за базовые принимают характеристики типичных машин, аппаратов, технологических линий.

Показателями технического уровня могут быть: затраты энергии, установленная мощность двигателей, производственная площадь, производительность, надежность, управляемость, энергоэффективность и др. В связи с разной природой показателей методика их определения разнообразна и может быть очень трудоемкой. Приведем перечень показателей качества промышленной продукции (технического уровня объектов технологии).

1. Показатели назначения. Они характеризуют функциональную и технологическую эффективность и конструктивное совершенство объекта.

2. Показатели надежности. Они оценивают свойства долговременности, безотказности, ремонтопригодности, сохранности.

3. Показатели технологичности. Их используют для оценки затрат материалов, средств производства и времени при технологической подготовке производства, изготовлении продукции, технологическом обслуживании и ремонте.

4. Показатели стандартизации. Они характеризуют соответствие продукции стандартам.

5. Показатели эргономичности. Их используют для оценки гигиенических, физиологических, психологических факторов, которые проявляются в производственных условиях.

6. Показатели эстетики. Ими оценивают выразительность и рациональность формы, целостность композиции продукта, внешний вид технологического оборудования (продукта).

7. Патентно-правовые показатели. Они указывают на меру новизны технических решений, использованных в продукции, патентную защищенность продукта, возможность реализации продукта без правовых препятствий в стране и за ее пределами.

8. Экологические показатели. Они оценивают уровень влияния продукта и технологической системы на окружающую среду.

9. Показатели безопасности. Они характеризуют безопасность персонала при эксплуатации технологического оборудования и безопасность людей при пользовании продуктами производства.

Важнейшим показателем совершенства технологии является себестоимость продукции, которая характеризует не только технологию, но и организацию производства или управления. Себестоимость – сложный экономический показатель, он состоит из так называемых технологических и организационных (или управленческих) затрат. Из технологических составляющих имеют большое значение затраты энергии на производство продукции. Энергоемкость как показатель оказывает существенное влияние на себестоимость продукции.

Кроме перечисленных, технологические системы могут оцениваться также такими показателями:

соответствие свойств готового продукта целевому назначению;

соответствие технологии требованиям экологии и техники безопасности;

ресурсо- и энергосбережение;

интенсификация производства;

информационная обеспеченность и управляемость;

оптимальность варианта.

Кроме того, необходимо учитывать и такие показатели, которые связаны с современными требованиями к техническим объектам:

гибкость, т.е. возможность противостоять изменяющимся условиям функционирования;

стаблизируемость – свойство системы, связанное с качеством переходных процессов и устойчивостью;

живучесть – возможность функционировать при утрате работоспособности отдельных элементов;

надежность – исключение аварийных ситуаций.

Числовая оценка показателей технологических систем и процессов выводится по существующим нормативам, законодательным документам, стандартам, методикам.

Заметим, что объективно определить соответствие ТС или продукции мировому уровню часто невозможно из-за отсутствия полных технологических характеристик и данных об удельных затратах энергии и рабочих агентов. Это можно сделать лишь по тем показателям, которые приведены в паспортах образцов техники.

4.9 Основные процессы промышленных технологий

Несмотря на разнообразие технологических процессов в областях промышленности, их можно свести к нескольким типовым процессам. Классификацию процессов принято проводить по виду основных закономерностей, которые характеризуют их протекание. По этому принципу технологические процессы можно разделить на следующие группы.

1. Механические процессы, которые связаны с обработкой твердых веществ.

2. Гидродинамические процессы, которые связаны с обработкой или передачей жидких и газовых сред.

3. Тепловые процессы, которые связаны с переносом теплоты из одной среды в другую.

4. Диффузионные процессы, которые связаны с изменением фазы вещества.

5. Химические процессы, которые связаны с изменением химического состава вещества.

6. Биохимические процессы, которые связаны с преобразованием вещества под действием микроорганизмов и других биологических факторов.

Все перечисленные процессы основаны на трех началах (законах) термодинамики.

Первое начало. Теплота (или энергия) Q затрачивается на изменение ΔU внутренней энергии, на осуществление полезной работы A и на изменение ΔW_k кинетической энергии (если система движется):

Q=ΔU+A+ΔW_k . (4.5)

Второе начало. Энтропия любой закрытой системы при любых процессах не уменьшается. Поэтому невозможно создать вечный двигатель. Невозможно перенесение теплоты от менее нагретого тела к более нагретому.

Третье начало. Энтропия тела на этапе равновесия приближается к нулю: S0.

4.9.1 Механические процессы

К механическим процессам относят измельчение, разделение, резание, смешивание, дозирование, формообразование (брикетирование, гранулирование, прессование, перемещение и др.).

Процессы дробления используют в тех случаях, когда необходимо уменьшить размеры частиц сыпучего материала без придания им определенной формы.

Сепарирование (разделение) применяют для разделения сыпучего материала на фракции, которые отличаются размерами, формой, скоростью осаждения в жидкой или газовой среде и т.п.

При дозировании и смешивании разнообразных жидких, пастоподобных и сыпучих компонентов образуются смеси для переработки их в готовый продукт (смешивание муки, воды, соли, дрожжей для приготовления теста, составление шихты для виплавки чугуна и т.п.).

Процессы перемешивания используют для образования однородных продуктов. Перемешивание осуществляют в разнообразных аппаратах с мешалками, а также в газовых и жидкостных потоках.

Процессы формообразования (прессование, гранулирование, таблетирование) предназначены для преобразования сыпучих веществ в твердые с определенной формой. При формообразовании сыпучий продукт уплотняется, что упрощает его хранение, транспортирование или другое использование. Процессы формообразования используют при брикетировании угля, торфа, лекарственных препаратов и других веществ. Придают также определенную форму металлам, пластмассам, тестовым изделиям способами ковки, прессования, выдавливания, штамповки, волочения, прокатки и др.