На свойстве электричества служить реагентом в химических процессах основана электрохимическая технология, широко применяемая для получения ряда цветных, легких и редких металлов (алюминия, магния, натрия, титана и др.), а также ряда органических соединений путем электросинтеза.
Электрификация механической технологии состоит в том, что электричество должно вытеснить и заменить собой рабочий инструмент механического орудия (резец в металлообработке). Электричество начнет выполнять ту же функцию, что и инструмент механического орудия, т.е. фактически воздействовать на обрабатываемый материал (электрофизическая технология). Разработаны и применяются такие виды электрофизической технологии обработки металлов, как электроискровая, электроимпульсная и электроконтактная. Начинают внедряться электрофизические методы, основанные на воздействии электрического поля и электрических зарядов на обрабатываемое сырье, электросепарация, электроформование. Эти процессы могут быть использованы в самых различных отраслях - текстильной, машиностроительной, горнорудной, промышленности строительных материалов.
Предложен принципиально новый способ резания материалов - при помощи лазерного луча. Квантовые генераторы находят применение в ряде отраслей машиностроения, вытесняя механические металлорежущие станки. Разработана и начала внедряться в производство многих химических продуктов плазмоструйная технология.
Электрификация становится одним из главных направлений коренных преобразований технологии, потому что она обладает многими технологическими и экономическими преимуществами. Электрическая обработка повышает качество, надежность и долговечность уже известных видов продукции, позволяет создать изделия с новыми потребительскими свойствами, что расширяет рамки производства и личного потребления.
О более широком использовании электричества в технологических процессах свидетельствуют следующие данные. Если в 1928 г. на технологические цели использовалось 2%, то сейчас - более 30% всей потребляемой в промышленности электроэнергии.
Уровень электрификации характеризуют следующие показатели:
• общий коэффициент электрификации, который определяется как отношение электрической энергии к массе всех видов энергии, потребляемой отраслью, подотраслью, объединением (предприятием);
• коэффициент электрификации привода - отношение электрической энергии к массе всех видов энергии, используемых для приведения в движение машин, оборудования и различных механизмов;
• удельный вес электроэнергии, потребляемой непосредственно в технологических процессах (электролиз, электроплавка, электросварка и др.), в общем объеме электроэнергии, потребляемой на производственные нужды;
• электровооруженность труда - отношение потребленной электроэнергии (за минусом электроэнергии, использованной на технологические цели) к числу работающих или к отработанному времени за определенный период (как правило, за год).
Анализ этих показателей в динамике позволяет судить о развитии такого важного направления НТП, как электрификация.
Значение электрификации заключается в том, что она является основой для механизации и автоматизации производства, а также химизации производства, способствует повышению эффективности производства: увеличению производительности труда, улучшению качества продукции, снижению ее себестоимости, увеличению объема производства и прибыли на предприятии. Так, давно установлена прямая связь между производительностью и электровооруженностью труда. Велико значение электрификации и для решения многих социальных проблем: отопления и освещения жилых зданий, улучшения условий труда на производстве, более широкого применения самой разнообразной бытовой техники и др.
24.Комплексная механизация, показатели ее уровня развития и экономическая эффективность
Механизация и автоматизация производственных процессов - это комплекс мероприятий, предусматривающих широкую замену ручных операций машинами и механизмами, внедрение автоматических станков, отдельных линий и производств.
Механизация производственных процессов означает замену ручного труда машинами, механизмами и другой техникой.
Механизация производства непрерывно развивается, совершенствуется, переходя от низших к более высоким формам: от ручного труда к частичной, малой и комплексной механизации и далее к высшей форме механизации - автоматизации.
В механизированном производстве значительная часть трудовых операций выполняется машинами и механизмами, меньшая - вручную. Это частичная (некомплексная) механизация, при которой могут быть отдельные слабомеханизированные звенья.
Комплексная механизация - это способ выполнения всего комплекса работ, входящих в данный производственный цикл, машинами и механизмами.
Высшей степенью механизации является автоматизация производственных процессов, которая позволяет осуществлять весь цикл работ без непосредственного участия в нем человека, лишь под его контролем.
Автоматизация - это новый тип производства, который подготовлен совокупным развитием науки и техники, прежде всего переводом производства на электронную основу, с помощью применения электроники и новых совершенных технических средств. Необходимость автоматизации производства вызвана неспособностью органов человека с нужной быстротой и точностью управлять сложными технологическими процессами. Огромные энергетические мощности, большие скорости, сверхвысокие и сверхнизкие температурные режимы оказались подвластны только автоматическому контролю и управлению.
В настоящее время при высоком уровне механизации основных производственных процессов (80%) в большинстве отраслей все еще недостаточно механизированы вспомогательные процессы (25-40), многие работы выполняются вручную. Наибольшее количество вспомогательных рабочих используется на транспорте и перемещении грузов, на погрузочно-разгрузочных работах. Если же учесть, что производительность труда одного такого работника почти в 20 раз ниже, чем у занятого на комплексно-механизированных участках, то становится очевидной острота проблемы дальнейшей механизации вспомогательных работ. Кроме того, необходимо учитывать то обстоятельство, что механизация вспомогательных работ в промышленности обходится в 3 раза дешевле, чем основных.
Но основной и самой важной формой является автоматизация производства. В настоящее время счетно-решающие машины все более решительно входят во все области науки и техники. В будущем эти машины станут основой автоматизации производства и будут управлять автоматикой.
Создание новой автоматической техники будет означать широкий переход от трехзвеньевых машин (рабочая машина - передача - двигатель) к четырехзвеньевым системам машин. Четвертое звено - кибернетические устройства, при помощи которых обеспечивается управление огромными мощностями.
Основными ступенями автоматизации производства являются: полуавтоматы, автоматы, автоматические линии, участки- и цехи-автоматы, заводы- и фабрики-автоматы. Первой ступенью, представляющей собой переходную форму от простых машин к автоматическим, являются полуавтоматы. Принципиальная особенность машин этой группы заключается в том, что целый ряд функций, осуществляющихся ранее человеком, здесь передан машине, однако за рабочим еще сохраняются определенные операции, обычно трудно поддающиеся автоматизации. Высшей ступенью является создание заводов- и фабрик-автоматов, т.е. полностью автоматизированных предприятий.
Основными показателями, характеризующими уровень механизации и автоматизации, являются:
• коэффициент механизации производства
где Кмп - коэффициент механизации производства; VМ - объем продукции, произведенной с помощью машин и механизмов; Vобщ - общий объем выработанной продукции на предприятии;
• коэффициент механизации (автоматизации) труда (Км.т)
где NМ - количество рабочих, занятых на механизированных (автоматизированных) работах, чел.; Np - количество рабочих, выполняющих ручные операции;
• коэффициент механизации (автоматизации) работ (Кр)
где VМ - объем работ, выполненный механизированным (автоматизированным) способом; Vобщ - общий объем работ;
• уровень автоматизации Yа на практике довольно часто определяют из выражения
где Kа - количество автоматического оборудования в штуках или его стоимость в рублях; К - количество или стоимость неавтоматического оборудования.
Необходимо отметить, что этот показатель уровня автоматизации, определенный на основе сопоставления применяемого автоматического и неавтоматического оборудования, не совсем точно характеризует уровень автоматизации на предприятии.
В определенной мере уровень механизации производства характеризует и такой показатель, как техническая вооруженность труда (Кт.в.) который определяется из выражения.
где Фа - среднегодовая стоимость активной части основных производственных фондов;