Технология машиностроения. технология машиностроения реферат. История развития высоких технологий в машиностроении
 Скачать 34.42 Kb.
|
|
Содержание Введение…………………………………………………………………………...3 История развития высоких технологий в машиностроении…………………...4 Место, занимаемое высокими технологиями в машиностроении в настоящее время……………………………………………………………………………….7 Перспективы развития и применения высоких технологий в машиностроении в будущем………………………………………………………………………11 Заключение……………………………………………………………………….14 Список использованной литературы……………………………………...……15 Введение Машиностроение как отрасль существует более двухсот лет. По числу занятых и по стоимости выпускаемой продукции оно занимает первое место среди всех отраслей мировой промышленности. Уровень развития машиностроения является одним из важных показателей уровня развития страны. Машиностроение определяет отраслевую и территориальную структуру промышленности мира, обеспечивает машинами и оборудованием все отрасли экономики, производит разнообразные предметы потребления. Машинотехническая продукция является третьей статьей российского экспорта (после топливно-энергетических товаров и металлов). По объему экспорта продукции машиностроения и ее экспортной доле Россия сильно уступает не только промышленно развитым странам, но и многим развивающимся, причем не только новым индустриальным. Кроме отраслевой классификации, машиностроение можно расчленить по стадиям технологического процесса на заготовку; механическую обработку и сборку. По металлоемкости, а также по трудо- и энергоемкости принято выделять тяжелое, общее и среднее машиностроение. Тяжелое машиностроение отличается большим потреблением металла, относительно малой трудоемкостью и энергоемкостью. Оно включает производство металлоемких и крупногабаритных изделий. Для общего машиностроения характерны средние нормы потребления металла, энергии, невысокая трудоемкость. В основном это производство оборудования для отдельных отраслей промышленности. Общее и среднее машиностроение довольно похожи и четко выраженных закономерностей в географии не имеют. В машиностроении имеется хронологическая классификация. Выделяются новейшие отрасли, возникшие во второй половине XX века. Прежде всего, это отрасли высших этажей машиностроения: электроника, радиотехника, робототехника, ракетно-космическая промышленность и др. Новые отрасли, которые возникли во второй половине XIX и первой половине XX вв.: авиа- и автотранспортная техника, паровозо- и тепловозостроение, производство оборудования для многочисленных отраслей народного хозяйства и промышленности и др. К старым отраслям, возникшим еще в XVIII и первой половине XIX вв. относится производство металлических изделий для первичных отраслей экономики - сельского и лесного хозяйства, добывающей промышленности. Значение машиностроительного комплекса трудно переоценить. Важнейшая его задача - реализация достижений научно-технического прогресса, обеспечение комплексной механизации и автоматизации производства, снабжение народнохозяйственных отраслей новой техникой, удовлетворение населения современными потребительскими товарами. История развития высоких технологий в машиностроении Развитие машиностроения тесным образом связано с историей конструирования машин. Машины -- совокупность приспособлений, механизмов и устройств, избавляющих человека от выполнения тяжелой или однообразной работы, облегчая его повседневную жизнь. Машиностроение - огромная область производства, которая создает машины, оборудование, аппараты, приборы, механизмы, вычислительную технику, транспортные средства; одним словом почти все, что применяется повсеместно. Продуктом конечной стадии машиностроения является изделие, будь то станок, пресс, трактор, вертолет и т.д., или же детали изделия (колесо, руль и т.д.). Машиностроение включает также металлообработку, ремонт машин и оборудования. Машины окружают нас повсюду, с их помощью поддерживаются привычные условия жизни: подается вода, электроэнергия, тепло; производятся продукты питания, предметы одежды и обихода. Жизнь человека трудно представиться без машин, они являются помощниками, а иногда и заменяют человеческий труд. Диапазон изделий весьма широк: от пружины часов или микроэлектронной схемы, которые весят малые доли грамма, до роторов мощных турбин и супертанкеров, масса которых составляет сотни тонн. Машиностроение отличается от других отраслей промышленности рядом особенностей, которые имеют влияние на географию его размещения. Важным является наличие общественной потребности в продукции, квалифицированных трудовых ресурсов, собственного производства или возможности поставки конструкционных материалов и энергомощностей. Машиностроение как отрасль существует уже более двухсот лет и занимает 1-е место среди отраслей мировой промышленности как по числу занятых, так и по стоимости продукции. Уровень развития машиностроения является одним из важных показателей уровня развития страны. Свыше 90% всей машиностроительной продукции производят именно развитые страны. Машиностроение определяет отраслевую и территориальную структуру промышленности мира, обеспечивает машинами и оборудованием все отрасли экономики. [8] Изобретение прядильной машины, ткацкого станка, паровой машины, как универсального двигателя и других машин повлекло создание машин для производства машин. Это было связано с изобретением основного узла металлорежущего станка, совершенствованием самих станков и появлением других металлообрабатывающих машин. Получение изделий высокого уровня все больше связывают с нетрадиционными конструкторскими и технологическими решениями, реализация которых не всегда возможна на основе традиционных технологий. В связи с этим все большее внимание специалистов привлекают нетрадиционные технологии, созданию которых предшествует накопление обширных данных фундаментальных и прикладных наук. В отличие от традиционных (аналоговых), такие технологии называют «наукоемкими», «прецизионными», «ультра прецизионными», «нанотехнологиями» и др. Термин «нанотехнологить» используется для определения систем оборудования и технологий, которые обеспечивают обработки с точностью порядка 1 нм. В более широком плане «нанотехнология занимается системами, новые функции и свойства которых зависят только от наноэффектов их компонентов», как звучит академическое определение понятия, которое дает союз немецких инженеров. Известно, например, что в мир микроизделий могут вести два пути: • можно из массивной заготовки, например, из графита соскабливанием или кремния шлифованием получать необходимое точное миниатюрное изделие (путь «сверху – вниз); • можно взять отдельные , молекулы или частички из них, как из кирпичиков создать желаемую структуру (путь «снизу – вверх»). Эти пути применяется в нанотехнологии, которая занимается структурами размером 1 до 100 нанометров (1 нм = 10 -9) и обобщается понятием высокие технологии. Высокими следует считать такие технологии, которые, обладая совокупностью основных признаков (наукоемкость, системность, физическое и математическое моделирование с целью структурно-параметрической оптимизации, высокоэффективный рабочий процесс размерной обработки, компьютерная технологическая среда и автоматизация всех этапов разработки и реализации, устойчивость и надежность, экологическая чистота) при соответствующем техническом и кадровом обеспечении (прецизионное оборудование, оснастка и инструмент, определенный характер рабочей технологической среды, система диагностики, компьютерная сеть управления и специализированная подготовка персонала), гарантируют получение изделий, обладающих новым уровнем функциональных, эстетических и экологических свойств. [7] Наиболее общим и всеми воспринимаемым признаком высоких технологий является наукоемкость, системность (взаимосвязь всех элементов технологической системы) и рабочие процессы , в которых эффективно используются физические , химические, электрохимические и другие явления в сочетании со специальными свойствами инструмента и технологической среды (криогенное резание, диффузионное формообразование изделий из алмазов и т.п.). Существенным признаком высоких технологий (ВТ) является автоматизация, базирующаяся на компьютерном управлении всеми процессами проектирования, изготовления и сборки, т.е. перехода к системам САD/САМ System. [9] Системный подход предполагает использование не отдельных математических моделей, а системы взаимосвязанных моделей с непременной параметрической и структурной оптимизацией. Особое место в этом процессе занимает специально подготовленный персонал. Во взаимосвязанной системе «человек — техника — организация» человеческий фактор выдвигается на главенствующую роль и прежде всего в плане профессиональной подготовки, коммуникабельности, восприимчивости к новому, способности переучиваться. Место, занимаемое высокими технологиями в машиностроении в настоящее время Машиностроение представляет собой комплекс отраслей промышленности, изготавливающих средства производства, транспорта, а также предметы потребления и оборонную продукцию. В машиностроительный комплекс входит 7,5 тыс. предприятий. Из них 92% акционированы, основная доля госсобственности сконцентрирована в научных и проектных организациях. Машиностроение является ведущей базовой отраслью экономики и ее главным системообразующим элементом, определяющим состояние производственного потенциала и обороноспособности государства, устойчивое функционирование всех отраслей промышленности и наполнение потребительского рынка. В структуре машиностроения насчитывается 19 крупных комплексов 9 отраслей и более 100 специализированных подотраслей и производств. К комплексным отраслям, сходным по технологическим процессам и используемому сырью, относятся: тяжелое, энергетическое и транспортное машиностроение; электротехническая промышленность; химическое и нефтяное машиностроение; станкостроительная и инструментальная промышленность; приборостроение; тракторное и сельскохозяйственное машиностроение; машиностроение для легкой и пищевой промышленности и др. [2] Доля машиностроения в промышленном производстве одна из самых больших - 19,5%, однако это в полтора-два раза ниже, чем в экономически развитых странах, где она составляет 35-50%. Доля машиностроения в общем объеме валового внутреннего продукта (ВВП) составляет 18%, что в два раза ниже, чем в странах Европейского Союза (ЕС). При этом наблюдается слабая динамика развития отрасли. Объемы производства в машиностроении за последние четыре года увеличились в 1,5 раза, однако основной рост (порядка 20%) пришелся на 1999-2000 годы, что было связано со слабым рублем в результате кризиса 1998 года. После того, как позиции рубля укрепились, темпы роста в машиностроении стали в два раза ниже, чем в других секторах экономики. Наиболее перспективной областью машиностроения в Минпромнауки считают автомобилестроение, концепция развития которого одобрена правительством в июле 2002 года. Следующим по потенциальным возможностям рынком считается энергетическое и транспортное машиностроение, а также машиностроение для газовой и нефтяной промышленности. В наиболее критическом состоянии сегодня находится станкостроение. Объемы производства в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении также демонстрируют устойчивую тенденцию снижения объемов производства. [3] Переход к рыночной экономике наиболее тяжело и болезненно сказался на машиностроительном комплексе, что было обусловлено отсутствием системного подхода к реформированию отрасли на макроуровне, грубым несоответствием между целями проводимых реформ и ее ресурсными возможностями. Отрасль не была объективно подготовлена к необоснованно высоким темпам реструктуризации, ее производственный потенциал не соответствовал структуре спроса, программа конверсии проводилась без учета реальных возможностей переориентации предприятий машиностроения на новый потребительский рынок, новую систему платежных отношений и положения России в мировом хозяйстве. Резко сократился экспорт машиностроительной (прежде всего военно-технической) продукции в страны третьего мира, а всеобщая либерализация импорта вызвала резкое снижение финансовых поступлений в отрасль, ослабление ее научно-технической базы, сокращение возможностей по модернизации основных фондов предприятий и выпуску наукоемкой продукции, потерю высококвалифицированных кадров и их воспроизводства. [5] В результате непродуманной экономической политики, приведшей к катастрофическому несоответствию скоропалительно проведенных рыночных реформ реальным результатам и, по существу, деиндустриализации страны, объемы производства машиностроительной продукции за период 1992-2002 годы сократилась в 2,5 раза, причем удельный вес машиностроения в общем объеме промышленного производства сократился с 20,5 до 18,6%. Для сравнения, аналогичный показатель в Японии достигает почти 50%, в Германии 48%, в Швеции 42% в США 40%, во Франции 38%, в Китае 25%, а в бывшем СССР он достигал 30-40% от ВВП. Произошло резкое сокращение использования производственных мощностей, обострилась проблема технологической структуры производства, в основе которой лежит замещение устаревших технологий и основных фондов современными. Соответственно, с каждым годом нарастают процессы деградации производственного потенциала: степень износа основных фондов составляет более 50%, в том числе по машинам и оборудованию - около 72% (при ежегодном увеличении на 1,5-2%), а удельный вес производств, соответствующих пятому технологическому укладу (возникшему в развитых странах в 90-е годы), составляет лишь 8%. Нарастает процесс неуклонного старения и ухудшения качественного состава, инженерных и производственных кадров (средний возраст инженеров на предприятиях Урала составляет 50-60 лет), что в значительной мере предопределяется низким уровнем заработной платы и отсутствием необходимого комплекса социальных мероприятий, и вместе с тем потерей престижности машиностроительных отраслей для молодежи. В результате резко снижается квалификация, теряется преемственность поколений. Роль и значение каждой страны в мировой экономике определяются степенью овладения передовыми технологиями. Для России, как одной из наиболее ресурсоемких стран мира, проблема разработки и внедрения передовых технологий имеет первостепенное значение. Разработанная в середине 90-х годов прошлого века программа «Национальная технологическая база» предусматривала три ключевых элемента: дальнейшее развитие технологий, где мы традиционно сильны; поддержание надлежащего уровня там, где отставания нет; и, по крайней мере, сохранение на существующем уровне технологий, в которых мы отстаем, но без которых нельзя обойтись. Но с 1997 года финансирование данной программы практически прекратилось, что ведет к устойчивому отставанию России от индустриально развитых стран, которое по ряду высоких технологий уже достигает десять и более лет. В настоящее время объем мирового рынка наукоемкой продукции составляет 2,2 трлн. долл., а доля России в нем 0,3%; по прогнозам, при условии реализации мероприятий по структурной перестройке экономики, эта доля может составить к 2010 г. 4,4%, достигнув 94-98 млрд. долларов. Стратегия структурного реформирования машиностроительной отрасли связана с решением многочисленных актуальных вопросов организационного и правового характера. Среди них важную роль призвано сыграть создание интегрированных структур, предусматривающих, в частности, оптимальный баланс, устойчивое развитие и воспроизводство научно-конструкторского и производственного потенциалов и направление государственных инвестиций на объекты реформируемой структуры. Это позволит проводить на современном уровне прикладные наукоемкие высокотехнологичные исследования и разработки в условиях существующих ограничений бюджетных средств в сочетании с развитием фундаментальных научных исследований как основы создания инновационных технологий и новейших принципов. [4] Перспективы развития и применения высоких технологий в машиностроении в будущем Машиностроение довольно активно развивающаяся отрасль промышленности, и по сей день она остается основной отраслью, как для экономики, так и для государства в целом. В последние годы государство активно начало поддерживать предприятия промышленности, особенно это хорошо заметно в развитии перерабатывающей промышленности. А так как для развития любого предприятия требуется техника, производимая машиностроением, значит в первую очередь должно развиваться именно оно. Естественно, что главной целью машиностроительных предприятий считается оснащение новейшим оборудованием цеха. В настоящее время мы находимся на пороге нового промышленного переворота, подспорьем для этого послужило внедрение облачных технологий, обработка большого количества данных и развитие интернета. Данная промышленная революция считается уже четвертой, она зарождалась последние лет десять, а то и двадцать. [3] Предполагается, что структура заводов станет намного гибче и модульнее. Для достижения данной цели необходимы миниатюрные процессоры, устройства хранения данных, датчики и преобразователи. Для улучшения работы, сокращения времени на производство потребуется встроить необходимые вспомогательные средства в оборудование, а также в сами заготовки, материалы и инструменты. Так же не сможет обходится оборудование и без уникального программного обеспечения. Используя все это станет возможным наладить обмен данными и командами между изделиями и технологическим оборудованием. При этом изделие сразу будет оснащено цифровой памятью, которой оно сможет обмениваться с технологической средой на любых этапах производства. Вся эта система и процесс будет преобразован в киберфизическую систему, объединяющую реальный и виртуальный миры. В результате применения подобных технологий получится значительно облегчить процесс оптимизации технологических процессов и улучшить управление ими. Часть данной оптимизированной системы уже существует на заводах, однако для полного достижения цели потребуется еще немало времени. Для достижения подобной системы потребуется избавится от многочисленных нестыковок при передачи данных, для достижения подобной цели потребуется снизить себестоимость и повысить гибкость производства. Внедрение киберфизической системы позволит повысить производительность на 30%. В настоящее время началась новая волна интереса к умным машинам, роботам, это обусловлено в первую очередь значительным снижением стоимости технологии производства. Об этом в частности свидетельствует повышение количества роботов в домах. Из расчетов следует что к 2020-му году роботы станут неотъемлемой частью жизни человека. Уже сейчас существуют роботы способные: Присматривать за пенсионерами, Подавать лекарства, Убирать за домашними животными, Помогать с уборкой Приносить еду из холодильника. Даже некоторая домашняя утварь претерпела немалые изменения, начиная от робота пылесоса и заканчивая роботизированными детскими колясками. Но не только в повседневной жизни, но и в промышленности происходит внедрение робототехнических комплексов нового поколения. Они способны подстраиваться под нужные задачи и обучаться по ходу работы, это приведет к положению «роботы делают роботов». Все больше заводов переходят на полностью автоматизированную работу. Переход к подобному производству позволит обеспечить освоение новых продуктов. «Умные» предприятия подразумевают под собой совокупность всех имеющихся средств автоматизации в сочетании с робототехникой, программного обеспечения, лазеров, мультифункциональных машин, которыми будут управлять искусственный интеллект. Наличие подобных технологий позволит максимально увеличить техническую эффективность предприятия за счет мониторинга и планирования операций. Но естественно это не предел возможностей. В будущем станет возможно самим механизмам вносить корректировки в свой технологический процесс, подстраиваться под потребности клиента, регулировать изменения в процессе производства, появятся возможности самоуправления. [1] Для повышения гибкости предприятия требуется внедрение открытых технологий. Дешевизна – это главное преимущество подобных технологий, к тому же подобные технологии позволяют снизить издержки. Для достижения поставленных задач, так же потребуется внедрение 3Д технологий, для более быстрого и эффективного проектирования. Будет возможно сокращение размеров заводов, что позволит обеспечить предприятию экономичную эффективность. Однако нельзя сказать, что внедрение таких технологий в производство будет быстрым. Существует ряд проблем замедляющий процесс модернизации, это в первую очередь отсутствие инвестиций, а во вторую слабая развитость электронной промышленности. Но это не значит, что совсем ничего не делается. Стоит отметить систему удаленного мониторинга компаний Триол – Trioli Drive. Данное программное обеспечение позволяет управлять промышленными процессами в режиме реального времени, удаленно. И к тому же позволяет контролировать потребляемые ресурсы, температуру, давление, шум и тп. Эта программа позволяет сократить затраты на обслуживание, минимизирует затраты, а также обеспечивает обслуживание и диагностику оборудования на производстве. Стоит отметить, что наличие подобных технологий позволит сделать огромный шаг вперед в машиностроительном комплексе. Заключение Машиностроительный комплекс играет важную роль в экономике, обеспечивая своей продукцией нужды материального производства, непроизводительной сферы, обороны и населения. От него зависит технологический прогресс в обществе, уровень производственного аппарата и качество жизни людей. На современном историческом этапе важно возродить спрос на оборудование в базовых, жизнеобеспечивающих отраслях народного хозяйства. Для технологической сбалансированности машиностроительного комплекса, придания необходимой гибкости его производственной базе требуется увеличение выпуска оборудования межотраслевого назначения. В отраслях машиностроения целесообразно ограничить закупки зарубежной техники, аналоги которой выпускаются или могут выпускаться в России. Это позволит повысить загрузку производственных мощностей, восстановить производственно-кооперационные связи со странами ближнего зарубежья. Вместе с тем необходима государственная поддержка тех подотраслей машиностроительного комплекса (в первую очередь оборонных), чьи производственные мощности позволяют провести техническое перевооружение производственного аппарата страны. Список использованной литературы 1. Борковский А.Н. Прогноз внешней торговли РФ на период до 2025 года//Внешнеэкономический бюллетень-2003-№12; 2. Кучина Е. Проблемы обеспечения конкурентоспособности продукции машиностроения//Маркетинг-2006-№2; 3. Сергеев В. Экспортные возможности российского машиностроения//РИСК-2006-№1; 4. Смирнов Е. Внешнеэкономический потенциал российского машиностроительного комплекса//Международная экономика-2005-№9; 5. http://www.zr.ru/news/44984/ 6. Березин И.Э., Калинина В.П. – Экономика машиностроительной промышленности – М.: Высшая школа. 1988. 7. Борисов В., Тараканов Г. – Машиностроительный комплекс: состояние и ресурсы развития // Экономист – 1992 –8. Стр. 31 – 40. 8. Борисов В., Тараканов Г. – Приоритеты машиностроительного комплекса // Экономист – 1994 – 6. Стр. 24 – 31. 9. Хорошилов Г. – Технологическое развитие машиностроения // Экономист, 1994 – 1, стр. 78 – 83. 10. Машиностроительный комплекс: состояние и варианты развития в 1996 году (обзор) // Экономист, 1996 – 1, стр.10 - 22. |