Le mot « technologie » en grec signifie la science de la production. Selon la définition classique, la technologie est une science qui étudie les méthodes et processus d'obtention (production) de matières premières et leur transformation des matières premières en biens de consommation et moyens de production pour l'homme. Une caractéristique importante de la technologie moderne est qu'elle étudie principalement les méthodes de production de masse. Dans les conditions modernes, la technicisation de divers aspects de l'activité de production augmente rapidement, en même temps, le concept même de technologie subit de profonds changements. Le niveau de production moderne le remplit de nouveau contenu.
Technologie- il s'agit d'un processus de modifications successives de l'état, des propriétés, de la structure, de la forme et d'autres caractéristiques des objets de travail afin de fabriquer certains produits. Dans la société moderne, divers objets de travail, diverses productions et, par conséquent, divers types de technologies sont utilisés. Technologie- est la science des moyens et processus de production les plus économiques, ainsi que la fourniture de services.
Traiter- c'est le développement d'un certain phénomène, un changement successif d'étapes, d'étapes, d'opérations (types d'activité) qui sont effectuées sur les matières premières, augmentant leur valeur, et aboutissant à un certain résultat. La valeur du matériau source est augmentée par l'application d'une main-d'œuvre et de connaissances qualifiées.
Processus technologique est un ensemble d'opérations d'utilisation de matières premières et de matériaux et de fabrication de produits finis. Chaque processus technologique peut être divisé en chaînes ou opérations technologiques typiques et présentera un schéma technologique.
Les grands principes de conception et d'organisation des processus technologiques sont les suivants :
Spécialisation - augmentation de l'homogénéité de la technologie de production par la restriction délibérée de la variété des opérations;
Proportionnalité - la cohérence de la capacité de débit (production) des unités de production, des étapes individuelles du processus de production;
Parallélisme - l'exécution simultanée d'opérations et de processus individuels afin de les combiner dans le temps ;
Rectitude - à toutes les étapes et opérations du processus technologique, les objets de travail doivent suivre les itinéraires les plus courts;
Continuité - minimiser les écarts dans la structure du cycle technologique de la production discrète en synchronisant les opérations, en introduisant des méthodes progressives de gestion opérationnelle de la production;
Rythme - assurer le travail de tous les départements de l'entreprise selon un certain rythme et avec une répétition systématique pour une production uniforme (aux mêmes intervalles de temps) de produits;
Automaticité - libération économiquement justifiée d'une personne de sa participation directe à l'exécution d'opérations de processus technologiques;
Flexibilité - adaptation opérationnelle du processus technologique au passage à la fabrication d'autres produits;
Homéostaticité - la capacité d'un système technologique à remplir ses fonctions de manière stable dans les tolérances.
Le processus de production est impossible sans la mise en œuvre d'un ou plusieurs procédés technologiques. Le processus technologique fait partie du processus de production, couvre les actions visant à changer l'état de l'objet de travail. Pour la mise en œuvre du processus technologique, un schéma est établi qui décrit toutes les opérations technologiques pour la production de produits ou la création d'un certain type de service.
Le processus technologique est un ensemble de processus moins complexes, appelés étapes ou opérations.
Chaque processus technologique peut être représenté comme schéma technologique- une description ou une image cohérente du processus et des équipements, dispositifs, équipements associés. Les installations de restauration utilisent des normes pour la mise en œuvre de schémas technologiques.
Les procédés technologiques qui assurent la transformation des matériaux en produits finis sont dits basiques. Que les processus technologiques qui assurent la performance de haute qualité des principaux processus, opérations, ils sont utilisés pour desservir la production principale, sont appelés auxiliaire. Par exemple, le transport, l'emballage des produits finis, etc.
Des processus technologiques sont conçus. Le processus de conception des processus technologiques est l'une des étapes les plus importantes de toute production. C'est au stade de la conception que le procédé technologique le plus performant est sélectionné.
Les principaux indicateurs techniques et économiques, sur la base desquels l'efficacité de chaque processus technologique, la consommation de matières premières et d'énergie par unité de production sont déterminées ; les coûts d'investissement pour l'organisation de la production ; performance de l'équipement (processus); qualité et coût des produits; l'intensité du processus, le degré de sa mécanisation et de son automatisation.
Tout procédé technologique peut être considéré comme un système contributions(composition des matières premières, leur quantité, etc.) et sorties(produits finis, matières premières, quantité, qualité et autres paramètres).
Le processus technologique est une partie du processus de production visant à donner au produit les dimensions, formes, propriétés, caractéristiques, etc. requises. Le processus technologique contient un ensemble de toutes les informations nécessaires pour donner au produit la forme finale. Il contient les opérations et les transitions, la séquence de leur exécution, les modes et paramètres de traitement nécessaires, etc.
Types de procédés techniques
Selon le degré de généralisation, on distingue un procédé unique et un procédé technologique.
Titre de page(TL) - la première feuille d'un ensemble de documents technologiques. Il est délivré conformément aux exigences de GOST 3.1105-84.
Carte dessinée(CE) - images graphiques et tableaux pour spécifier l'opération en cours d'exécution. Conçu conformément aux exigences GOST 3.1105-84.
Enseignement technologique(TI) - un ensemble de méthodes, de règles et de descriptions d'actions pour la fabrication de produits finaux, conçues pour réduire le volume de documentation technologique (TD).
Carte du parcours (MK)- description du parcours de circulation du produit fabriqué au sein de l'atelier.
Carte opérationnelle (OP)- description des transitions, de l'outil et du matériel utilisé.
Liste du matériel (VO), Liste du matériel (VM), Liste du matériel (VOB), Fiche de configuration (KN), etc.
Pour l'introduction en production, le procédé technologique est validé par une personne habilitée, les équipements, outillages, outils de transformation, etc. sont coordonnés.
Exemples de conception
Les règles de remplissage des blocs d'informations du jeu TD sont réglementées GOST 3.1103-82.
GOST 3.1705-81 réglemente les termes et les noms des opérations technologiques utilisées dans la création technologique traiter.
Un exemple de feuille de route
Automatisation de la conception
Pour automatisation et accélération il existe un certain nombre de logiciels spécialisés - conception assistée par ordinateur de procédés technologiques (CAO TP). À l'heure actuelle, il existe de nombreux produits logiciels différents pour simplifier le processus de conception de TP, tels que Vertical, SPRUT TP, Carte technique et plein d'autres. Chaque système a ses propres avantages et inconvénients.
L'essence technologique de la conception assistée par ordinateur de processus technologiques est la capacité de résoudre une grande variété de problèmes. Dans la plupart des cas, ces programmes sont un ensemble d'outils qui facilitent la conception du processus. Dans certains systèmes de CAO, la possibilité de connecter un modèle tridimensionnel d'une pièce est implémentée. À l'aide de l'interface graphique, vous pouvez spécifier des surfaces Modèles 3D qui doivent être traitées, le programme les analysera et proposera des options de traitement. Le choix de l'outil et de l'équipement nécessaire peut être effectué à partir de la base de données d'outils, si elle existe et est pertinente pour une entreprise particulière. Le processus technologique ne peut être contrôlé que si des informations sur les paramètres caractérisant le processus technologique donné sont disponibles.
Procédés techniques principaux et auxiliaires
L'ensemble des processus de production peut être divisé en principale– les procédés de fabrication des produits, d'usinage, ainsi que leur assemblage, et auxiliaire– les opérations de préparation des matières premières, de transport, de contrôle, etc.
Composantes du processus technologique
Traitement mécanique des produits- le processus consistant à donner à la pièce les dimensions et les formes requises en enlevant des couches de matériau avec un outil de coupe spécial. Le processus technologique consiste opérations subdivisé en transitions, allées, des trucs et installations. Le degré de séparation des processus technologiques en opérations dépend principalement de la spécialisation et de la sérialisation de la production.
Technologique opération- toute partie du processus technologique, exécutée en continu par un ou plusieurs travailleurs et sur un seul lieu de travail.
Transition- le processus de traitement d'une surface spécifique à l'aide du même outil avec les mêmes paramètres de coupe (vitesse constante, avance, etc.).
Installation- partie de l'opération effectuée en un serrage de la pièce. La plupart des pièces nécessitent plusieurs configurations. Si la pièce peut être usinée en une seule configuration, cette partie du processus peut être appelée opération. Plusieurs réinitialisations de la pièce peuvent entraîner une réduction significative de la précision dimensionnelle, de sorte que les réinitialisations non réclamées doivent être éliminées à l'aide d'outils spéciaux.
Réception- actions du travailleur visant à atteindre certains objectifs, c'est-à-dire démarrage d'équipements technologiques, installation d'équipements technologiques,
Processus technologiqueProcessus technologique (TP), abr. processus technique- il s'agit d'une séquence ordonnée d'actions interdépendantes qui sont effectuées à partir du moment où les données initiales apparaissent jusqu'à ce que le résultat souhaité soit obtenu.
Processus technologique- c'est une partie du processus de production, contenant des actions délibérées pour changer et (ou) déterminer l'état de l'objet de travail. Les objets de travail comprennent les ébauches et les produits.GOST 3.1109-82
Presque tout processus technologique peut être considéré comme faisant partie d'un processus plus complexe et d'un ensemble de processus technologiques moins complexes (à la limite - élémentaires). Un processus technologique élémentaire ou une opération technologique est la plus petite partie d'un processus technologique qui possède toutes ses propriétés. C'est-à-dire qu'il s'agit d'un tel TP, dont la décomposition ultérieure entraîne la perte de caractéristiques caractéristiques de la méthode sous-jacente à cette technologie. En règle générale, chaque opération technologique est effectuée sur un lieu de travail par un seul employé au maximum. Un exemple d'opérations technologiques peut être la saisie de données à l'aide d'un lecteur de code-barres, l'impression d'un rapport, l'exécution d'une requête SQL dans une base de données, etc.
Les procédés technologiques consistent à opérations technologiques (de travail), qui sont eux-mêmes constitués de transitions technologiques.
Définitions
Transition technologique appeler la partie achevée de l'opération technologique, réalisée avec les mêmes moyens d'équipement technologique.
Transition auxiliaire appeler la partie achevée de l'opération technologique, constituée d'actions humaines et (ou) d'équipements, qui ne s'accompagnent pas d'une modification des propriétés des objets de travail, mais sont nécessaires pour achever la transition technologique.
Pour la mise en œuvre du procédé technique, il est nécessaire d'utiliser un ensemble d'outils de production - équipements technologiques, appelés équipement technologique.
mettre en place- une partie de l'opération technologique, réalisée avec la fixation inchangée de la pièce ou de l'unité d'assemblage.
Types de procédés techniques
Selon l'application dans le processus de production pour résoudre le même problème de diverses techniques et équipements, on distingue: types de procédés techniques:
- Unité procédé technologique (ETP). Il est développé individuellement pour une pièce spécifique.
- Typique processus technologique (TTP). Il est créé pour un groupe de produits qui ont des caractéristiques de conception communes. Le développement de processus technologiques standard est effectué aux niveaux national et industriel, ainsi qu'au niveau de l'entreprise conformément aux règles générales de développement des processus technologiques.
- Groupe processus technologique (GTP).
Dans l'industrie et l'agriculture, la description du processus technologique est réalisée dans des documents appelés carte de processus opérationnel (pour une description détaillée) ou feuille de route (pour une description succincte).
- Carte d'itinéraire - une description des itinéraires de déplacement dans l'atelier de la pièce fabriquée.
- Carte d'exploitation - une liste des transitions, des paramètres et des outils utilisés.
- Carte technologique - un document qui décrit: le processus de traitement des pièces, des matériaux, de la documentation de conception, des équipements technologiques.
Les processus technologiques sont divisés en typique et prometteur.
- Processus typique a l'unité du contenu et de la séquence de la plupart des opérations et transitions technologiques pour un groupe de produits avec des principes de conception communs.
- Processus technique en perspective implique de faire progresser (ou d'égaler) le niveau mondial progressif de développement de la technologie de production.
La gestion de la conception des procédés est effectuée sur la base de parcours et processus technologiques opérationnels.
- Route processus technologique est établi avec une feuille de route, qui établit une liste et une séquence d'opérations technologiques, le type d'équipement sur lequel ces opérations seront effectuées ; équipement utilisé; une norme de temps élargie sans préciser les transitions et les modes de traitement.
- Flux de travail d'exploitation détaille la technologie de traitement et d'assemblage aux transitions et aux modes de traitement. Ici, des cartes de processus opérationnels sont établies.
Étapes du TP
Le processus technologique de traitement des données peut être divisé en quatre étapes élargies :
- Primaire ou Primaire. Collecte des données initiales, leur enregistrement (réception des documents primaires, vérification de l'exhaustivité et de la qualité de leur remplissage, etc.) Selon les modalités de collecte et d'enregistrement des données, on distingue les types de TP suivants :
mécanisé - la collecte et l'enregistrement des informations sont effectués directement par une personne utilisant les instruments les plus simples (balances, compteurs, récipients de mesure, appareils de chronométrage, etc.); automatisé - l'utilisation de documents lisibles par machine, de machines d'enregistrement, de systèmes de collecte et d'enregistrement qui assurent la combinaison d'opérations pour la formation de documents primaires et la réception de supports de machine ; automatique - utilisé principalement pour le traitement des données en temps réel (les informations des capteurs qui tiennent compte de l'avancement de la production - rendement, coûts des matières premières, temps d'arrêt des équipements - vont directement à l'ordinateur).
- Préparatoire. Réception, contrôle, enregistrement des informations d'entrée et leur transfert vers un support de machine. Faites la distinction entre le contrôle visuel et le contrôle du programme, ce qui vous permet de suivre les informations pour l'exhaustivité de la saisie, la violation de la structure des données source, les erreurs de codage. Si une erreur est détectée, les données d'entrée sont corrigées, corrigées et ressaisies.
- De base. traitement direct des informations. Les opérations de service, par exemple le tri des données, peuvent être effectuées au préalable.
- Final. Contrôle, diffusion et transfert des informations résultantes, leur reproduction et leur stockage.
Technique de processus dans l'industrie électronique
Article principal : Processus technologique dans l'industrie électroniqueDans la production de circuits intégrés à semi-conducteurs, des équipements de photolithographie et de lithographie sont utilisés. La résolution de cet équipement (le soi-disant. normes de conception) et définit le nom du processus technique appliqué.
CTO produit par des ordinateurs partie 2. 138
Durée: 2 heures (90 min.)
10.1 Questions clés
Le concept de processus de production et technologiques;
Types de fabrication ;
Concept de fonctionnement ;
Types de procédés technologiques ;
Processus technologique de groupe intégral.
10.2 Texte du cours
10.2.1 Processus de production et technologiques – jusqu'à 40 minutes
Processus de fabrication- un ensemble d'actions de personnes, d'outils et de processus naturels, à la suite desquels les matériaux et les produits semi-finis entrant dans l'entreprise sont convertis en produits finis.
Le processus de production est divisé en principal et auxiliaire. Le processus de production principal comprend les processus de fabrication des produits fournis par le client. Aux auxiliaires - les processus d'entreposage, de transport, etc.
Processus technologique- la partie principale du processus de production, contenant des actions pour changer directement le sujet de la production avec sa transformation en produits finis.
Il existe des procédés technologiques pour la fabrication des pièces, l'assemblage, le réglage, le réglage, le contrôle et la livraison du produit.
À l'heure actuelle, l'une des directions prometteuses pour assurer la compétitivité d'une entreprise consiste à accroître l'efficacité de la préparation technologique pour la production de produits manufacturés. Le but de la préparation technologique de la production est optimal en termes de temps et de ressources pour assurer la préparation technologique de la production pour la fabrication de produits conformément aux exigences du client ou du marché pour cette classe de produits. La nécessité d'améliorer l'efficacité de la préparation technologique pour la production de produits s'explique par l'augmentation de la gamme de produits fabriqués dans tous les types d'industries et le taux élevé de son renouvellement. Tout d'abord, cela est typique des types de production à une seule et à petite échelle.
La préparation technologique de la production consiste en la mise au point de processus technologiques pour la fabrication d'ordinateurs, ainsi que des équipements nécessaires à la production et des équipements technologiques spéciaux.
Équipement technologique- des outils de production, dans lesquels sont placés des matériaux ou des ébauches, des moyens de les influencer et, si nécessaire, des sources d'énergie pour effectuer une certaine partie du processus technologique.
Équipement technologique- des outils de production ajoutés à l'équipement technologique pour effectuer une certaine partie du processus technologique.
Le processus technologique est divisé en opérations, elles-mêmes divisées en installations, positions, transitions technologiques, déplacements et techniques.
Opération- une partie achevée du processus technologique, effectuée sur un lieu de travail par un ou plusieurs travailleurs (ou dans une technologie sans personnel) en continu sur une ou plusieurs pièces (assemblées) traitées conjointement (unités d'assemblage). Rappelons que sous lieu de travail fait référence à la partie de la zone de production équipée des principaux équipements et moyens technologiques et auxiliaires affectés au travailleur pour effectuer l'opération.
Un groupe d'opérations exécutées séquentiellement et ayant un signe commun est appelé organiser processus technologique.
Transition(transition technologique) - une partie de l'opération, caractérisée par la constance de l'outil utilisé (ou de l'environnement technologique actif) et des surfaces formées par traitement ou connectées lors de l'assemblage, avec un mode de traitement constant ou changeant régulièrement. Changer d'outil ou de support de processus signifie effectuer une autre transition.
Une transition auxiliaire est une partie d'une opération qui ne s'accompagne pas d'un changement de forme ou d'état de la pièce, mais qui est nécessaire pour effectuer une transition technologique.
mettre en place- une partie de l'opération en plusieurs transitions, effectuée avec la fixation inchangée de la pièce en cours de traitement ou de l'unité d'assemblage assemblée.
passer- une partie de la transition qui consiste à retirer une couche de matière de la surface à traiter.
coup de travail- partie de la transition, consistant en un seul mouvement de l'outil par rapport à la pièce, accompagné d'un changement de forme, de taille, de rugosité, de propriétés de la pièce. La partie de la transition, consistant en un seul mouvement de l'outil par rapport à la pièce sans modifier la forme, la taille, la rugosité, les propriétés de la pièce est appelée auxiliaire (ralenti).
Position- chaque nouvelle position de la pièce par rapport aux outils lors de sa fixation dans le montage.
Réception- un ensemble de mouvements individuels dans le processus d'exécution ou de préparation du travail (démarrage de la machine, extinction, etc.).
Course de relâchement- l'intervalle de temps par lequel la libération des produits.
Rythme de relâchement (Performance)- l'inverse du cycle - le nombre de produits par unité de temps.
10.2.2 Modes de fabrication – jusqu'à 20 minutes
Il existe trois principaux types de production - unique, en série et de masse.
Fabrication unique caractérisé par un seul ou un petit volume de produits manufacturés, dont le processus de fabrication n'est pas répété ou répété après une période de temps indéfinie. La production unique se caractérise par l'utilisation d'équipements universels et reconfigurables, un personnel hautement qualifié, des coûts de production élevés et une faible productivité.
Production de masse caractérisé par la fabrication de produits en lots périodiquement répétitifs, en séries. En fonction du nombre de produits dans un lot, on distingue la production en petits lots, en lots moyens (série), en gros lots. Libération des lots hebdomadaire, mensuelle, trimestrielle. La production en série se caractérise par l'utilisation d'équipements et d'outillages spécialisés et automatisés, en particulier des machines à commande numérique. Dans certains cas, en particulier pour la production à grande échelle, des équipements spéciaux et automatiques sont utilisés. Pour la production en série multi-produits, il est économiquement avantageux d'utiliser des systèmes de production flexibles, pour lesquels ils utilisent un système automatisé de préparation technologique de la production (ASTPP), un système de contrôle de processus automatisé (APCS). Dans la production de masse, les travailleurs ont des qualifications moyennes et élevées, la productivité du travail est plus élevée que dans la production unique. La production d'ordinateurs à des fins diverses a un caractère de série.
Production de masse est la production de produits identiques sur une longue période de temps. Une caractéristique de cette production est l'affectation d'une opération à un lieu de travail, ce qui nécessite l'utilisation de travailleurs peu qualifiés ou l'exclusion de travailleurs du processus et leur remplacement par des robots et des complexes robotiques. La production de masse se caractérise par le principe de fabrication en ligne des produits sur des lignes automatiques, des ateliers et même des usines automatiques. L'équipement et l'outillage, en règle générale, sont spéciaux, coûteux et très productifs. La production de microcircuits et d'ERE doit être attribuée au type de production de masse.
10.2.3 Types de procédés technologiques – jusqu'à 30 minutes
Les procédés technologiques sont classés selon divers critères.
Selon la méthode de développement et d'application, on distingue les types de processus technologiques suivants:
Seul;
Typique;
Groupe;
Groupe intégral.
Un processus technologique unique est développé individuellement pour toute la gamme de produits.
Processus technologique typique - est développé pour des produits structurellement similaires, c'est-à-dire produits ayant une configuration similaire et les mêmes opérations de traitement.
Processus technologique de groupe - est développé pour des produits technologiquement similaires (les mêmes méthodes de traitement de produits avec des configurations différentes sur le même équipement et en utilisant le même outillage). Offre la possibilité d'utiliser des méthodes de traitement performantes en production unique et en série.
Processus technologique de groupe intégral - dans la fabrication d'un grand nombre de produits identiques qui subissent des opérations de traitement dans un état indivis sur une pièce commune.
Le procédé technologique de groupe intégré est utilisé dans la fabrication de circuits intégrés. Chaque produit fonctionnel n'est pas formé après l'assemblage d'unités d'assemblage fabriquées séparément, mais en tant que résultat intégral du traitement de sections individuelles de la surface ou du volume de la pièce d'origine pour leur donner des propriétés conformes au circuit électrique.
Selon le degré de détail des documents technologiques, on distingue les types de processus technologiques suivants:
itinéraire;
En fonctionnement;
Acheminer les blocs opératoires.
Le processus technologique de l'itinéraire est effectué conformément à la documentation, qui indique l'ordre (itinéraire) des opérations: leur type et leur nom, l'équipement technologique et l'équipement, la complexité de la mise en œuvre et les qualifications des travailleurs. Les transitions et les modes de traitement ne sont pas spécifiés. Ce type de processus technologique est typique de la production unique et à petite échelle.
Le processus technologique opérationnel est développé après avoir déterminé la technologie de l'itinéraire, chaque opération est développée en détail - elle est divisée en transitions technologiques, les modes de traitement sont indiqués. Ce type de processus technologique est typique de la production en série et en série, cependant, avec l'avènement des machines-outils à commande numérique, le développement de la technologie d'exploitation est devenu une nécessité dans la production à petite échelle.
Processus technologique opérationnel d'itinéraire - lorsqu'une technologie d'exploitation est développée pour les opérations individuelles, les plus complexes, de la technologie d'itinéraire.
Selon l'objectif, les processus technologiques fonctionnels et prometteurs sont distingués.
Le workflow est directement utilisable.
Un processus technologique prometteur est l'utilisation des méthodes les plus rationnelles et modernes, des équipements qui ne sont pas encore utilisés dans la production et sont en cours de développement.
Processus technologique et sa structure
Le produit est le résultat d'un processus de fabrication.
Processus de fabrication c'est un ensemble de toutes les actions des personnes et des outils de production nécessaires dans une entreprise donnée pour la fabrication ou la réparation des produits manufacturés.
Le processus de production comprend non seulement les principaux processus directement liés à la fabrication des pièces et des unités d'assemblage, mais également tous les processus nécessaires, par exemple : la préparation de la production ; réception, transport, contrôle et stockage des matériaux (produits semi-finis); réparation d'équipement, etc.
Processus technologique(TP) est une partie du processus de production qui contient des actions pour modifier puis déterminer l'état du sujet de production.
Méthode technologique- un ensemble de règles qui déterminent la séquence et le contenu des actions lors de l'exécution du façonnage, du traitement ou de l'assemblage, du mouvement, y compris le contrôle technique, les essais dans le processus technologique de fabrication ou de réparation, établis quels que soient le nom, la taille ou la conception du produit.
Selon la méthode d'exécution, il y a trois parties principales du processus technologique : la mise en forme, le traitement et l'assemblage.
mise en forme il s'agit de la fabrication d'une pièce ou d'un produit à partir de matériaux liquides, pulvérulents ou fibreux : fonderie, moulage, électroformage.
Traitement il s'agit d'une modification donnée de la forme, des dimensions, de la rugosité de surface ou des propriétés de la pièce lors de l'exécution du processus technologique : usinage et pression, traitement thermique, traitement électrophysique et électrochimique, revêtement.
Assemblée c'est la formation de liaisons amovibles ou permanentes des composants d'une pièce ou d'un produit : soudage, rivetage, brasage, collage, vissage, etc.
Vide- il s'agit d'un objet de production, à partir duquel une pièce ou une unité d'assemblage intégrale est fabriquée en modifiant la forme, la taille, la rugosité de surface et les propriétés du matériau.
Pour un changement qualitatif des objets de production, c'est-à-dire pour la mise en œuvre du processus technologique, divers moyens de production sont utilisés, principalement outils de fabrication . Ceux-ci inclus:
Équipement technologique (équipement)- un outil de production dans lequel sont placés des matériaux ou des ébauches, des moyens de les influencer et, si nécessaire, des sources d'énergie pour effectuer une certaine partie du processus technologique. Par exemple : presses, murs de coupe de métaux, bains de galvanoplastie, bancs d'essai, banc de travail, etc.
Équipement technologique (équipement)- un outil de production ajouté à l'équipement technologique pour effectuer une certaine partie du processus technologique. Par exemple : outils de coupe, calibres, moules, montages, etc.
Le processus technologique est effectué sur lieux de travail . Le lieu de travail fait partie de la zone de production de l'atelier, sur laquelle se trouvent un ou plusieurs exécutants de travail et une unité d'équipement technologique desservie par eux, ainsi que des outils et des éléments de production.
Le processus technologique est structurellement divisé en les éléments suivants:
opérations technologiques;
transitions ;
installation;
Opération technologique (opération)- une partie terminée du TP pour le traitement d'une ou plusieurs pièces traitées simultanément, effectuée sur un lieu de travail par un travailleur ou une équipe. L'opération commence à partir du moment où la pièce est installée dans la machine et comprend tous ses traitements ultérieurs et son retrait de la machine. L'exploitation est l'élément principal dans l'élaboration, la planification et le calcul du TP. Exemples d'opérations : percer un trou dans une pièce, tailler des dents d'engrenages, emboutir des plaques de circuits magnétiques, etc. Les opérations technologiques sont divisées en transitions technologiques et auxiliaires.
Transition technologique (transition) - partie achevée d'une opération technologique, caractérisée par la constance de l'outil utilisé, le mode de fonctionnement de la machine et les surfaces formées par usinage ou reliées lors de l'assemblage. La transition suivante commence à partir du moment où l'un de ces paramètres est modifié.
Transition auxiliaire - il s'agit d'une partie achevée d'une opération technologique, consistant en des actions humaines et (ou) matérielles qui ne s'accompagnent pas d'un changement de forme, de taille et de rugosité de surface, mais sont nécessaires pour effectuer une transition technologique (par exemple, la mise en place d'un pièce à usiner, changement d'outils, etc.)
La transition consiste en des mouvements de travail et auxiliaires.
coup de travail- c'est la partie achevée de la transition technologique, consistant en un seul mouvement de l'outil par rapport à la pièce, accompagné d'une modification de la forme, de la taille, de la rugosité de surface ou des propriétés de la pièce. Une transition technologique peut consister en une ou plusieurs passes de travail. Par exemple, le fraisage d'ébauche d'un plan avec une grande surépaisseur d'usinage peut être effectué en deux passes ou plus.
Mouvement auxiliaire- il s'agit d'une partie achevée de la transition technologique, consistant en un seul mouvement de l'outil par rapport à la pièce, non accompagné d'un changement de forme, de taille, de rugosité de surface ou de propriétés de la pièce, mais nécessaire pour terminer la course de travail .
Lors du changement de position de la pièce en cours de traitement, l'opération peut consister en plusieurs configurations et positions.
mettre en place- cela fait partie de l'opération technologique, réalisée avec la fixation inchangée des pièces en cours de traitement ou de l'unité d'assemblage assemblée.
Position- il s'agit d'une position fixe occupée par une pièce invariablement fixe ou une unité d'assemblage assemblée, ainsi qu'une fixation par rapport à un outil ou un équipement fixe pour effectuer une partie d'une opération.
Réception- un ensemble complet d'actions humaines utilisées dans la mise en œuvre de la transition ou d'une partie de celle-ci et unies par un même objectif. Par exemple, la transition auxiliaire "installer la pièce dans le montage" comprend les étapes suivantes : prendre la pièce, l'installer dans le montage et la fixer.
Allocation générale une couche de matériau est appelée pour le traitement, qui est la différence entre les dimensions de la pièce et les dimensions de la pièce finie.
Surface de base La surface de la pièce à usiner est appelée la surface sur laquelle la pièce est installée dans le montage et orientée pendant le traitement sur la machine par rapport à l'outil de coupe.
Question 3. Classification des procédés technologiques.
Au cœur de toute production se trouve le processus technologique, entendu comme un ensemble d'actions d'extraction et de transformation des matières premières en produits finis. Tous les processus sont basés sur des processus physiques, chimiques et biologiques qui diffèrent par la nature des changements quantitatifs et qualitatifs des matières premières au cours de leur traitement.
La principale classification des processus technologiques est la méthode d'organisation et la fréquence de traitement des matières premières.
Types de processus technologiques en fonction de la méthode de leur organisation : unique, typique, groupé, discret (discontinu, périodique), continu et combiné.
Processus technologique unique (ETP) est développé pour la fabrication ou la réparation d'un produit de même nom, taille et conception, quel que soit le type de production. Le développement de l'ETP comprend les étapes suivantes.
1. Analyse des données initiales et sélection de l'analogue UTP actuel.
2. Le choix de la pièce initiale et la méthode de sa production.
3. Détermination du contenu des opérations, choix des bases technologiques et élaboration d'une filière technologique (séquence) de traitement.
4. Sélection d'équipements technologiques, d'équipements, de moyens d'automatisation et de mécanisation du processus technologique. Clarification de la séquence des transitions.
5. Nomination et calcul des modes d'exécution des opérations, normalisation des transitions et des opérations TP, détermination des professions et des qualifications des exécutants, établissement des exigences de sécurité.
6. Calcul de la précision, de la productivité et de l'efficacité économique de TP. Choix du procédé optimal.
7. Enregistrement de la documentation technologique de travail.
La nécessité de chaque étape, la composition des tâches et la séquence de la solution sont établies en fonction du type de production.
La typification TP permet d'éliminer leur diversité avec une réduction raisonnable à un nombre limité de types.
Processus technologique typique (TTP) se caractérise par l'unité du contenu et de la séquence de la plupart des opérations et transitions technologiques pour des groupes de produits ayant des caractéristiques de conception communes.
La typification commence par la classification des produits. classer appelé un ensemble de détails caractérisés par des tâches technologiques communes. Au sein de la classe, les parties sont divisées en groupes, sous-groupes, etc. taper. Presque un type comprend des pièces pour lesquelles un processus technologique peut être compilé.
Le TPP est développé en tenant compte des dernières réalisations de la science et de la technologie, de l'expérience des travailleurs avancés, ce qui peut raccourcir considérablement le cycle de préparation de la production et augmenter la productivité grâce à l'utilisation de méthodes de production plus avancées.
Flux de travail de groupe (GTP) est destiné à la production ou à la réparation en commun de groupes de produits de conception différente, mais présentant des caractéristiques technologiques communes.
Lors du regroupement, l'un des détails les plus complexes est considéré comme complexe. Cette pièce doit avoir toutes les surfaces trouvées dans les pièces de ce groupe. Ils peuvent être disposés dans un ordre différent de celui de la partie complexe. S'il n'y a pas une telle partie dans le groupe, une partie complexe conditionnelle est créée. Selon ce processus technologique, n'importe quelle partie du groupe peut être traitée sans écarts significatifs par rapport au schéma général.
Les processus technologiques du groupe sont utilisés pour l'usinage de pièces sur des équipements universels, pour l'installation électrique, l'assemblage et d'autres opérations, ce qui rend opportun l'utilisation de machines automatiques et semi-automatiques hautes performances dans la production à petite échelle.
Traitements par lots (par exemple, fusion de l'acier, coulée de moules, traitement thermique, etc.) sont effectuées sur des équipements chargés de matières premières ou d'ébauches à certains intervalles ; après leur traitement, le produit résultant est déchargé. Les processus périodiques ou discrets sont caractérisés par l'alternance d'opérations de travail et auxiliaires dans le temps, ils sont généralement effectués en un seul endroit. Ils sont compacts dans l'espace et étendus dans le temps. Le principal inconvénient de tels procédés est que lors du chargement et du déchargement du produit, l'équipement ne fonctionne pas (inactif) ou ne fonctionne pas à pleine capacité. Cela entraîne une perte de temps de travail et des coûts de main-d'œuvre élevés. De plus, l'incohérence du régime technologique en début et en fin de procédé complique la maintenance, la rend difficile à automatiser et conduit à un allongement de la durée du cycle de production. Toutes ces raisons incitent à remplacer les processus périodiques par des processus plus rationnels, s'il existe une faisabilité économique et technique.
Processus continus (par exemple, coulée d'acier, laminage ou étirage de profilés en métaux et alliages, raffinage du pétrole, production de ciment) sont effectués dans des appareils où l'approvisionnement en matières premières et le déchargement des produits finis s'effectuent en continu. Cependant, toutes les étapes du procédé peuvent se dérouler simultanément aussi bien dans différentes parties de l'appareil (par exemple, distillation d'huile dans une colonne à distiller), que dans divers appareils composant cette installation. Ils se caractérisent par l'exécution continue et simultanée d'actions technologiques de travail et auxiliaires, mais à des endroits différents. L'exécution parallèle d'opérations peut améliorer considérablement les performances, mais nécessite plus d'espace.
Processus combinés sont une combinaison d'étapes de processus discontinues et continues (par exemple, des lignes de production pour l'usinage de pièces, la cokéfaction du charbon, l'exploitation d'un haut fourneau ou d'un laminoir discontinu pour les profilés métalliques). Les processus technologiques combinés vous permettent de combiner avec succès les avantages des opérations périodiques et continues et d'éliminer leurs inconvénients.
Par rapport aux processus combinés et discontinus, les processus continus se distinguent par l'absence de temps d'arrêt des équipements, les interruptions dans la production de produits finis, la possibilité d'une automatisation et d'une mécanisation complètes, la stabilité du régime technologique et, par conséquent, la plus grande stabilité de la qualité. du travail effectué, y compris les produits finis. Par exemple, les lingots de métaux et d'alliages fabriqués dans les usines de coulée continue sont de meilleure qualité et dépourvus de défauts typiques des lingots obtenus dans des moules (coulée conventionnelle). La plus grande compacité de l'équipement garantit des coûts d'investissement et d'exploitation réduits pour la réparation et l'entretien, réduit le besoin de main-d'œuvre, augmente la productivité du travail et permet une utilisation plus complète et plus efficace des ressources énergétiques. Pour ces raisons, la principale tendance de la production industrielle de masse est de remplacer les procédés discontinus par des procédés continus. Mais, en règle générale, les équipements technologiques pour les processus continus sont plus complexes et coûteux.
Désormais, les processus périodiques conservent leur importance dans les industries relativement petites (y compris les industries pilotes) avec une gamme de produits diversifiée. Là, l'application de ces procédés permet d'atteindre une plus grande flexibilité dans l'utilisation des équipements à moindre coût.
2. Selon la fréquence de traitement des matières premières processus se distingue : Avec ouvert régime (ouvert), dans lequel la matière première ou le matériau est soumis à un traitement unique ; Avec fermé schéma (circulaire, circulant ou cyclique) dans lequel les matières premières ou les matériaux auxiliaires sont renvoyés à plusieurs reprises à l'étape initiale du processus de retraitement et parfois de régénération (restauration des propriétés perdues); combiné(avec régime mixte).
Un exemple de processus avec un circuit ouvert (ouvert) est une méthode de conversion pour produire de l'acier. Un exemple de procédé en circuit fermé est la circulation d'un mélange liquide spécial pour le refroidissement de la fraise d'un tour lors de l'usinage à grande vitesse des métaux par coupage. Dans un tel circuit fermé, le liquide de refroidissement circule en permanence entre le réservoir, le coupeur, le collecteur de fluide et une pompe pour le pomper dans le réservoir. Un autre exemple de procédé en cycle fermé peut être le traitement chimique des coupes pétrolières, où, afin de restaurer en continu l'activité du catalyseur, ce dernier est constamment mis en circulation entre la zone de réaction de craquage et le calcinateur pour brûler le carbone de sa surface.
Les procédés en boucle fermée sont plus compacts que les procédés en boucle ouverte et nécessitent, par rapport à eux, une moindre consommation de matières premières, d'auxiliaires et d'énergie pour le transport des réactifs. Les processus cycliques (avec un circuit fermé) sont largement utilisés dans de nombreuses industries pour le retour multiple ou partiel de chaleur ou de flux de matière vers l'étape initiale du processus. Cela vous permet de dépenser de manière rationnelle et économique l'énergie, les matières premières, les matériaux et les ressources en eau, pour obtenir des produits de haute qualité. Les processus technologiques les plus avancés - les processus en circuit fermé - sont à la base de la création d'industries sans déchets, économes en matériaux et en énergie.
Dans l'industrie, on utilise souvent des procédés combinés (circuit mixte) qui sont une combinaison de procédés en circuit ouvert et fermé (par exemple, la production d'acide sulfurique par la voie nitreuse). Dans de tels procédés, certains produits intermédiaires (oxydes de soufre) sont traités en circuit ouvert, traversant une série d'appareils en série, tandis que d'autres (oxydes d'azote) circulent en circuit fermé.
3. Classification des processus technologiques selon modes de traitement des matières premières. Le traitement des matières premières repose sur des processus physiques, mécaniques, chimiques et biologiques qui diffèrent par la nature des changements qualitatifs et des transformations de la matière.
Processus technologiques physiques. Oui, utilisez physique Les procédés de transformation des matières premières se caractérisent par un changement d'état (solide, liquide gazeux), de forme extérieure et de propriétés physiques. Ces TP peuvent être mis en œuvre en modifiant les paramètres des conditions entourant l'objet de travail, par exemple, la température, la pression, le champ électromagnétique, les rayonnements ionisants et radioactifs, etc. En règle générale, les processus technologiques physiques dans leur forme pure sont rarement mis en œuvre, ils provoquent souvent des transformations chimiques, puis ces processus se transforment en processus physiques et chimiques. Processus physiques purs - la transformation de l'eau en vapeur ou en glace et vice versa ; la transformation du graphite sous l'influence de la température et de la pression en diamant, la fusion ou la solidification de métaux purs ou de substances. Le processus physico-chimique est la fusion du minerai ou de la ferraille et la production d'un alliage liquide qui, une fois solidifié, non seulement se transforme en un corps solide, mais subit également une transformation chimique, le réseau cristallin et la structure de l'alliage changent.
Souvent, l'utilisation de processus technologiques physiques dans la fabrication de certains produits peut améliorer considérablement la qualité et l'efficacité du travail. En particulier, les matériaux à haute dureté et ténacité, difficiles à travailler avec les méthodes de traitement traditionnelles, sont de plus en plus répandus dans l'ingénierie mécanique moderne. Le nombre toujours croissant de matrices et de moules utilisés se caractérise par une grande complexité des cavités internes. Cela a servi de base à la création et à l'introduction dans la production de méthodes de traitement électrophysiques (EP) et électrochimiques (EC) hautement efficaces, dont l'essence est que le traitement est facilité en affaiblissant les liaisons entre les volumes élémentaires de la pièce en raison de leur chauffage, fusion et retrait de la zone de traitement ou transfert de l'alliage dans un joint facilement démontable.
Dans le traitement électrophysique, un outil est utilisé - une électrode, qui peut être constituée d'un matériau facile à traiter (cuivre, graphite, composition cuivre-graphite, etc.). Lorsque les électrodes, l'outil et la pièce se rapprochent dans un diélectrique liquide, une décharge électrique se produit et un courant électrique commence à circuler à travers l'espace entre eux. Les électrons, entrant en collision avec l'anode (pièce), la chauffent intensément et font fondre des microvolumes de la pièce. Les particules d'alliage fondu sont refroidies par un diélectrique liquide et retirées de l'espace entre l'outil et la pièce à usiner. Les méthodes électrophysiques se distinguent par une concentration d'énergie élevée (1000–100000000 W/cm2) dans des zones locales de la pièce en cours de traitement, les particules de matériau sont retirées de la surface à l'état fondu ou à l'état de vapeur. Sur les machines électroérosives, il est possible de réaliser des cavités complexes dans les pièces, de les couper et de les percer, de les meuler et de les polir. Lors du polissage, il n'est pas nécessaire d'utiliser un outil, il suffit de prévoir une décharge puissante entre le produit poli et une solution aqueuse de sel commun.
Les variétés ESP sont le traitement électroérosif, électrospark, électropulsé, électrocontact et plasma.
Une caractéristique de l'usinage électroérosif (électrodécharge) est que le claquage électrique se produit le long du chemin le plus court, ce qui prédétermine la destruction (fusion) des parties les plus proches de la pièce. Par conséquent, lors de la réalisation d'évidements (cavités) ou de trous, la surface usinée de la pièce prend la forme d'une électrode. On sait que l'usinage des surfaces extérieures de la pièce est beaucoup plus simple, plus productif et économique, peut être effectué avec une qualité supérieure à celle des surfaces intérieures, tandis que des outils simples et un équipement universel peuvent être utilisés.
Procédés technologiques mécaniques. En production, plus de 80% des processus technologiques sont mécaniques, ce qui modifie la forme, la qualité de surface, les dimensions géométriques et les propriétés de la pièce. Ainsi, lors de la déformation plastique d'une pièce métallique, la forme et les dimensions géométriques requises sont données, et les propriétés physiques de l'alliage de la pièce (durcissement et durcissement) changent également en parallèle. En utilisant des procédés technologiques mécaniques, des tôles, des produits longs, des pièces forgées, des tuyaux, du fil et bien plus encore sont obtenus. Lors de la coupe par enlèvement de copeaux, la pièce reçoit une certaine forme et taille, la transformant en une future pièce qui, à la suite d'un tel traitement, acquiert une précision donnée des dimensions géométriques avec la rugosité de surface correspondante. Avec ce traitement, les propriétés matérielles de la pièce ne changent pas.
Lors de la réalisation de connexions détachables de pièces et d'assemblages du produit, un processus technologique mécanique typique est mis en œuvre, la plupart des TS d'assemblage sont basés sur des processus purement mécaniques (visser une vis ou un écrou, enfoncer un roulement ou une douille, réaliser une connexion rivetée, évaser, goupille fendue, etc.), et l'exécution d'opérations de connexion de pièces individuelles ou d'assemblages ne nécessite pas d'intervenants hautement qualifiés et ces opérations peuvent être facilement automatisées, en particulier dans la production de masse.
Les procédés technologiques mécaniques sont largement utilisés dans l'industrie minière, le broyage, le mélange, le dosage, le tri, le compactage, la mise en forme, le conditionnement des matières premières et des matériaux.
Procédés chimiques , contrairement aux propriétés physiques et mécaniques, se caractérisent par une modification non seulement des propriétés physiques, mais également de l'état d'agrégation, de la composition chimique et de la structure interne des substances. Par exemple, le traitement chimique du gaz naturel à partir du méthane produit de l'hydrogène, de l'éthylène, de l'acétylène, de l'alcool méthylique et d'autres produits ; hydrolyse du bois - térébenthine, goudron, camphre, vanilline, alcools, colophane.
Les processus chimiques sous-tendent la vie des organismes vivants. Dans la technologie de production industrielle, le terme "procédés chimiques" doit être compris au sens large et ne pas être identifié à la production de produits chimiques uniquement. Les procédés chimico-technologiques sont à la base de la production de nombreux matériaux de construction, métaux et produits alimentaires; ils sont utilisés dans l'ingénierie mécanique, dans la production d'équipements radioélectroniques, d'équipements de mesure et de produits de l'industrie légère. Les processus technologiques chimiques jouent un rôle important dans le développement de l'électronique, de la biotechnologie et de la création de nouveaux matériaux aux propriétés uniques, sans lesquels la production moderne de nombreux produits avec des indicateurs de haute qualité est impensable.
Procédés technologiques chimiques. La base de la TP chimique est constituée de réactions chimiques (complexes simples, réversibles et irréversibles, exothermiques et endothermiques) de diverses substances lorsque certaines conditions sont créées. Dans ce cas, de nouvelles substances se forment qui ont déjà des propriétés complètement différentes. En règle générale, la plupart d'entre eux représentent le produit principal, et certains sont des sous-produits et des déchets. TP se compose de trois étapes : préparation des matières premières ou des matériaux, réaction chimique, séparation (retrait) des substances obtenues du réacteur.
Selon les matières premières utilisées, la TP peut être divisée en procédés de transformation de matières premières végétales, animales et minérales. Les procédés technologiques chimiques (CTP) peuvent être à basse température, se produisant à des températures allant jusqu'à 500 °C et à haute température (au-dessus de 500 °C); catalytique et non catalytique ; se produisant sous vide, sous pression élevée ou atmosphérique, etc.
Grâce au développement de la technologie chimique et à l'amélioration du CTP au cours des 50 dernières années, des dizaines de milliers de nouveaux matériaux et substances aux propriétés uniques sont apparus, ce sont divers adhésifs, fluoroplastiques, polyuréthanes, peintures, vernis, polyéthylènes, polypropylènes, polyamides , résines époxy, polycarbonates, plastiques vinyliques, polystyrènes, polychlorures de vinyle (PVC), textolites, getinaks, etc. Matériel d'aide. Les CTP ont considérablement changé la qualité de la vie humaine et il est maintenant difficile d'imaginer la vie sans eux. La production de vêtements, de chaussures, de bâtiments résidentiels, d'appareils électroménagers, de voitures, d'appareils électroménagers et bien plus encore est devenue plus avancée sur le plan technologique, productive, rentable et de haute qualité grâce au CTP. Le rôle de l'industrie chimique ne peut guère être surestimé, le produit intérieur brut de la République de Biélorussie est rempli à plus de 50% grâce à la production de KhTP.
Processus biologiques sont associés soit à l'utilisation de micro-organismes vivants pour obtenir les produits recherchés (biotechnologie traditionnelle), soit à la reproduction dans des conditions artificielles des processus se déroulant dans une cellule vivante (biotechnologie moderne).
Processus technologiques biologiques. Les processus biologiques se déroulent grâce à des micro-organismes qui transforment les matières premières en matériaux utiles (engrais organiques, vin, alcool, médicaments, métaux, gaz combustibles, produits laitiers fermentés, vitamines, protéines, acides organiques, etc.). La seconde moitié du XXe siècle a été marquée par le développement intensif de la biotechnologie. La biotechnologie est une technologie industrielle permettant d'obtenir des produits de valeur à partir de matières premières à l'aide de micro-organismes. Les procédés biotechnologiques sont connus depuis l'Antiquité : boulangerie, fabrication de vin et de bière, de fromage, de vinaigre, de produits lactiques, bioépuration de l'eau, lutte antiparasitaire de la faune et de la flore, transformation du cuir, des fibres végétales, obtention d'engrais organiques, etc. Les bases scientifiques ont été posées au XIXe siècle par le scientifique français L. Pasteur (1822-1895), qui a posé les bases de la microbiologie. Cela a été facilité, d'une part, par le développement rapide de la biologie moléculaire et de la génétique, de la biochimie et de la biophysique, et, d'autre part, par l'émergence du problème du manque de nourriture, de ressources minérales, d'énergie, de médicaments et de protection de l'environnement. dégradation. Au sens moderne, le domaine de la biotechnologie comprend le génie génétique et cellulaire, dont le but est de modifier les mécanismes héréditaires de fonctionnement des organismes pour contrôler les activités des êtres vivants. La biotechnologie est étroitement liée à la microbiologie technique et à la biochimie. Il utilise également de nombreuses méthodes de génie chimique, en particulier aux étapes finales du processus de production, lors de l'isolement de substances, par exemple, de la biomasse de micro-organismes.
La biotechnologie est basée sur la synthèse microbiologique, c'est-à-dire culture de micro-organismes sélectionnés dans un milieu nutritif d'une certaine composition. Le monde des micro-organismes - les plus petits organismes à prédominance unicellulaire (bactéries, champignons microscopiques, algues, etc.) - est extrêmement étendu et diversifié. Ils se reproduisent le plus souvent par simple division cellulaire, parfois par bourgeonnement ou par d'autres moyens asexués.
Les micro-organismes sont caractérisés par une grande variété de propriétés physiologiques et biochimiques. Certains d'entre eux, les soi-disant anaérobies, n'ont pas besoin d'oxygène de l'air, d'autres poussent bien au fond de l'océan dans des sources sulfurées à une température de 250 ° C, et d'autres ont choisi les réacteurs nucléaires comme habitat. Il y a des micro-organismes qui restent viables dans un vide poussé, et il y en a qui ne se soucient pas de la pression de 1000 à 1400 atm. L'extraordinaire stabilité des micro-organismes leur permet d'occuper les limites extrêmes de la biosphère : on les trouve dans le sol des océans à 11 km de profondeur, dans l'atmosphère à plus de 20 km d'altitude. Les micro-organismes sont répandus dans la nature ; un gramme de sol peut en contenir jusqu'à 2 à 3 milliards. Dans les micro-organismes, de nombreux processus de biosynthèse et de métabolisme énergétique, par exemple le transport d'électrons et la synthèse de protéines, procèdent de la même manière que dans le cellules de plantes et d'animaux supérieurs.
Cependant, les micro-organismes ont également des réactions enzymatiques et biochimiques spécifiques, sur lesquelles repose leur capacité à décomposer la cellulose, la lingine, les hydrocarbures pétroliers, la cire et d'autres substances. Il existe des micro-organismes capables d'assimiler l'azote moléculaire, de synthétiser des protéines et de produire de nombreuses substances biologiquement actives (antibiotiques, enzymes, vitamines, etc.). C'est la base de l'utilisation de micro-organismes pour obtenir une grande variété de produits. De plus, dans la biotechnologie moderne, ce ne sont pas des organismes entiers, mais leurs composants qui sont de plus en plus utilisés : des cellules vivantes, diverses structures qui en sont des parties et des molécules biologiques.
Maintenant, avec l'aide de la biotechnologie, des antibiotiques, des vitamines, des acides aminés, des protéines, des alcools, des additifs alimentaires pour animaux, des produits laitiers fermentés et bien plus encore sont obtenus. L'intérêt pour l'utilisation des biotechnologies ne cesse de croître dans divers domaines de l'activité humaine : énergie, agro-alimentaire, médecine, agriculture, industrie chimique, etc. Ceci est principalement dû à la possibilité d'utiliser des ressources renouvelables (biomasse) comme matières premières, ainsi qu'à que des économies d'énergie. Par exemple, des substances telles que l'ammoniac, la glycérine, le méthanol, le phénol sont plus rentables à produire par biotechnologie que par des méthodes chimiques.
Une direction prometteuse dans le développement de la biotechnologie est le développement et l'introduction dans la pratique de méthodes microbiologiques pour l'obtention de divers métaux. Comme vous le savez, les micro-organismes jouent un rôle important dans le cycle des substances dans la nature. Il a été établi qu'ils sont impliqués dans le processus de formation des minerais. Ainsi, au début du XXe siècle, dans une ancienne mine de cuivre, une énorme quantité de cuivre a été trouvée dans une solution aqueuse pompée hors de la mine, qui a été produite par des bactéries à partir de composés de sulfure de cuivre. En oxydant les sulfures de cuivre insolubles dans l'eau, les bactéries les transforment en composés facilement solubles et le processus se déroule très rapidement. Les micro-organismes sont capables de traiter non seulement les composés de cuivre, mais aussi d'extraire du minerai le fer, le zinc, le nickel, le cobalt, le titane, l'aluminium, le plomb, le bismuth, l'uranium, l'or, le germanium, le rhénium et bien d'autres. la dernière étape de l'exploitation de la mine, lors du traitement des déchets. L'introduction de la technologie géomicrobiologique permettra d'exploiter industriellement les gisements de minéraux profonds et difficiles d'accès. Après les travaux préparatoires appropriés, il suffira d'immerger les tuyaux à la profondeur souhaitée et d'amener la solution biologique à travers eux jusqu'au minerai. En traversant la roche, la solution s'enrichit de certains métaux, et remontée à la surface transportera les ressources naturelles nécessaires. Il n'est pas nécessaire de construire des mines coûteuses, la charge indésirable sur la situation écologique diminuera, de vastes zones de terres occupées par des mines, des décharges et des entreprises de traitement seront libérées, les coûts de nettoyage de l'atmosphère, des terres et des eaux usées seront réduits, et le coût des minerais extraits sera considérablement réduit.
Le développement intensif et l'expansion de l'utilisation de procédés biologiques dans la production de médicaments, de protéines et d'aliments pour animaux, d'engrais organiques, de produits alimentaires à base de fermentation, de gaz et de liquides combustibles, de micro-organismes pour le nettoyage de l'habitat liquide et aérien du monde vivant est un élément très pertinent et la tâche hautement efficace de l'économie de la République du Bélarus. La possibilité d'utiliser les biotechnologies dans le développement de méthodes non traditionnelles d'obtention de ressources énergétiques ne peut être négligée. La conversion de la biomasse en biogaz permet d'obtenir 50 à 80 % de l'énergie potentielle sans polluer l'environnement.
La biotechnologie comprend aujourd'hui les domaines suivants : 1) biotechnologie industrielle (synthèse microbiologique) ; 2) génie génétique et cellulaire; 3) génie enzymologique (génie des protéines). La biotechnologie industrielle met en œuvre des procédés qui s'effectuent dans des conditions artificielles de production afin d'obtenir des levures de boulangerie, œnologiques et fourragères, des vaccins, des concentrés de protéines et de vitamines (PVC), des produits phytosanitaires, des levains pour produits laitiers fermentés et des ensilages fourragers, des engrais pour le sol, des antibiotiques. , hormones, enzymes, acides aminés, vitamines, alcools, acides organiques, solvants. De plus, ces procédés permettent de valoriser les déchets, la cellulose et de produire du biogaz.
Le génie génétique vous permet de créer des structures génétiques artificielles en influençant les supports matériels de l'hérédité (ADN), avec son aide, vous pouvez former des organismes complètement nouveaux et produire des substances physiologiquement actives de nature protéique pour les besoins médicaux et agricoles (pour produire de l'interféron, de l'insuline, hormone de croissance des organismes vivants). Le génie génétique est considéré comme le domaine le plus prometteur de la biotechnologie moderne, avec son aide, il est possible de corriger les maladies héréditaires humaines, de créer des stimulateurs de régénération tissulaire pour le traitement des plaies, des brûlures et des fractures.
L'ingénierie enzymologique est une voie prometteuse dans le développement de la biotechnologie industrielle, c'est une science qui développe les bases de la création d'enzymes très efficaces pour l'intensification industrielle des procédés technologiques avec des économies importantes de ressources matérielles et énergétiques. Les enzymes sont utilisées dans la production de sucre pour les diabétiques, les préparations hormonales, le traitement du cuir, l'obtention de tissus, de papier, de matières synthétiques, de glucose, l'amélioration de la qualité des produits laitiers, etc.
Conclusion: La division des processus de transformation des matières premières en processus physiques, mécaniques, chimiques et biologiques est souvent conditionnelle en raison de l'impossibilité de tracer une ligne claire entre eux. Ainsi, par exemple, une modification de la forme et de l'apparence d'un matériau s'accompagne de processus chimiques (traitement de surface électrochimique et électroérosif, processus métallurgiques pour la production de métaux et d'alliages, durcissement thermomécanique des matériaux, etc.) et de processus chimiques dans presque toutes les industries sont accompagnées d'industries mécaniques. Mais, malgré le caractère conventionnel d'une telle classification, la division des processus en physiques, biologiques, chimiques et mécaniques contribue à la typification des processus de production industrielle et facilite le choix de la méthode la plus efficace de traitement des matières premières. Le choix d'un procédé technologique dépend de nombreux facteurs : la disponibilité des matières premières, le type d'énergie utilisée, le degré de complexité de l'instrumentation, le coût des bâtiments industriels, des ouvrages, des équipements, de leur installation et de leur fonctionnement, ainsi que la qualité et le coût du produit fini.
Au cœur de toute production se trouve le processus technologique, entendu comme un ensemble d'actions d'extraction et de transformation des matières premières en produits finis. Tous les processus sont basés sur des processus physiques, chimiques et biologiques qui diffèrent par la nature des changements quantitatifs et qualitatifs des matières premières au cours de leur traitement.
La principale classification des processus technologiques est la méthode d'organisation et la fréquence de traitement des matières premières.
Types de processus technologiques en fonction de la méthode de leur organisation : unique, typique, groupé, discret (discontinu, périodique), continu et combiné.
Processus technologique unique (ETP) est développé pour la fabrication ou la réparation d'un produit de même nom, taille et conception, quel que soit le type de production. Le développement de l'ETP comprend les étapes suivantes.
1. Analyse des données initiales et sélection de l'analogue UTP actuel.
2. Le choix de la pièce initiale et la méthode de sa production.
3. Détermination du contenu des opérations, choix des bases technologiques et élaboration d'une filière technologique (séquence) de traitement.
4. Sélection d'équipements technologiques, d'équipements, de moyens d'automatisation et de mécanisation du processus technologique. Clarification de la séquence des transitions.
5. Nomination et calcul des modes d'exécution des opérations, normalisation des transitions et des opérations TP, détermination des professions et des qualifications des exécutants, établissement des exigences de sécurité.
6. Calcul de la précision, de la productivité et de l'efficacité économique de TP. Choix du procédé optimal.
7. Enregistrement de la documentation technologique de travail.
La nécessité de chaque étape, la composition des tâches et la séquence de la solution sont établies en fonction du type de production.
La typification TP permet d'éliminer leur diversité avec une réduction raisonnable à un nombre limité de types.
Processus technologique typique (TTP) se caractérise par l'unité du contenu et de la séquence de la plupart des opérations et transitions technologiques pour des groupes de produits ayant des caractéristiques de conception communes.
La typification commence par la classification des produits. classer appelé un ensemble de détails caractérisés par des tâches technologiques communes. Au sein de la classe, les parties sont divisées en groupes, sous-groupes, etc. taper. Presque un type comprend des pièces pour lesquelles un processus technologique peut être compilé.
Le TPP est développé en tenant compte des dernières réalisations de la science et de la technologie, de l'expérience des travailleurs avancés, ce qui peut raccourcir considérablement le cycle de préparation de la production et augmenter la productivité grâce à l'utilisation de méthodes de production plus avancées.
Flux de travail de groupe (GTP) est destiné à la production ou à la réparation en commun de groupes de produits de conception différente, mais présentant des caractéristiques technologiques communes.
Lors du regroupement, l'un des détails les plus complexes est considéré comme complexe. Cette pièce doit avoir toutes les surfaces trouvées dans les pièces de ce groupe. Ils peuvent être disposés dans un ordre différent de celui de la partie complexe. S'il n'y a pas une telle partie dans le groupe, une partie complexe conditionnelle est créée. Selon ce processus technologique, n'importe quelle partie du groupe peut être traitée sans écarts significatifs par rapport au schéma général.
Les processus technologiques du groupe sont utilisés pour l'usinage de pièces sur des équipements universels, pour l'installation électrique, l'assemblage et d'autres opérations, ce qui rend opportun l'utilisation de machines automatiques et semi-automatiques hautes performances dans la production à petite échelle.
Traitements par lots (par exemple, fusion de l'acier, coulée de moules, traitement thermique, etc.) sont effectuées sur des équipements chargés de matières premières ou d'ébauches à certains intervalles ; après leur traitement, le produit résultant est déchargé. Les processus périodiques ou discrets sont caractérisés par l'alternance d'opérations de travail et auxiliaires dans le temps, ils sont généralement effectués en un seul endroit. Ils sont compacts dans l'espace et étendus dans le temps. Le principal inconvénient de tels procédés est que lors du chargement et du déchargement du produit, l'équipement ne fonctionne pas (inactif) ou ne fonctionne pas à pleine capacité. Cela entraîne une perte de temps de travail et des coûts de main-d'œuvre élevés. De plus, l'incohérence du régime technologique en début et en fin de procédé complique la maintenance, la rend difficile à automatiser et conduit à un allongement de la durée du cycle de production. Toutes ces raisons incitent à remplacer les processus périodiques par des processus plus rationnels, s'il existe une faisabilité économique et technique.
Processus continus (par exemple, coulée d'acier, laminage ou étirage de profilés en métaux et alliages, raffinage du pétrole, production de ciment) sont effectués dans des appareils où l'approvisionnement en matières premières et le déchargement des produits finis s'effectuent en continu. Cependant, toutes les étapes du procédé peuvent se dérouler simultanément aussi bien dans différentes parties de l'appareil (par exemple, distillation d'huile dans une colonne à distiller), que dans divers appareils composant cette installation. Ils se caractérisent par l'exécution continue et simultanée d'actions technologiques de travail et auxiliaires, mais à des endroits différents. L'exécution parallèle d'opérations peut améliorer considérablement les performances, mais nécessite plus d'espace.
Processus combinés sont une combinaison d'étapes de processus discontinues et continues (par exemple, des lignes de production pour l'usinage de pièces, la cokéfaction du charbon, l'exploitation d'un haut fourneau ou d'un laminoir discontinu pour les profilés métalliques). Les processus technologiques combinés vous permettent de combiner avec succès les avantages des opérations périodiques et continues et d'éliminer leurs inconvénients.
Par rapport aux processus combinés et discontinus, les processus continus se distinguent par l'absence de temps d'arrêt des équipements, les interruptions dans la production de produits finis, la possibilité d'une automatisation et d'une mécanisation complètes, la stabilité du régime technologique et, par conséquent, la plus grande stabilité de la qualité. du travail effectué, y compris les produits finis. Par exemple, les lingots de métaux et d'alliages fabriqués dans les usines de coulée continue sont de meilleure qualité et dépourvus de défauts typiques des lingots obtenus dans des moules (coulée conventionnelle). La plus grande compacité de l'équipement garantit des coûts d'investissement et d'exploitation réduits pour la réparation et l'entretien, réduit le besoin de main-d'œuvre, augmente la productivité du travail et permet une utilisation plus complète et plus efficace des ressources énergétiques. Pour ces raisons, la principale tendance de la production industrielle de masse est de remplacer les procédés discontinus par des procédés continus. Mais, en règle générale, les équipements technologiques pour les processus continus sont plus complexes et coûteux.
Désormais, les processus périodiques conservent leur importance dans les industries relativement petites (y compris les industries pilotes) avec une gamme de produits diversifiée. Là, l'application de ces procédés permet d'atteindre une plus grande flexibilité dans l'utilisation des équipements à moindre coût.
2. Selon la fréquence de traitement des matières premières processus se distingue : Avec ouvert régime (ouvert), dans lequel la matière première ou le matériau est soumis à un traitement unique ; Avec fermé schéma (circulaire, circulant ou cyclique) dans lequel les matières premières ou les matériaux auxiliaires sont renvoyés à plusieurs reprises à l'étape initiale du processus de retraitement et parfois de régénération (restauration des propriétés perdues); combiné(avec régime mixte).
Un exemple de processus avec un circuit ouvert (ouvert) est une méthode de conversion pour produire de l'acier. Un exemple de procédé en circuit fermé est la circulation d'un mélange liquide spécial pour le refroidissement de la fraise d'un tour lors de l'usinage à grande vitesse des métaux par coupage. Dans un tel circuit fermé, le liquide de refroidissement circule en permanence entre le réservoir, le coupeur, le collecteur de fluide et une pompe pour le pomper dans le réservoir. Un autre exemple de procédé en cycle fermé peut être le traitement chimique des coupes pétrolières, où, afin de restaurer en continu l'activité du catalyseur, ce dernier est constamment mis en circulation entre la zone de réaction de craquage et le calcinateur pour brûler le carbone de sa surface.
Les procédés en boucle fermée sont plus compacts que les procédés en boucle ouverte et nécessitent, par rapport à eux, une moindre consommation de matières premières, d'auxiliaires et d'énergie pour le transport des réactifs. Les processus cycliques (avec un circuit fermé) sont largement utilisés dans de nombreuses industries pour le retour multiple ou partiel de chaleur ou de flux de matière vers l'étape initiale du processus. Cela vous permet de dépenser de manière rationnelle et économique l'énergie, les matières premières, les matériaux et les ressources en eau, pour obtenir des produits de haute qualité. Les processus technologiques les plus avancés - les processus en circuit fermé - sont à la base de la création d'industries sans déchets, économes en matériaux et en énergie.
Dans l'industrie, on utilise souvent des procédés combinés (circuit mixte) qui sont une combinaison de procédés en circuit ouvert et fermé (par exemple, la production d'acide sulfurique par la voie nitreuse). Dans de tels procédés, certains produits intermédiaires (oxydes de soufre) sont traités en circuit ouvert, traversant une série d'appareils en série, tandis que d'autres (oxydes d'azote) circulent en circuit fermé.
3. Classification des processus technologiques selon modes de traitement des matières premières. Le traitement des matières premières repose sur des processus physiques, mécaniques, chimiques et biologiques qui diffèrent par la nature des changements qualitatifs et des transformations de la matière.
Processus technologiques physiques. Oui, utilisez physique Les procédés de transformation des matières premières se caractérisent par un changement d'état (solide, liquide gazeux), de forme extérieure et de propriétés physiques. Ces TP peuvent être mis en œuvre en modifiant les paramètres des conditions entourant l'objet de travail, par exemple, la température, la pression, le champ électromagnétique, les rayonnements ionisants et radioactifs, etc. En règle générale, les processus technologiques physiques dans leur forme pure sont rarement mis en œuvre, ils provoquent souvent des transformations chimiques, puis ces processus se transforment en processus physiques et chimiques. Processus physiques purs - la transformation de l'eau en vapeur ou en glace et vice versa ; la transformation du graphite sous l'influence de la température et de la pression en diamant, la fusion ou la solidification de métaux purs ou de substances. Le processus physico-chimique est la fusion du minerai ou de la ferraille et la production d'un alliage liquide qui, une fois solidifié, non seulement se transforme en un corps solide, mais subit également une transformation chimique, le réseau cristallin et la structure de l'alliage changent.
Souvent, l'utilisation de processus technologiques physiques dans la fabrication de certains produits peut améliorer considérablement la qualité et l'efficacité du travail. En particulier, les matériaux à haute dureté et ténacité, difficiles à travailler avec les méthodes de traitement traditionnelles, sont de plus en plus répandus dans l'ingénierie mécanique moderne. Le nombre toujours croissant de matrices et de moules utilisés se caractérise par une grande complexité des cavités internes. Cela a servi de base à la création et à l'introduction dans la production de méthodes de traitement électrophysiques (EP) et électrochimiques (EC) hautement efficaces, dont l'essence est que le traitement est facilité en affaiblissant les liaisons entre les volumes élémentaires de la pièce en raison de leur chauffage, fusion et retrait de la zone de traitement ou transfert de l'alliage dans un joint facilement démontable.
Dans le traitement électrophysique, un outil est utilisé - une électrode, qui peut être constituée d'un matériau facile à traiter (cuivre, graphite, composition cuivre-graphite, etc.). Lorsque les électrodes, l'outil et la pièce se rapprochent dans un diélectrique liquide, une décharge électrique se produit et un courant électrique commence à circuler à travers l'espace entre eux. Les électrons, entrant en collision avec l'anode (pièce), la chauffent intensément et font fondre des microvolumes de la pièce. Les particules d'alliage fondu sont refroidies par un diélectrique liquide et retirées de l'espace entre l'outil et la pièce à usiner. Les méthodes électrophysiques se distinguent par une concentration d'énergie élevée (1000–100000000 W/cm2) dans des zones locales de la pièce en cours de traitement, les particules de matériau sont retirées de la surface à l'état fondu ou à l'état de vapeur. Sur les machines électroérosives, il est possible de réaliser des cavités complexes dans les pièces, de les couper et de les percer, de les meuler et de les polir. Lors du polissage, il n'est pas nécessaire d'utiliser un outil, il suffit de prévoir une décharge puissante entre le produit poli et une solution aqueuse de sel commun.
Les variétés ESP sont le traitement électroérosif, électrospark, électropulsé, électrocontact et plasma.
Une caractéristique de l'usinage électroérosif (électrodécharge) est que le claquage électrique se produit le long du chemin le plus court, ce qui prédétermine la destruction (fusion) des parties les plus proches de la pièce. Par conséquent, lors de la réalisation d'évidements (cavités) ou de trous, la surface usinée de la pièce prend la forme d'une électrode. On sait que l'usinage des surfaces extérieures de la pièce est beaucoup plus simple, plus productif et économique, peut être effectué avec une qualité supérieure à celle des surfaces intérieures, tandis que des outils simples et un équipement universel peuvent être utilisés.
Procédés technologiques mécaniques. En production, plus de 80% des processus technologiques sont mécaniques, ce qui modifie la forme, la qualité de surface, les dimensions géométriques et les propriétés de la pièce. Ainsi, lors de la déformation plastique d'une pièce métallique, la forme et les dimensions géométriques requises sont données, et les propriétés physiques de l'alliage de la pièce (durcissement et durcissement) changent également en parallèle. En utilisant des procédés technologiques mécaniques, des tôles, des produits longs, des pièces forgées, des tuyaux, du fil et bien plus encore sont obtenus. Lors de la coupe par enlèvement de copeaux, la pièce reçoit une certaine forme et taille, la transformant en une future pièce qui, à la suite d'un tel traitement, acquiert une précision donnée des dimensions géométriques avec la rugosité de surface correspondante. Avec ce traitement, les propriétés matérielles de la pièce ne changent pas.
Lors de la réalisation de connexions détachables de pièces et d'assemblages du produit, un processus technologique mécanique typique est mis en œuvre, la plupart des TS d'assemblage sont basés sur des processus purement mécaniques (visser une vis ou un écrou, enfoncer un roulement ou une douille, réaliser une connexion rivetée, évaser, goupille fendue, etc.), et l'exécution d'opérations de connexion de pièces individuelles ou d'assemblages ne nécessite pas d'intervenants hautement qualifiés et ces opérations peuvent être facilement automatisées, en particulier dans la production de masse.
Les procédés technologiques mécaniques sont largement utilisés dans l'industrie minière, le broyage, le mélange, le dosage, le tri, le compactage, la mise en forme, le conditionnement des matières premières et des matériaux.
Procédés chimiques , contrairement aux propriétés physiques et mécaniques, se caractérisent par une modification non seulement des propriétés physiques, mais également de l'état d'agrégation, de la composition chimique et de la structure interne des substances. Par exemple, le traitement chimique du gaz naturel à partir du méthane produit de l'hydrogène, de l'éthylène, de l'acétylène, de l'alcool méthylique et d'autres produits ; hydrolyse du bois - térébenthine, goudron, camphre, vanilline, alcools, colophane.
Les processus chimiques sous-tendent la vie des organismes vivants. Dans la technologie de production industrielle, le terme "procédés chimiques" doit être compris au sens large et ne pas être identifié à la production de produits chimiques uniquement. Les procédés chimico-technologiques sont à la base de la production de nombreux matériaux de construction, métaux et produits alimentaires; ils sont utilisés dans l'ingénierie mécanique, dans la production d'équipements radioélectroniques, d'équipements de mesure et de produits de l'industrie légère. Les processus technologiques chimiques jouent un rôle important dans le développement de l'électronique, de la biotechnologie et de la création de nouveaux matériaux aux propriétés uniques, sans lesquels la production moderne de nombreux produits avec des indicateurs de haute qualité est impensable.
Procédés technologiques chimiques. La base de la TP chimique est constituée de réactions chimiques (complexes simples, réversibles et irréversibles, exothermiques et endothermiques) de diverses substances lorsque certaines conditions sont créées. Dans ce cas, de nouvelles substances se forment qui ont déjà des propriétés complètement différentes. En règle générale, la plupart d'entre eux représentent le produit principal, et certains sont des sous-produits et des déchets. TP se compose de trois étapes : préparation des matières premières ou des matériaux, réaction chimique, séparation (retrait) des substances obtenues du réacteur.
Selon les matières premières utilisées, la TP peut être divisée en procédés de transformation de matières premières végétales, animales et minérales. Les procédés technologiques chimiques (CTP) peuvent être à basse température, se produisant à des températures allant jusqu'à 500 °C et à haute température (au-dessus de 500 °C); catalytique et non catalytique ; se produisant sous vide, sous pression élevée ou atmosphérique, etc.
Grâce au développement de la technologie chimique et à l'amélioration du CTP au cours des 50 dernières années, des dizaines de milliers de nouveaux matériaux et substances aux propriétés uniques sont apparus, ce sont divers adhésifs, fluoroplastiques, polyuréthanes, peintures, vernis, polyéthylènes, polypropylènes, polyamides , résines époxy, polycarbonates, plastiques vinyliques, polystyrènes, polychlorures de vinyle (PVC), textolites, getinaks, etc. Matériel d'aide. Les CTP ont considérablement changé la qualité de la vie humaine et il est maintenant difficile d'imaginer la vie sans eux. La production de vêtements, de chaussures, de bâtiments résidentiels, d'appareils électroménagers, de voitures, d'appareils électroménagers et bien plus encore est devenue plus avancée sur le plan technologique, productive, rentable et de haute qualité grâce au CTP. Le rôle de l'industrie chimique ne peut guère être surestimé, le produit intérieur brut de la République de Biélorussie est rempli à plus de 50% grâce à la production de KhTP.
Processus biologiques sont associés soit à l'utilisation de micro-organismes vivants pour obtenir les produits recherchés (biotechnologie traditionnelle), soit à la reproduction dans des conditions artificielles des processus se déroulant dans une cellule vivante (biotechnologie moderne).
Processus technologiques biologiques. Les processus biologiques se déroulent grâce à des micro-organismes qui transforment les matières premières en matériaux utiles (engrais organiques, vin, alcool, médicaments, métaux, gaz combustibles, produits laitiers fermentés, vitamines, protéines, acides organiques, etc.). La seconde moitié du XXe siècle a été marquée par le développement intensif de la biotechnologie. La biotechnologie est une technologie industrielle permettant d'obtenir des produits de valeur à partir de matières premières à l'aide de micro-organismes. Les procédés biotechnologiques sont connus depuis l'Antiquité : boulangerie, fabrication de vin et de bière, de fromage, de vinaigre, de produits lactiques, bioépuration de l'eau, lutte antiparasitaire de la faune et de la flore, transformation du cuir, des fibres végétales, obtention d'engrais organiques, etc. Les bases scientifiques ont été posées au XIXe siècle par le scientifique français L. Pasteur (1822-1895), qui a posé les bases de la microbiologie. Cela a été facilité, d'une part, par le développement rapide de la biologie moléculaire et de la génétique, de la biochimie et de la biophysique, et, d'autre part, par l'émergence du problème du manque de nourriture, de ressources minérales, d'énergie, de médicaments et de protection de l'environnement. dégradation. Au sens moderne, le domaine de la biotechnologie comprend le génie génétique et cellulaire, dont le but est de modifier les mécanismes héréditaires de fonctionnement des organismes pour contrôler les activités des êtres vivants. La biotechnologie est étroitement liée à la microbiologie technique et à la biochimie. Il utilise également de nombreuses méthodes de génie chimique, en particulier aux étapes finales du processus de production, lors de l'isolement de substances, par exemple, de la biomasse de micro-organismes.
La biotechnologie est basée sur la synthèse microbiologique, c'est-à-dire culture de micro-organismes sélectionnés dans un milieu nutritif d'une certaine composition. Le monde des micro-organismes - les plus petits organismes à prédominance unicellulaire (bactéries, champignons microscopiques, algues, etc.) - est extrêmement étendu et diversifié. Ils se reproduisent le plus souvent par simple division cellulaire, parfois par bourgeonnement ou par d'autres moyens asexués.
Les micro-organismes sont caractérisés par une grande variété de propriétés physiologiques et biochimiques. Certains d'entre eux, les soi-disant anaérobies, n'ont pas besoin d'oxygène atmosphérique, d'autres poussent bien au fond de l'océan dans des sources sulfurées à une température de 250 ° C, et d'autres ont choisi les réacteurs nucléaires comme habitat. Il y a des micro-organismes qui restent viables dans un vide poussé, et il y en a qui ne se soucient pas de la pression de 1000 à 1400 atm. L'extraordinaire stabilité des micro-organismes leur permet d'occuper les limites extrêmes de la biosphère : on les trouve dans le sol des océans à 11 km de profondeur, dans l'atmosphère à plus de 20 km d'altitude. Les micro-organismes sont répandus dans la nature ; un gramme de sol peut en contenir jusqu'à 2 à 3 milliards. Dans les micro-organismes, de nombreux processus de biosynthèse et de métabolisme énergétique, par exemple le transport d'électrons et la synthèse de protéines, procèdent de la même manière que dans le cellules de plantes et d'animaux supérieurs.
Cependant, les micro-organismes ont également des réactions enzymatiques et biochimiques spécifiques, sur lesquelles repose leur capacité à décomposer la cellulose, la lingine, les hydrocarbures pétroliers, la cire et d'autres substances. Il existe des micro-organismes capables d'assimiler l'azote moléculaire, de synthétiser des protéines et de produire de nombreuses substances biologiquement actives (antibiotiques, enzymes, vitamines, etc.). C'est la base de l'utilisation de micro-organismes pour obtenir une grande variété de produits. De plus, dans la biotechnologie moderne, ce ne sont pas des organismes entiers, mais leurs composants qui sont de plus en plus utilisés : des cellules vivantes, diverses structures qui en sont des parties et des molécules biologiques.
Maintenant, avec l'aide de la biotechnologie, des antibiotiques, des vitamines, des acides aminés, des protéines, des alcools, des additifs alimentaires pour animaux, des produits laitiers fermentés et bien plus encore sont obtenus. L'intérêt pour l'utilisation des biotechnologies ne cesse de croître dans divers domaines de l'activité humaine : énergie, agro-alimentaire, médecine, agriculture, industrie chimique, etc. Ceci est principalement dû à la possibilité d'utiliser des ressources renouvelables (biomasse) comme matières premières, ainsi qu'à que des économies d'énergie. Par exemple, des substances telles que l'ammoniac, la glycérine, le méthanol, le phénol sont plus rentables à produire par biotechnologie que par des méthodes chimiques.
Une direction prometteuse dans le développement de la biotechnologie est le développement et l'introduction dans la pratique de méthodes microbiologiques pour l'obtention de divers métaux. Comme vous le savez, les micro-organismes jouent un rôle important dans le cycle des substances dans la nature. Il a été établi qu'ils sont impliqués dans le processus de formation des minerais. Ainsi, au début du XXe siècle, dans une ancienne mine de cuivre, une énorme quantité de cuivre a été trouvée dans une solution aqueuse pompée hors de la mine, qui a été produite par des bactéries à partir de composés de sulfure de cuivre. En oxydant les sulfures de cuivre insolubles dans l'eau, les bactéries les transforment en composés facilement solubles et le processus se déroule très rapidement. Les micro-organismes sont capables de traiter non seulement les composés de cuivre, mais aussi d'extraire du minerai le fer, le zinc, le nickel, le cobalt, le titane, l'aluminium, le plomb, le bismuth, l'uranium, l'or, le germanium, le rhénium et bien d'autres. la dernière étape de l'exploitation de la mine, lors du traitement des déchets. L'introduction de la technologie géomicrobiologique permettra d'exploiter industriellement les gisements de minéraux profonds et difficiles d'accès. Après les travaux préparatoires appropriés, il suffira d'immerger les tuyaux à la profondeur souhaitée et d'amener la solution biologique à travers eux jusqu'au minerai. En traversant la roche, la solution s'enrichit de certains métaux, et remontée à la surface transportera les ressources naturelles nécessaires. Il n'est pas nécessaire de construire des mines coûteuses, la charge indésirable sur la situation écologique diminuera, de vastes zones de terres occupées par des mines, des décharges et des entreprises de traitement seront libérées, les coûts de nettoyage de l'atmosphère, des terres et des eaux usées seront réduits, et le coût des minerais extraits sera considérablement réduit.
Le développement intensif et l'expansion de l'utilisation de procédés biologiques dans la production de médicaments, de protéines et d'aliments pour animaux, d'engrais organiques, de produits alimentaires à base de fermentation, de gaz et de liquides combustibles, de micro-organismes pour le nettoyage de l'habitat liquide et aérien du monde vivant est un élément très pertinent et la tâche hautement efficace de l'économie de la République du Bélarus. La possibilité d'utiliser les biotechnologies dans le développement de méthodes non traditionnelles d'obtention de ressources énergétiques ne peut être négligée. La conversion de la biomasse en biogaz permet d'obtenir 50 à 80 % de l'énergie potentielle sans polluer l'environnement.
La biotechnologie comprend aujourd'hui les domaines suivants : 1) biotechnologie industrielle (synthèse microbiologique) ; 2) génie génétique et cellulaire; 3) génie enzymologique (génie des protéines). La biotechnologie industrielle met en œuvre des procédés qui s'effectuent dans des conditions artificielles de production afin d'obtenir des levures de boulangerie, œnologiques et fourragères, des vaccins, des concentrés de protéines et de vitamines (PVC), des produits phytosanitaires, des levains pour produits laitiers fermentés et des ensilages fourragers, des engrais pour le sol, des antibiotiques. , hormones, enzymes, acides aminés, vitamines, alcools, acides organiques, solvants. De plus, ces procédés permettent de valoriser les déchets, la cellulose et de produire du biogaz.
Le génie génétique vous permet de créer des structures génétiques artificielles en influençant les supports matériels de l'hérédité (ADN), avec son aide, vous pouvez former des organismes complètement nouveaux et produire des substances physiologiquement actives de nature protéique pour les besoins médicaux et agricoles (pour produire de l'interféron, de l'insuline, hormone de croissance des organismes vivants). Le génie génétique est considéré comme le domaine le plus prometteur de la biotechnologie moderne, avec son aide, il est possible de corriger les maladies héréditaires humaines, de créer des stimulateurs de régénération tissulaire pour le traitement des plaies, des brûlures et des fractures.
L'ingénierie enzymologique est une voie prometteuse dans le développement de la biotechnologie industrielle, c'est une science qui développe les bases de la création d'enzymes très efficaces pour l'intensification industrielle des procédés technologiques avec des économies importantes de ressources matérielles et énergétiques. Les enzymes sont utilisées dans la production de sucre pour les diabétiques, les préparations hormonales, le traitement du cuir, l'obtention de tissus, de papier, de matières synthétiques, de glucose, l'amélioration de la qualité des produits laitiers, etc.
Conclusion: La division des processus de transformation des matières premières en processus physiques, mécaniques, chimiques et biologiques est souvent conditionnelle en raison de l'impossibilité de tracer une ligne claire entre eux. Ainsi, par exemple, une modification de la forme et de l'apparence d'un matériau s'accompagne de processus chimiques (traitement de surface électrochimique et électroérosif, processus métallurgiques pour la production de métaux et d'alliages, durcissement thermomécanique des matériaux, etc.) et de processus chimiques dans presque toutes les industries sont accompagnées d'industries mécaniques. Mais, malgré le caractère conventionnel d'une telle classification, la division des processus en physiques, biologiques, chimiques et mécaniques contribue à la typification des processus de production industrielle et facilite le choix de la méthode la plus efficace de traitement des matières premières. Le choix d'un procédé technologique dépend de nombreux facteurs : la disponibilité des matières premières, le type d'énergie utilisée, le degré de complexité de l'instrumentation, le coût des bâtiments industriels, des ouvrages, des équipements, de leur installation et de leur fonctionnement, ainsi que la qualité et le coût du produit fini.
Les processus technologiques selon le niveau de généralisation sont divisés en deux types: unique et typique.
Un procédé technologique unique ne s'applique qu'à la fabrication d'un produit spécifique, et un procédé technologique standard s'applique à la fabrication d'un groupe de produits similaires.
Un processus technologique unique est un processus de fabrication ou de réparation d'un produit de même nom, taille et conception, quel que soit le type de production.
Les avantages d'un procédé technologique unique comprennent, d'une part, la capacité de prendre en compte toutes les caractéristiques d'un produit donné, et d'autre part, la fabrication la plus efficace d'un produit en tenant compte des conditions de production spécifiques (disponibles équipements technologiques, agencements, outillages, qualifications des ouvriers, etc.).
Outre les avantages d'un processus technologique unique, il existe également des inconvénients. Il faut beaucoup de temps et d'efforts pour le développer.
Le temps consacré au développement d'un procédé technologique peut être plusieurs fois supérieur au temps consacré à sa mise en œuvre. Si un grand nombre de produits sont fabriqués, la part de temps consacrée au développement du processus technologique par produit sera insignifiante, mais avec une petite production de produits, cette part augmentera fortement. Dans ce cas, un processus technologique élargi est développé, par exemple, seule une description de l'itinéraire du processus technologique est créée, qui comprend une séquence d'opérations et d'équipements, mais sans indications de transitions et de modes de processus. Tout le reste est laissé à la décision directe du travailleur, qui doit avoir les qualifications appropriées. Au fur et à mesure que le volume de produits fabriqués augmente, le développement du processus technologique est effectué plus en détail.
Dans un seul cas, la durée élevée du développement d'un procédé technologique entre souvent en conflit avec la durée du procédé lui-même. Plus un processus technologique est développé de manière approfondie et détaillée, plus il faut de temps pour son développement et plus la qualification du technologue doit être élevée. Cependant, sous certaines conditions, le temps consacré à l'élaboration du procédé devient beaucoup plus important que le temps consacré à sa mise en œuvre.Une illustration de cette situation peut être le procédé technologique de fabrication de pièces sur une machine à commande numérique, où son développement se distingue par grand soin et détail. Ainsi, par exemple, la documentation du processus technologique de fabrication d'une pièce sur une machine CNC contient un tableau de configuration, un tableau opérationnel-technique, un schéma de mouvement d'outil, un tableau opérationnel-technique de règlement, un tableau de programmation, des dessins de outils et équipements spéciaux. Tout cela conduit à une augmentation de la complexité du développement de l'opération ; par exemple, seul le développement d'un programme de commande et son débogage pour des pièces très complexes nécessitent plusieurs journées de travail pour un programmeur, alors que le traitement d'un petit lot de telles pièces peut tenir dans un quart de travail.
La conception d'un même procédé technologique se caractérise par un grand nombre de solutions possibles pour chaque produit à fabriquer. Par conséquent, dans les conditions d'une production unique avec un temps relativement court alloué au développement du procédé, la possibilité d'étayer les décisions prises par des calculs technico-économiques objectifs est très limitée.
Dans la production de masse, la forte intensité de travail d'un développement approfondi d'un seul processus technologique s'avère justifiée, car sa valeur est incomparablement faible par rapport à l'intensité de travail de la fabrication du volume total de produits d'un nom donné. Se justifie par la production de masse et l'utilisation d'équipements spéciaux, d'outillages, caractérisés par des processus de travail performants.
Inconvénients de la TECHNOLOGIE UNIQUE Dans la production de masse i І. H" se manifestent dans la longue durée de la préparation technologique : la production, en raison de la nécessité de créer des moyens technologiques spéciaux.
L'utilisation généralisée d'une technologie unique à l'échelle de l'ensemble de la production de construction mécanique du pays entraîne des pertes importantes. Le fait est qu'en moyenne, les produits manufacturés sont constitués d'environ 70% d'unités de construction de machines générales et de pièces proches dans leur structure structurelle. Mais dans des milliers d'entreprises de construction de machines, ils sont fabriqués selon des processus technologiques uniques dont l'efficacité diffère peu les unes des autres, mais utilisent souvent des équipements d'origine, et dans une production à grande échelle et en série - des équipements technologiques d'origine. Dans le même temps, les solutions progressives hautement efficaces développées dans une entreprise et nécessitant des coûts de main-d'œuvre importants sont perdues dans une grande variété de développements et ne trouvent pratiquement pas d'application dans d'autres entreprises.
Tous les aspects négatifs énumérés d'une seule technologie ont motivé la recherche d'un nouveau type de technologie exempt de ces lacunes. Le premier pas dans cette direction a été le développement d'une technologie standard, lorsque dans les années 30 du XXe siècle, le prof. AP Sokolovsky 1111 a exprimé l'idée de la typification des processus technologiques.
Un processus technologique typique est caractérisé par l'unité du contenu et de la séquence de la plupart des opérations technologiques pour un groupe de produits ayant des caractéristiques de conception communes.
La technologie standard est basée sur la classification des produits en classes - sous-classes - groupes - sous-groupes - types. Le type représente co - |><>ème groupe de produits similaires, parmi lesquels un représentant typique est sélectionné qui possède le plus grand ensemble de propriétés du produit - II, inclus dans ce groupe. Sur un représentant typique, un processus technologique de mil est en cours de développement, selon lequel tous les produits de ce type ne sont pas fabriqués. Si un produit spécifique ne présente aucune autre caractéristique (par exemple, un type de surface) pendant (et l'élaboration de) l'opération correspondante du processus standard est exclue.
Ainsi, le processus standard résout dans une certaine mesure la contradiction entre le temps important consacré au développement du processus et le court temps de fabrication du produit, car le temps consacré au développement du processus de travail pour la fabrication d'un produit particulier est fortement réduit. En développant un processus standard pour un groupe de pièces dont la conception est similaire, il est possible de développer un processus plus parfait, car plus de temps et d'argent peuvent être consacrés à sa conception. À l'aide d'un processus standard, un processus technologique de travail pour une pièce d'un groupe sera développé rapidement et efficacement.
Les processus typiques permettent d'éviter les développements répétés et nouveaux dans la conception des processus technologiques de travail, ce qui facilite le travail du technologue et réduit le temps consacré au développement.
Une circonstance importante: un processus technologique typique, acquérant l'universalité, perd en même temps ses caractéristiques individuelles. En effet, un processus technologique typique de fabrication de pièces est développé pour un groupe de pièces structurellement similaires incluses dans un type. Selon ce processus standard, toutes les parties du groupe sont fabriquées, malgré le fait qu'elles diffèrent les unes des autres d'une manière ou d'une autre. C'est l'universalité d'un processus technologique typique.
La perte d'individualité du processus standard réside dans le fait qu'il ne prend pas en compte les différences notées ci-dessus, les spécificités des produits inclus dans un type. Comme vous le savez, dans chaque type, une pièce typique est sélectionnée parmi un groupe de pièces, qui diffère par les formes structurelles, les dimensions, les exigences de précision et d'autres indicateurs de qualité les plus courants. Une pièce standard est généralement la plus complexe de toutes les pièces incluses dans ce type. Par conséquent, si un seul procédé technologique était développé pour chaque pièce de ce groupe, il serait alors plus efficace qu'un procédé standard, car il prend en compte toutes les caractéristiques de la pièce (en d'autres termes, la perte d'individualité ne permet pas le processus standard pour devenir optimal pour chaque partie de ce groupe) .
Plus les produits du groupe diffèrent dans leur conception et leurs exigences de qualité, plus le processus typique diffère du processus optimal. C'est l'une des limites de l'expansion d'un groupe de produits pour un processus technologique standard. En conséquence, les produits manufacturés doivent être divisés en plusieurs types, ce qui entraîne une augmentation du nombre de processus standard et réduit l'efficacité du typage.
En général, la technologie standard contribue à :
1) réduire la diversité des procédés technologiques et introduire une homogénéité dans la fabrication de produits similaires :
2) introduction et diffusion des meilleures pratiques et réalisations de la science et de la technologie ;
3) simplifier le développement des processus de travail et réduire le temps consacré à leur développement ;
4) réduire la variété des équipements technologiques des processus technologiques;
5) développement de nouveaux procédés technologiques hautement performants.
L'efficacité des technologies simples et standard sera différente selon le type de production. Dans la production de masse, il est plus efficace d'utiliser un seul processus technologique, car cela vous permet de créer un processus technologique optimal, ce qui entraîne un effet économique total élevé.
Au fur et à mesure que la variété des produits manufacturés augmente, leur production en série diminue, la taille des lots augmente, la perte de temps liée aux réajustements fréquents des équipements technologiques et des outillages. En conséquence, l'efficacité de la production diminue, le coût de fabrication des produits augmente. Et plus la gamme de produits fabriqués est large et plus leur production en série est petite, plus l'efficacité de la production est faible.
Dans ces conditions, se pose le problème du regroupement de produits qui se distinguent par l'homogénéité de la technologie de fabrication, ce qui permet de réduire le nombre de changements d'équipements et d'augmenter la taille des lots arrivant à la transformation.
À la suite de la résolution de ce problème, un nouveau type de technologie est apparu - la technologie de groupe, dont le fondateur est le prof. S. P. Mitrofanov.
Si la technologie standard vise à réduire l'intensité de travail de la préparation technologique de la production, à augmenter l'efficacité des processus technologiques et à diffuser des solutions progressives, la technologie de groupe est conçue pour augmenter l'efficacité du processus de production.
Le processus technologique de groupe est le processus de fabrication d'un groupe de produits avec une conception différente, mais des caractéristiques technologiques communes.
Le procédé discontinu a trouvé une application dans la production à petite échelle et en série. L'essence fondamentale de la technologie de groupe réside, tout d'abord, dans le regroupement des produits en groupes technologiques en fonction de la similitude technologique.
Un processus technologique de groupe est développé pour un produit complexe. Contrairement à un produit typique, un produit complexe est un produit "collectif", souvent inexistant dans la réalité, combinant les caractéristiques de la plupart des produits inclus dans le groupe. Pour un produit complexe, un processus technologique est développé et tous les produits de ce groupe, étant, en règle générale, plus simples qu'un produit complexe, sont fabriqués selon ce processus technologique, en sautant les transitions technologiques individuelles. Tous les produits affectés à ce processus technologique sont fabriqués par lots.
En tant que produit complexe d'un groupe technologique, un produit du groupe ou un produit créé artificiellement est utilisé. Par exemple, une pièce complexe est formée comme suit : la pièce la plus complexe est prise, qui comprend toutes les surfaces des autres pièces, et si elle ne contient pas toutes les surfaces contenues dans les autres pièces du groupe, alors les surfaces manquantes sont artificiellement ajouté à cela.
Distinguer le fonctionnement du groupe et le processus technologique du groupe. Une opération technologique de groupe est développée pour effectuer un travail technologiquement homogène dans la fabrication d'un groupe de produits sur un lieu de travail spécialisé, sous réserve de la possibilité d'un ajustement partiel du système technologique. Un processus technologique de groupe est un ensemble d'opérations technologiques de groupe effectuées sur des lieux de travail spécialisés dans la séquence du parcours technologique d'un groupe de produits, d'éléments.
L'utilisation de la technologie de groupe est particulièrement efficace lorsque, sur sa base, dans la production en série et à petite échelle, il est possible de créer des lignes de groupe en ligne ou même automatiques pour la fabrication de produits ou de pièces de groupes individuels. La création de telles lignes est généralement basée sur une combinaison des principes de typification des processus technologiques et de traitement de groupe, c'est-à-dire lorsqu'un itinéraire typique est utilisé (par exemple, lors du traitement de pièces pour des opérations de groupe individuelles effectuées sur des machines avec des réglages de groupe, et avec l'utilisation généralisée d'appareils interchangeables en groupe).
L'utilisation de la technologie de groupe est d'autant plus efficace que le groupe technologique est grand.
Lors de l'introduction de la technologie de groupe, des difficultés surviennent associées à l'organisation de grands groupes technologiques, non seulement en raison de la complexité de la construction des ajustements et des montages du groupe, mais également en raison de la nécessité de prendre en compte le calendrier de sortie des produits.
Les produits fabriqués selon la technologie du groupe, bien que similaires, présentent des différences, par conséquent, à de rares exceptions près, il n'est pas possible de se débarrasser complètement du réajustement de l'équipement.
Au fur et à mesure que la gamme de pièces d'un groupe s'élargit, lors du développement d'une configuration de groupe, sa complexité, le nombre de positions et le temps d'arrêt des positions d'outils augmentent. Cela limite la gamme de pièces dans le groupe conduit à une augmentation du nombre de groupes et, par conséquent, à une augmentation du nombre de processus technologiques de groupe (opérations).
La technologie du groupe se justifie sous la condition de la répétition répétée de la production de ce groupe technologique de produits. Si la répétabilité est absente ou insignifiante, alors les coûts supplémentaires de préparation technologique, qui sont beaucoup plus élevés par rapport à une seule technologie, ne sont pas rentables (un exemple d'utilisation efficace de la technologie de groupe peut être l'industrie aéronautique, où il y a une forte répétabilité des groupes).
La pratique consistant à introduire des procédés technologiques standards et de groupe montre que, malgré les avantages évidents, la part de leur mise en œuvre est faible et une technologie unique domine toujours. L'une des principales raisons en est le manque de classification des produits en types, groupes, qui sont utilisés dans le développement de processus standard et de groupe. L'analyse de ces classifications montre que dans les deux cas, explicitement ou implicitement, ce ne sont pas des caractéristiques constructives, mais technologiques qui agissent comme des traits distinctifs. Cela conduit au fait que dans les entreprises qui diffèrent par la composition des moyens technologiques et les qualifications des travailleurs, la même gamme de produits sera divisée en différents groupes. D'autre part, il vaut la peine de changer la technologie et l'équipement utilisés dans l'entreprise, car les types et les groupes devront être modifiés. Pour minimiser ces lacunes, il est nécessaire de classer les produits en groupes non pas par technologie, mais par caractéristiques de conception, ce qui réduira la variété des processus standard et de groupe et élargira leur portée. En résumant l'analyse de différents types de processus technologiques, on peut noter ce qui suit: l'utilisation d'un seul processus permet de développer des processus optimaux, mais cela entraîne un investissement de temps important pour leur développement;
L'utilisation d'un processus technologique standard réduit le volume et les conditions de préparation technologique de la production, mais ne fournit pas un processus optimal pour chaque pièce d'un même type;
L'utilisation d'un processus technologique de groupe, bien qu'elle augmente la taille des lots, nécessite la répétabilité de la production de produits, ce qui réduit considérablement le domaine de son application effective.
Les trois types de technologie ne sont pas flexibles, car ils ne vous permettent pas de modifier l'itinéraire si nécessaire.
L'une des principales raisons des lacunes de tous les types de processus technologiques est la description du produit au niveau géométrique, lorsque la pièce est représentée par un ensemble de surfaces géométriques élémentaires et que l'unité d'assemblage est un ensemble de pièces en tant que corps géométriques. .
Cela conduit au fait que le technologue, développant le processus technologique, a tendance à produire de telles combinaisons de surfaces lors d'opérations qui permettent d'atteindre la productivité la plus élevée. Cependant, dans ce cas, les liaisons entre les surfaces sont souvent violées, en raison de l'exécution conjointe des fonctions de la pièce. En conséquence, premièrement, il existe une multivariance du processus technologique en raison du grand nombre de combinaisons de surfaces fabriquées lors des opérations, et deuxièmement, en raison de la fabrication de surfaces fonctionnellement liées lors de différentes opérations, des relations dimensionnelles technologiques complexes apparaissent, conduisant à la nécessité d'introduire des opérations supplémentaires.
Tout cela conduit à une variété déraisonnable de processus technologiques, à une augmentation de la complexité de leur développement, à des difficultés de typification des processus technologiques et de regroupement des parties dans le développement de processus de groupe.
Si la pièce est décrite par des blocs fonctionnels sous forme de modules de surface unis par l'exécution conjointe de fonctions de service, alors la caractéristique géométrique devient secondaire et les surfaces élémentaires font partie des modules de surface et ne sont pas des objets indépendants dans le développement des processus technologiques .
Compte tenu de la gamme limitée de MP et de leur grande répétabilité, il est possible de réduire significativement la variété des opérations technologiques en termes de composition des MP fabriqués. En conséquence, le développement de processus technologiques, leur typification et le regroupement de pièces lors de l'utilisation de processus de groupe seront simplifiés.
Tout ce qui précède est également vrai pour les processus technologiques d'assemblage, si l'unité d'assemblage est considérée comme un ensemble de modules de connexion.
Afin de réaliser les avantages ci-dessus de décrire le produit comme une combinaison de MP et MS, la construction du processus technologique doit être considérée comme une disposition des modules de fabrication MP (MS) qui font partie de la pièce (unité d'assemblage) .
À cet égard, le processus a été appelé processus technologique modulaire, respectivement, il peut s'agir d'un processus de groupe unique et typique et est le résultat d'une amélioration supplémentaire de la méthodologie de développement des processus technologiques, en commençant par la description du produit.
Un procédé technologique modulaire est un procédé technologique construit à partir des modules des procédés de fabrication MP ou MS faisant partie du produit fabriqué. Le processus technologique modulaire est basé sur l'existence objective de MP et MS, qui sont des éléments structurels des produits. Une nomenclature étroite et un nombre limité de caractéristiques qui les décrivent ouvrent la voie à la personnalisation des solutions de conception pour MP et MS. l'unification de leurs caractéristiques et, sur cette base, le développement de modules d'appui technologique à la fabrication des PM et à la production des MS.
Les modules d'appui technologique comprennent des modules du procédé technologique (MTI) pour la fabrication des MP et du procédé d'assemblage (MTS) pour l'obtention de MS, des modules d'équipements technologiques (MO), de réglage d'outils (MI), de bases technologiques (MTB), de montages (MPr) et les appareils de contrôle et de mesure (MKI).
Étant donné que le support technologique modulaire est en cours de développement pour les MP et MS standard avec des caractéristiques unifiées, il se caractérise par un haut niveau de généralisation, donc une large portée,
Ayant un support technologique au niveau modulaire, un processus de fabrication modulaire, par exemple des pièces, est construit de la manière suivante. Tout d'abord, la séquence de formation de toutes les pièces MP à partir de la pièce est déterminée, puis à partir de la banque de données qu'ils appellent - i > 1 MTI, MTB, MO, MI, MPR, MKI, nécessaires à la fabrication de chaque MP, puis MTI sont combinés en opérations.
Le processus technologique modulaire combine des avantages - | iva processus technologiques simples, standard et de groupe. En effet, un procédé technologique modulaire se développe de la même façon qu'un procédé technologique unique, en prenant en compte toutes les caractéristiques du produit. Cependant, contrairement à un procédé unique, la complexité de son élaboration est faible, puisqu'il est construit par la méthode d'assemblage à partir des modules de support technologique disponibles.
L'idée de taper dans un processus technologique modulaire est mise en œuvre au niveau des modules de support technologique, tandis que le typage est effectué plus efficacement, puisque les modules MP et MS, contrairement aux produits, sont décrits par un petit nombre de caractéristiques.
Par exemple, même une pièce relativement simple contient une douzaine ou deux surfaces et dispose d'une grande variété d'options de conception. Dans le même temps, les exigences de précision et de qualité de la couche superficielle des surfaces d'une telle pièce peuvent être différentes, ce qui augmente encore sa diversité. Par conséquent, un grand nombre de processus technologiques typiques seront nécessaires pour fabriquer une telle multitude de pièces.
Contrairement à une pièce, MP du même nom a un plus petit nombre d'options de conception, ne contient, à de rares exceptions près, pas plus de trois surfaces, ce qui réduit considérablement la diversité de MG1 et réduit le nombre de modules typiques du processus technologique.
L'idée de la technologie de groupe, qui consiste en l'organisation de groupes technologiques de différents produits, est résolue de la meilleure façon dans les conditions de la technologie modulaire. Le fait est qu'en raison de la gamme limitée de MP et MS, il est relativement facile de former des groupes technologiques même dans les conditions d'une seule production, c'est-à-dire que la répétabilité des produits fabriqués n'est pas requise.
Et en conclusion, on note que le procédé technologique modulaire acquiert une certaine souplesse, permettant, dans une fourchette limitée, de modifier la séquence des opérations. Cela s'explique par le fait que dans les processus technologiques traditionnels, les surfaces fonctionnellement connectées de la pièce peuvent être fabriquées en différentes opérations. Par exemple, des surfaces d'une pièce telles qu'une face d'extrémité, un trou et une rainure de clavette, formant un ensemble de bases (MPB311), peuvent être réalisées dans différentes opérations. En conséquence, des relations dimensionnelles complexes apparaissent entre les opérations, qui sont violées lorsque la séquence d'opérations est modifiée, ce qui peut conduire à un mariage. Par conséquent, la modification du processus d'itinéraire développé est inacceptable. Dans le processus technologique modulaire, les surfaces fonctionnellement connectées de la pièce sont toujours combinées par le module correspondant et sont fabriquées en une seule opération. Cela simplifie grandement les relations dimensionnelles du processus technologique, les rend transparentes, ce qui permet de déterminer relativement facilement la possibilité de modifier la voie de traitement.
Les principes de construction de processus technologiques modulaires constituent une nouvelle manière de construire la production de construction de machines, qui repose sur l'application du principe modulaire tout au long de la chaîne de production : produit - processus technologiques - systèmes technologiques - organisation du processus de production.
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