Основные направления научно-технического прогресса

Основными направлениями научно-технического прогресса являются комплексная механизация и автоматизация производст­ва, химизация, электрификация производства.

Одним изважнейших направлений научно-технического про­гресса на современном этапе служит комплексная механизация и автоматизация производства. Это широкое внедрение взаимосвя­занных и взаимодополняющих систем машин, аппаратов, прибо­ров, оборудования на всех участках производства, операциях и видах работ. Она способствует интенсификации производства, росту производительности труда, сокращению доли труда в про­изводстве, облегчению и улучшению условий труд, снижению трудоемкости продукции.

• Под термином механизация понимается главным образом вытеснение ручного труда и замена его машинным в тех звеньях, где он еще до сих пор остается (и в основных технологических операциях, и во вспомогательных, подсобных, транспортировочных, перестановочных и других трудовых операциях). Предпо­сылки механизации были созданы еще в период мануфактур, начало же ее связано с промышленным переворотом, который означал переход к фабричной системе капиталистического произ­водства, опирающейся на машинную технику.

В процессе развития механизация проходила несколько эта­пов: от механизации основных технологических процессов, отли­чающихся наибольшей трудоемкостью, к механизации практичес­ки всех основных технологических процессов и частично вспомо­гательных работ. При этом сложилась определенная диспропор­ция, которая привела к тому, что только в машиностроении и металлообработке более половины рабочих сейчас занято на под­собных и вспомогательных работах.

Следующий этап развития — комплексная механизация, при которой ручной труд заменяется машинным комплексно на всех операциях технологического процесса — не только основных, но и вспомогательных. Внедрение комплексности резко повышает эффективность механизации, так как даже при высоком уровне механизации большинства операций их высокую производитель­ность может практически нейтрализовать наличие на предпри­ятии нескольких немеханизированных вспомогательных опера­ций. Поэтому комплексная механизация в большей степени, чем некомплексная, содействует интенсификации технологических процессов и совершенствованию производства. Но и при ком­плексной механизации остается ручной труд.

Уровень механизации производства оценива­ется различными показателями.

Коэффициент механизации производства — величина, измеряе­мая отношением объема продукции, выработанной с помощью машин, к общему объему продукции.

Коэффициент механизации работ — величина, измеряемая от­ношением количества труда (в человеке- или нормо-часах), вы­полненного механизированным способом, к общей сумме затрат труда на производство данного объема продукции.

Коэффициент механизации труда — величина, измеряемая от­ношением количества рабочих, занятых на механизированных работах, к общей численности рабочих на данном участке, пред­приятии.

При проведении более глубокого анализа возможно определе­ние уровня механизации отдельных рабочих мест и различных видов работ как для всего предприятия в целом, так и для отдельного структурного подразделения.

В современных условиях стоит задача завершить комплексную механизацию во всех отраслях производственной и непроизводст­венной сфер, сделать крупный шаг в автоматизации производства с переходом к цехам и предприятиям-автоматам, системам авто­матизированного управления и проектирования.

• Автоматизация производства ~ применение технических средств с целью полной или частичной замены участия человека в процессах получения, преобразования, передачи и использова­ния энергии, материалов или информации. Различают автомати­зацию частичную, охватывающую отдельные операции и процессы, и комплексную, автоматизирующую весь цикл работ. В том случае, когда автоматизированный процесс реализу­ется без непосредственного участия человека, говорят о пол­ной автоматизации этого процесса.

Исторически автоматизация промышленного производства развивалась по двум основным направлениям.

Первое возникло в 50-х годах и было связано с появлением станков-автоматов и автоматических линий для механической обработки, при этом автоматизировалось выполнение отдельных однородных операций или изготовление крупных партий одина­ковых изделий. По мере развития часть подобного оборудования приобрела ограниченную способность к переналадке на выпуск однотипных изделий.

Второе направление (с начала 60-х годов) получило развитие в таких отраслях, как химическая промышленность, металлургия, т.е. в тех, где реализуется непрерывная немеханическая техноло­гия. Здесь стали создаваться автоматизированные системы управ­ления технологическими процессами (АСУТП), которые сначала выполняли лишь функции обработки информации, но по мере развития на них стали реализовываться и управляющие функции. Перевод автоматизации на базу современной электронно-вычис­лительной техники способствовал функциональному сближению обоих направлений. Машиностроение стало осваивать станки и автоматические линии с числовым программным управлением (ЧПУ), способные обрабатывать широкую номенклатуру деталей, затем появились промышленные роботы и гибкие производствен­ные системы, управляемые АСУТП.

Организационно-техническими предпосылками автоматиза­ции производства являются:

- потребность в совершенствовании производства и его органи­зации, необходимость перехода от дискретной к непрерывной технологии;

- необходимость улучшения характера и условий труда рабочего;

- технологические системы, управление которыми без примене­ния средств автоматизации невозможно из-за большой скорости реализуемых в них процессов или их сложности;

- не только сочетание автоматизации с другими направлениями научно-технического прогресса, но и совершенно необходимое условие их реализации;

- оптимизация сложных производственных процессов возможна только при внедрении средств автоматизации.

Уровень автоматизации характеризуют те же показатели, что и уровень механизации. Это - коэффициент автоматизации производства, коэффициент автоматизации работ и коэффициент автоматизации труда. Расчет их аналогичен, но выполняется по автоматизированным работам.

Комплексная автоматизация производства предполагает авто­матизацию всех основных и вспомогательных операций. В маши­ностроении создание комплексно-автоматизированных участков станков и управление ими с помощью ЭВМ позволит повысить производительность труда станочников в 13 раз, сократить в семь раз число станков.

Среди других направлений комплексной автоматизации — ро­торные и роторно-конвейерные линии, автоматические линии для массовой продукции и автоматизированные предприятия.

В условиях многономенклатурного комплексно-автоматизиро­ванного производства осуществляется большой объем работ по подготовке производства, для чего с основным производством функционально увязывают такие системы, как автоматизирован­ная система научных исследований (АСНИ), системы автомати­зированного проектирования конструкторских и технологических работ (САПР).

Повышение эффективности автоматизации производства осу­ществляется по следующим направлениям:

совершенствование методик технико-экономического анализа вариантов автоматизации конкретного объекта, обоснованный выбор наиболее эффективного проекта и конкретных средств автоматизации;

обеспечение условий для интенсивного использования средств автоматизации, совершенствование их обслуживания;

повышение технико-экономических характеристик выпускае­мого оборудования, используемого для автоматизации производ­ства, особенно вычислительной техники.

Вычислительная техника все более широко используется не только для автоматизации производства, но и в самых различ­ных его сферах. Подобное вовлечение вычислительной и микроэлектронной техники в деятельность различных производственных систем называется компьютеризацией производства.

Компьютеризация — это основа технического перевооружения производства, необходимое условие повышения его эффектив­ности. На базе ЭВМ и микропроцессоров создаются технологи­ческие комплексы, машины и оборудование, измерительные, ре-1упирующие и информационные системы, ведутся проектно-конструкторские работы и научные исследования, осуществляется информационное обслуживание, обучение и многое другое, что обеспечивает повышение общественной и индивидуальной про­изводительности труда, создание условий для всестороннего и гармоничного развития личности.

Для нормального развития и функционирования сложного народнохозяйственного механизма необходимы постоянный обмен информацией между его звеньями, своевременная обра­ботка большого объема данных на различных уровнях управле­ния, что также невозможно без использования ЭВМ. Поэтому от уровня компьютеризации в значительной степени зависит разви­тие экономики.

В процессе своего развития ЭВМ прошли путь от громоздких машин на электронных лампах, общение с которыми было воз­можно только на машинном языке, до современных ЭВМ.

Развитие ЭВМ происходит в двух основных направлениях. Первое — создание мощных многопроцессорных вычислитель­ных систем с производительностью десятки и сотни миллионов операций в секунду. Второе — создание дешевых и компактных микроЭВМ на базе микропроцессоров. В рамках второго направ­ления развивается производство персональных компьютеров, кото­рые становятся мощным универсальным инструментом, сущест­венно повышающим производительность интеллектуального труда специалистов различного профиля. Персональные компью­теры отличает работа в диалоговом режиме с индивидуальным пользователем; небольшие размеры и автономность функциони­рования; аппаратные средства на базе микропроцессорной техни­ки; универсальность, обеспечивающая ориентацию на широкий круг задач, решаемых одним пользователем с помощью техничес­ких и программных средств.

Следует отметить и такой важный элемент компьютеризации производства, как широкое распространение собственно микро­процессоров, каждый из которых ориентирован на выполнение одной или нескольких специальных задач. Встраивание таких микропроцессоров в узлы промышленного оборудования позво­ляет обеспечить решение поставленных задач с минимальными затратами и в оптимальном виде. Использование микропроцессорной техники для сбора информации, регистрации данных или локального управления значительно расширяет функциональные возможности промышленного оборудования.

В ходе развития компьютеризации предстоит создание нацио­нальных и межнациональных коммуникационно-вычислительных сетей, баз данных, нового поколения спутниковых систем косми­ческой связи, что позволит облегчить доступ к информационным ресурсам.

Химизация производства - другое важнейшее направление научно-технического прогресса, которое предусматривает совер­шенствование производства за счет внедрения химических техно­логий, сырья, материалов, изделий с целью интенсификации, получения новых видов продукции и повышения их качества, повышения эффективности и содержательности труда, облегче­ния его условий.

Среди основных направлений развития химизации производ­ства можно отметить такие, как внедрение новых конструкцион­ных и электроизоляционных материалов, расширение потребле­ния синтетических смол и пластмасс, реализация прогрессивных химико-технологических процессов, расширение выпуска и по­всеместного применения разнообразных химических материалов, обладающих специальными свойствами (лаков, ингибиторов кор­розии, химических добавок для модификации свойств промыш­ленных материалов и совершенствования технологических про­цессов). Каждое из этих направлений эффективно само по себе, но наибольший эффект дает их комплексное внедре­ние.

Химизация производства предоставляет большие возможности для выявления внутренних резервов повышения эффективности общественного производства. Благодаря ей значительно расширя­ется сырьевая база народного хозяйства. Это достигается за счет более полного и комплексного использования сырьевых ресурсов, а также в результате получения искусственным путем многих видов сырья, материалов, топлива, которые играют все большую роль в экономию и обеспечивают значительное повышение эф­фективности производства.

• Например, 1 т пластмасс заменяет в среднем 5 — 6 т черных и цветных металлов, 2—2,5 т алюминия и резины — от 1 до 12 т натуральных волокон. Применение 1 т пластмасс и синтетических смол в машиностроении и приборостроении позволяет снизить себе­стоимость продукции на 1,3 млн. — 1,8 млн. руб. я сэкономить 1,1 тыс. — 1,7 тыс. чел.-час трудовых затрат.

Важнейшим преимуществом химизации производства являет­ся возможность значительного ускорения и интенсификации тех­нологических процессов, реализация непрерывного хода техноло­гического процесса, что само по себе является существенной предпосылкой для комплексной механизации и автоматизации производства, а значит, и повышения эффекта. Химико-техноло­гические процессы все более широко реализуются на практике. Среди них электрохимические и термохимические процессы, на­несение защитных и декоративных покрытий, химическая сушка и мойка материалов и многое другое. Осуществляется химизация и в традиционных технологических процессах. Например, введе­ние при закалке стали в охлаждающую среду полимеров (водного раствора полиакриламида) позволяет обеспечить практически полное отсутствие коррозии деталей.

Показателями уровня химизации служат: удельный вес химичес­ких методов в технологии производства данного вида продукции; удельный вес потребляемых полимерных материалов в общей стоимости производимой готовой продукции и др.

Важнейшим направлением научно-технического прогресса, базой для всех других направлений является электрификация. Электрификация промышленности представляет собой процесс широкого внедрения электроэнергии как источника питания про­изводственного силового аппарата в технологические процессы, средства управления и контроля хода производства.

На основе электрификации производства осуществляются комплексная механизация и автоматизация производства, внед­ряется прогрессивная технология. Электрификация обеспечивает в промышленности замену ручного труда машинным, расширяет воздействие электроэнергии на предметы труда. Особенно велика эффективность применения электрической энергии в технологи­ческих процессах, технических средствах автоматизации произ­водства и управления, инженерных расчетах, обработке информа­ции, в счетно-вычислительных работах и др.

Ряд важных преимуществ перед традиционными механически­ми способами обработки металлов и других материалов имеют электрофизические и электрохимические методы. Они дают воз­можность получать изделия сложных геометрических форм, точные по размерам, отличающиеся соответствующими параметрами шероховатости поверхности и упрочненные в местах обработки. Эффективным является применение лазерной техники в техноло­гических процессах. Лазеры широко используют для резания и сваривания материалов, сверления отверстий и термообработки. Лазерная обработка применяется не только в промышленности, но и во многих других отраслях народного хозяйства.

Показателями уровня электрификации в промышленности слу­жат:

коэффициент электрификации производства, определяемый как отношение количества потребленной электрической энергии ко всей потребленной энергии за год;

удельный вес электрической энергии, потребленной в техно­логических процессах, в общем количестве потребленной элект­рической энергии;

электровооруженность труда, рассчитываемая как отношение мощности всех установленных электрических двигателей к числу рабочих (фактически можно определять как отношение потреб­ленной электрической энергии ко времени, фактически отрабо­танному рабочими).

Базой электрификации в промышленности служит дальнейшее развитие электроэнергетики, изыскание новых источников элект­рической энергии.

Приоритетными направлениями научно-технического прогрес­са являются:

• электронизация народного хозяйства — обеспечение всех сфер производства и общественной жизни высокоэффективными средствами вычислительной техники (как массовой — персональ­ные компьютеры, так и супер-ЭВМ с быстродействием более 10 млрд. операций в секунду с использованием принципов искусст­венного интеллекта), внедрение нового поколения спутниковых систем связи и т.д.;

• комплексная автоматизация всех отраслей народного хозяй­ства на базе его электронизации — внедрение гибких производст­венных систем (состоящих из следующих основных блоков: стан­ка с ЧПУ, или так называемого обрабатывающего центра, ЭВМ, микропроцессорных схем, робототехнических систем и карди­нально новой технологии); роторно-конвейерных линий, систем автоматизированного проектирования, промышленных роботов, средств автоматизации погрузочно-разгрузочных работ;

• ускоренное развитие атомной энергетики, направленное не только на строительство новых атомных электростанций с реакто­рами на быстрых нейтронах, но и сооружение высокотемператур­ных атомных энерготехнологических установок многоцелевого назначения;

• создание и внедрение новых материалов, обладающих каче­ственно новыми эффективными свойствами (коррозионной и радиационной стойкостью, жаропрочностью, устойчивостью к износу, сверхпроводимостью и др.);

• освоение принципиально новых технологий — мембранной, лазерной (для размерной и термической обработки; сварки, резки и раскроя), плазменной, вакуумной, детонационной и других видов технологий;

• ускоренное развитие биотехнологии, открывающей пути ко­ренного увеличения продовольственных и сырьевых ресурсов, спо­собствующей созданию безотходных технологических процессов.

Разграничение перечисленных направлений относительно, поскольку все они отличаются высокой степенью взаимозаменяемости и сопряженности: прогресс в одной области опирается на достижения в других.

Так, современный уровень автоматизации производства и уп­равления немыслим без информационно-вычислительных уст­ройств, которые являются основной частью автоматизированных систем управления; создание новых материалов невозможно без применения принципиально новых технологий их производства и обработки; в свою очередь, одним из условий, обеспечивающих высокое качество новой техники, является применение новых материалов с особыми свойствами. Воздействие вычислительной техники, новых материалов и биотехнологии испытывают на себе не отдельные отрасли, а вся национальная экономика.