Структура технологического процесса

Структура технологического процесса стоится по принципу «матрешки», т.е. низшие по иерархии элементы структуры являются составной частью более высоких. Перед построением структуры необходимо выделить все имеющиеся в анализируемой технологии элементы: технологические и вспомогательные операции, технологические и вспомогательные переходы, рабочие и вспомогательные ходы.

Как известно технологическая операция – часть элементарного технологического процесса, характеризующаяся постоянством характера воздействия на сырье, постоянством самого сырья и используемых орудий труда.

Определенные сложности возникают при выделении структурных составляющих в непрерывных технологических процессах, для которых характерно непрерывное осуществление технологических действий. При этом технологические действия не прерываются на время выполнения вспомогательных действий (осуществляются одновременно с ними). Но и здесь можно четко выделить технологические и вспомогательные действия разного иерархического уровня. Например, воздействие высокотемпературным газом на шихту с целью ее плавления в технологическом процессе производства чугуна – это рабочий ход в структуре технологического процесса, загрузка сырьевых компонентов – вспомогательный переход.

Графически структуру технологического процесса представляют на соответствующих иерархических уровнях: технологических операций (элементами структуры являются технологические и вспомогательные операции), переходов (элементами структуры являются технологические и вспомогательные переходы) и рабочих и вспомогательных ходов (элементами являются рабочий и вспомогательный ходы). Пример графического представления структуры технологического процесса производства чугуна представлен на рис. 4.1, 4.2, 4.3.

Рис. 4.1 Пооперационная структура технологического процесса

доменного производства:

- предметные связи;

- временные связи.

Примечание: в схеме (рис. 4.1) не отражены вспомогательные операции

Здесь введено понятие «временные связи» с целью отображения факта либо одновременного, либо поочередного во времени выполнения технологических и вспомогательных действий.

Рис 4.2 Структура операции «доменный процесс»

- предметные связи;

- временные связи.

Конечной целью исследования структуры технологического процесса является выявление его рабочих и вспомогательных действий, так как их дальнейшее совершенствование и изменение позволит неограниченно повышать производительность технологического процесса и производства в целом.

В структуре технологического процесса различают два вида связей между элементами: предметные (по предмету труда) и временные (по времени осуществления), строго говоря как таковых временных технологических связей не существует. Причины введения такого условного понятия отражены выше. В любом технологическом процессе предметные связи всегда последовательны. Технологические операции следуют строго одна за другой.

Внутри операции последовательность вспомогательных и технологических переходов также однозначна и неизменна.

По-другому обстоит дело с временными связями. Они могут быть «последовательными» (дискретные технологические процессы) и «параллельными» (непрерывные технологические процессы). Наличие «параллельных» связей по времени свидетельствует об одновременности выполнения элементов технологического процесса. Совмещение по времени выполнения рабочих и вспомогательных действий приводит к повышению скорости выпуска продукции.

Рис 4.3 Структура технологического перехода

«физико-химическое превращение исходного сырья»:

- предметные связи;

- временные связи.

На основании вида временных связей определяется соответствующий вид технологического процесса. Если происходит ярко выраженное чередование рабочих и вспомогательных действий во времени, то можно говорить о дискретном технологическом процессе. Такие процессы, как правило, прерываются на загрузку сырья и выгрузку продукции. Если рабочие и вспомогательные действия осуществляются одновременно, т.е. совмещены во времени, но разнесены в пространстве, то это процесс с непрерывным технологическим циклом.

Два варианта развития технологического процесса (эволюционное и революционное) связаны с изменением либо рабочих ходов либо вспомогательных действий технологического процесса. Если названные элементы технологического процесса четко определены, то после этого следует предложить те изменения, которые необходимо осуществить для реализации эволюционного либо революционного развития. Например, вспомогательные действия технологического процесса можно: сократить за счет уменьшения их общего объема или изменить скорость их выполнения.

Чтобы перейти к предложению конкретных направлений реализации того или иного пути развития технологического процесса, необходимо достаточно полно уяснить техническую сущность рабочих и вспомогательных действий, знать средства труда, предмет труда, характер воздействия орудий на предмет труда. Любое предложение требует пояснений, подтверждающих его целесообразность.

Так как предмет труда перерабатывается с помощью средств производства, то рабочие и вспомогательные элементы технологического процесса представляют собой некоторые движения исполнительных механизмов машин и устройств, т.е. оборудования. Задача развития технологии часто сопряжена с усовершенствованием технических устройств, ее реализующих. Если проблема усовершенствования вспомогательных действий решается без принципиального изменения типа воздействия на предмет труда, то совершенствование рабочих ходов требует и предполагает такое изменение.

Необходимо отметить, что мы ищем новый тип рабочих действий (рабочего хода) не на пустом месте, а в области, как правило, пока не использованных свойств предмета труда и средств труда. Дело в том, что любая технология основана на применении лишь одного, иногда нескольких, свойств предмета труда. Например, при обработке металлов резанием не используются такие свойства металлов, как электропроводность, окисляемость, пластичность и т.д. Даже простой карандаш кроме прямого функционального свойства оставлять след на бумаге может быть использован в качестве стержня, перемычки, дырокола и т.д. Поэтому предлагать новый тип рабочего хода необходимо, акцентируя внимание на не использованные свойства предмета труда.

В этом разделе индивидуальной работы следует выделить структурные элементы технологического процесса и охарактеризовать их взаимодействие, дать графическое изображение структуры (подобно рис. 4.1, 4.2, 4.3), определить вид технологического процесса по характеру технологического цикла (дискретный или непрерывный), привести его достоинства и недостатки, предложить возможные варианты совершенствования структурных элементов процесса, обеспечивающие эволюционное и революционное развитие.

В случае, если анализируемый технологический процесс является сложным, допускается рассмотрение структуры одного из элементарных технологических процессов.