Машиностроение на современном этапе развития

Машиностроение на современном этапе развития

Содержание

Особенности машиностроения

Машиностроение – это самая крупная отрасль промышленности, производящая очень широкий спектр продукции.

Общие особенности машиностроения:

  1. По стоимости продукции, машиностроение занимает лидирующие позиции в промышленности. Около 35% стоимости мировой промышленности приходится именно на машиностроение.
  2. Машиностроение самая трудоемкая отрасль, к тому же на ней самое большое количество занятых. Самыми трудоемкими считаются приборостроение, электротехническая промышленность, атомное машиностроение т.д., занимающиеся выпуском сложной техники. Отсюда следует что для обеспечения лучшей работы предприятие должно располагаться в месте где есть квалифицированная рабочая сила.
  3. Для тяжелого машиностроения важна близость расположения к сырьевой базе (производство металлургического оборудования, горно-шахтное оборудование и т.п.).
  4. Машиностроение обладает большой наукоемкостью.
  5. Самый сложный отраслевой состав (более 300 предприятий), который к тому же постоянно меняющийся.
  6. Постоянно увеличивающийся спрос на продукцию машиностроения.
  7. Самый большой ассортимент продукции, который постоянно увеличивается. К тому же состав продукции различается по массовости производства (серийный выпуск, массовый выпуск, единичный выпуск)
  8. Машиностроение предъявляет разнообразные требования к сырью, спрос постоянно изменяется. В одно время спросом пользуется черная металлургия, в другое – цветная.
  9. В экономических связях машиностроение так же находится в лидирующих позициях. К примеру экспорт в Японию составляет 2/3.

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Особенности тяжелого машиностроения

Тяжелое машиностроение можно охарактеризовать очень широкой номенклатурой и довольно тяжелой, порой уникальной по размерам продукцией, данные особенности определяют положение производства и технологического процесса.

Производство продукции тяжелого машиностроения зачастую носит единичный и мелкосерийный характер. Время на изготовление деталей уходит очень много, так как производство одной массивной детали составляет несколько сотен часов.

Большое количество деталей в одновременном производстве приводят к долгому залеживанию тех или иных составляющих, в ожидании конечного процесса.

Читайте также:  Лучшие твердотопливные котлы длительного горения на дровах

Еще одной особенностью можно считать. Что технологический процесс строится на принципе концентраций операций. Этого требует особая специфика тяжелого машиностроения.

К тому же тяжелое машиностроение требует широкую универсальность оборудования.

На ряду с общими особенностями тяжелое машиностроение имеет ряд специфических особенностей:

Задай вопрос специалистам и получи
ответ уже через 15 минут!

  1. Стремление к уменьшению занятости уникального оборудования в производстве продукции.
  2. Совместная обработка деталей после их сборки в узел. Данное действие направленно на сокращение затрачиваемого времени
  3. Одновременная обработка деталей на станках, при этом все детали получаются с одинаковым отклонением.
  4. Довольно широкое использование переносных станков, которые устанавливаются непосредственно на саму деталь, что позволяет производить обработку двумя или несколькими станками
  5. Для достижения точности используют компенсаторы.
  6. Оптические способы замеров с использованием вспомогательных баз.
  7. Стремление к серийному производству.

Особенности общего машиностроения

Общее машиностроение включает в себя довольно много отдельных отраслей (лесное машиностроение, сельскохозяйственная промышленность и т.п.). Общее машиностроение имеет не малое влияние на экономику страны.

К тому же общее машиностроение отличается широким и быстрым развитием межотраслевой и внутриотраслевой связи.

Общее машиностроение отличается особой важностью развития транспорта и торговли. Так как предприятия данной отрасли занимаются производством оборудования для химической и нефтяной промышленности, то соответственно нуждаются в особенных видах сырья.

К тому же есть не малые особенности размещения предприятий данной отрасли. Такие предприятия должны размещаться не изолированно, а так, чтобы иметь тесную связь с другими отраслями промышленности, а также транспортом.

Особенности среднего машиностроения

Предприятия данной отрасли узкоспециализированы и имеют малую металлоёмкость, но при этом имеют высокую энергоемкость и трудоемкость. Основным технологическим процессом в общем машиностроении является механическая обработка деталей.

Среднее машиностроение отличается массовым и серийным производством. Предприятия оснащены сложным оборудованием. Данная отрасль тесно связанна с научными и конструкторскими центрами.

Так как выпускаемая продукция довольно сложная и точная, то естественно она требует наличия квалифицированных кадров и оснащение новейшим оборудованием.

Особенности размещения машиностроения

Машиностроение своего рода сердце промышленности и экономики страны, а, следовательно, чтобы оно правильно и действенно функционировало его нужно расположить в правильном месте, подобно механизму часов.

Так металлоемкие предприятия должны располагаться вблизи месторождений металла, дабы сократить затраты на транспортировку сырья, а соответственно на его стоимость.

Машиностроение отличается от других отраслей наличием ряда особенностей, которые влияют и на его разрешения.

Наиболее значимым фактором является наличие общественной потребности в продукции. К тому же не маловажными факторами остается наличие квалифицированной базы работников, возможность поставки материалов и электроэнергии.

Особенные факторы влияющие на размещение машиностроения:

  • Наукоемкость. В настоящее время машиностроение неразрывно связанны с научным прогрессом. Поэтому производство сложной техники сосредоточенно в центральных районах.
  • Металлоемкость. Производство горно-шахтного оборудования, энергетического и металлургического оборудования требует большие затраты металла.
  • Трудоемкость. Производство сложной техники требует большой квалифицированной базы, именно поэтому такие предприятия располагаются близ научных центров.
  • Близость потребителя. Некоторые отрасли производят довольно большую и тяжелую продукцию, которую сложно и нецелесообразно перевозить к местам потребления.

Так и не нашли ответ
на свой вопрос?

Просто напиши с чем тебе
нужна помощь

Министерство образования Российской Федерации

Иркутский Государственный Технический Университет

Кафедра мировой экономики

«Современное состояние машиностроения и размещение по РФ. Перспективы развития»

Введение1. Современное состояние машиностроения и размещение по РФ1.1Тяжелое машиностроение1.2 Общее машиностроение1.3 Среднее машиностроение2. Перспективы развития машиностроительного комплекса2.1 Нанотехнологии в авиастроении2.2 Нанотехнологии в автомобилестроении2.3 Нанотехнологии в железнодорожном машиностроенииЗаключениеСписок литературы

Машиностроительный комплекс составляют машиностроение и металлообработка. Машиностроение занимается производством машин и оборудования, различного рода механизмов для материального производства, науки, культуры, сферы услуг. Следовательно, продукция машиностроения потребляется всеми без исключения отраслями народного хозяйства.

Металлообработка занимается производством металлических изделий, ремонтом машин и оборудования.

Структура машиностроения очень сложна, в состав этой отрасли входят как самостоятельные отрасли, такие как тяжелое, энергетическое и транспортное машиностроение; электротехническая промышленность; химическое и нефтяное машиностроение; станкостроение и инструментальная промышленность; приборостроение; тракторное и сельскохозяйственное машиностроение; машиностроение для легкой и пищевой промышленности и т. д., так и множество специализированных подотраслей и производств.

Машиностроение также производит предметы потребления, в основном длительного пользования. Эта отрасль имеет огромное значение для народного хозяйства страны, так как служит основой научно-технического прогресса и материально-технического перевооружения всех отраслей народного хозяйства

Целью этой работы является анализ отраслевой структуры машиностроительного комплекса и факторов размещения его отраслей и производств, а также характеристика современного состояния комплекса, перспектив и вариантов выхода из создавшейся сегодня сложной экономической ситуации.

Учитывая особенности данной темы и круга затронутых вопросов, в первой и второй главах будут освещены теоретические вопросы: роль и значение, специфика размещения, отраслевая структура машиностроительного комплекса, а в третьей сложившаяся на сегодняшний момент неблагоприятная экономическая ситуация в комплексе, и практические предпосылки выхода из нее.

1. Современное состояние машиностроения и размещение по РФ

Машиностроительный комплекс представляет сложное межотраслевое образование, включающее машиностроение и металлообработку. Машиностроение объединяет специализированные отрасли, сходные по технологии и используемому сырью. Металлообработка включает промышленность металлических конструкций и изделий, а также ремонт машин и оборудования.

Машиностроение является ведущей отраслью тяжелой индустрии страны. Создавая наиболее активную часть основных производственных фондов — орудия труда, машиностроение в значительной степени оказывает влияние на темпы и направления научно-технического прогресса в различных отраслях хозяйственного комплекса, на рост производительности труда и другие экономические показатели, определяющие эффективность развития общественного производства. На долю машиностроения приходится около 1/5 объема выпускаемой продукции промышленности страны, почти 1/4 основных промышленно-производственных фондов и 1/3 промышленно-производственного персонала.

Ассортимент выпускаемой продукции машиностроения отличается большим многообразием, что обусловливает глубокую дифференциацию его отраслей и влияет на размещение производств, выпускающих различные виды продукции.

В настоящее время в машиностроении по степени технической оснащенности выделяют пять уровней технологического уклада.

Первый уровень представлен производством оборудования для горнодобывающей промышленности и предприятий, перерабатывающих первичное сырье.

Второй уровень связан с производством оборудования для сельского хозяйства.

Третий уровень представлен производством оборудования для черной и цветной металлургии, производством строительных материалов.

Четвертый уровень включает автомобильную и подшипниковую промышленность, электротехническое машиностроение и др.

Пятый уровень представляют предприятия, связанные с высокими технологиями: это — производство ЭВМ, оптико-волоконная техника, роботостроение, производство станков и оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ), ракетно-космическое производство, авиационная промышленность.

В структуре машиностроения насчитываются 19 крупных комплексных отраслей, более 100 специализированных подотраслей и производств.

К комплексным отраслям, сходным по технологическим процессам и используемому сырью, относятся тяжелое, энергетическое и транспортное машиностроение, электротехническая промышленность, химическое и нефтяное машиностроение, станкостроительная и инструментальная промышленность, тракторное и сельскохозяйственное машиностроение, машиностроение для легкой и пищевой промышленности.

В течение длительного периода темпы развития машиностроения опережали развитие промышленности в целом. Высокие темпы были характерны для отраслей, определяющих научно-технический прогресс, и в первую очередь станкостроения, приборостроения, электротехнической и электронной промышленности, производства средств вычислительной техники, авиакосмического производства.

Достижения машиностроительного комплекса характеризовались не только ростом объемов его производства, но и созданием и выпуском прогрессивных видов продукции, внедрением более современных технологий.

В последние десятилетия машиностроительный комплекс формировался в соответствии с текущими потребностями экономики и обороны страны под конкретную номенклатуру конечной продукции. В результате были созданы предметно-специализированные предприятия с жесткими технологическими связями, низкой гибкостью и мобильностью производства.

Кризисная ситуация, назревшая в стране к началу 1990-х годов, существенно отразилась на отрасли. Структура машиностроения отличалась крайней утяжеленностью с высокой степенью милитаризации. Отмечались высокий уровень концентрации и монополизации производства, избыточная, неэффективная производственная активность. Лишь около 1/4 новых технологий соответствовали мировому уровню.

В результате в СССР стали происходить нарушения договорных обязательств по поставкам продукции, натурализация обмена, возникновение в широких масштабах бартерных сделок. Менялись налаженные связи по поставкам комплектующей и конечной продукции машиностроения. Высокий уровень территориального разделения труда, а также монополизм, присущий машиностроительному комплексу СССР, явились причиной отсутствия в России целого ряда производств, необходимых для нормального функционирования как машиностроения, так и всего хозяйственного комплекса страны.

За период 1998—2004 гг. объем промышленной продукции машиностроения возрос в 7,1 раза и составил 1,8 трлн руб. Деиндустриализация экономики отразилась и на машиностроительном комплексе. Отрасли машиностроения пятого уровня, ориентированные на выпуск наукоемкой продукции, сократили производство с 45,3 до 22,5%. Выпуск высокопроизводительного наукоемкого оборудования, оснащенного электронными устройствами и микропроцессорным управлением, за отмеченный период сократился в десятки раз, а по некоторым номенклатурным позициям — в сотни раз. Так, производство станков с ЧПУ сократилось в 142 раза. В стране в 2004 г. было изготовлено всего 200 станков с ЧПУ, а в Японии (для сравнения) — около 35 тыс., свыше половины из них были реализованы на мировом рынке. Производство кузнечно-прессовых машин с ЧПУ сократилось с 370 до 22 единиц, или в 16,8 раза. В значительных объемах сократился также выпуск прогрессивного режущего инструмента, особенно из керамики, поликристаллических синтетических алмазов и сверхтвердых материалов, абразивных микропорошков. Тогда как производство продукции четвертого уклада (автомобилей) осталось практически без изменений и составило 1,1 млн шт.

Ухудшилось внешнеторговое сальдо по продукции машиностроения: если в 1990 г. объем импорта превышал объем экспорта на 33%, то в 2004 г. — почти на 90%. Общее снижение экспортного потенциала машиностроения вызвано как внешними, так и внутренними факторами. К первым относятся разрушение предметной специализации, существовавшей в рамках СЭВ и СССР, а также изменение соотношения цен производителей сырьевых и обрабатывающих отраслей. Индексы роста цен по сырьевым отраслям превысили соответствующие показатели для машиностроительного комплекса по электроэнергетике более чем в 4 раза, топливной промышленности примерно в 3 раза, черной металлургии почти в 2 раза. Вследствие этого цена факторов производства машиностроительной продукции (за исключением труда) приблизилась к мировой.

К внешним факторам снижения экспортного потенциала относятся низкая (по сравнению с зарубежными аналогами) конкурентоспособность выпускаемой продукции и неготовность к активной деятельности в области мониторинга рынков, маркетинга и обслуживания техники в сфере эксплуатации.

Главным сдерживающим фактором развития машиностроения с 1992 г. выступает сокращение инвестиций в развитие машиностроительного комплекса, высокий износ основных производственных фондов, устаревшие технологии в машиностроительном комплексе.

Структурные изменения в выпуске продукции машиностроения отражают сдвиги в экономике в целом и в ее отраслях.

Эффективное развитие всех отраслей экономики страны в решаю­щей мере зависит от машиностроения. Именно в машиностроении в первую очередь материализируются передовые научно-технические идеи, создаются новые машины, определяющие прогресс в других отраслях экономики.

Для современного машиностроения характерно повышение требований к техническому уровню, качеству и надежности изделий, сокращение сро­ков морального старения средств техники. Это приводит к необходимо­сти постоянного сокращения сроков проектирования при одновремен­ном совершенствовании конструкций новых машин и технологии их изготовления, внедрения новых материалов, более точных методов рас­чета.

Показателем высокого уровня машиностроения является гибкое автоматизированное производство (ГАП) — производство изделий, осно­ванное на комплексной автоматизации собственно технологического процесса и таких операций производственного процесса, как контроль качества, диагностика технологического оборудования, складирование и транспортировка, а также процедур и операций проектирования и технологической подготовки производства. В связи с этим технологи­ческий процесс реализуется в ГАП с помощью роботизированного технологического оборудования — гибких производственных модулей (ро­бот—станок, робот—пресс, робот — сварочный центр). Управление модулями осуществляется с помощью сменяемых программ, при этом широко используются микропроцессоры (устройства для автоматиче­ской обработки информации и управления этим процессом). Проекти­рование объектов в ГАП выполняют с помощью систем автоматизи­рованного проектирования (САПР, см. ниже) и автоматизированных систем технологической подготовки производства.

Характерным является применение материало-, трудо- и энергосбе­регающей технологий, станков с программным управлением, гибких производственных систем, в которых технологическое оборудование и си­стемы его обеспечения функционируют в автоматическом режиме и обладают свойством автоматизированной переналадки в пределах ус­тановленного класса изделий и диапазонов их характеристик.

Применение промышленных роботов позволяет повысить производи­тельность оборудования, улучшить условия и безопасность труда рабо­чих, уменьшить влияние субъективного фактора и повысить качество за счет оптимизации и автоматизации технологических процессов.

Дальнейшее повышение технико-экономического уровня и каче­ства машиностроительной продукции связано с тем, насколько ус­пешно будут решены следующие задачи:

1) расширение областей применения автоматизированного проек­тирования;

2) повышение надежности и ресурса машин;

3) уменьшение материалоемкости конструкций;

4) уменьшение энергозатрат, повышение КПД механизмов.

В основе решения многих из этих задач лежит совершенствова­ние расчетов и оптимизация конструкции, которые, в свою очередь, могут быть решены с применением современной вычислительной техники.

Требования к машинам и деталям

В соответствии с современными тенденциями к большинству про­ектируемых машин предъявляют следующие общие требования:

необходимые точность, надежность и долговечность;

экономичность изготовления и эксплуатации;

удобство и безопасность обслуживания;

При расчетах, конструировании и изготовлении машин должны строго соблюдаться стандарты: государственные (ГОСТы), отраслевые (ОСТы), предприятий (СТП). Стандартизация в области деталей ма­шин охватывает материалы, геометрические параметры (предпочти­тельные ряды размеров, форма и размеры резьб, шлицевых, шпоноч­ных соединений, исходные контуры зацепления и др.), нормы точности, последовательность создания и характер конструкторской документа­ции, правила оформления чертежей и т. д.

Стандарты в максимально возможной степени основываются на стандартах Международной организации по стандартизации (ISO).

Применение в машине стандартных деталей и узлов уменьшает ко­личество типоразмеров, обеспечивает взаимозаменяемость, позволяет быстро и дешево изготовлять новые машины, а в период эксплуатации облегчает ремонт. Изготовляют стандартные детали и узлы машин на специализированных заводах или в специализированных цехах, что повышает их качество и снижает стоимость.

Стандартизация изделий, узлов и деталей предполагает их унифи­кацию. Унификация — приведение изделий одинакового функциональ­ного назначения к единообразию, включающее обеспечение преем­ственности при изготовлении и эксплуатации. Показателем уровня стандартизации и унификации является коэффициент применяемости по типоразмерам деталей, определяемый как отношение разности общего числа типоразмеров деталей и числа типоразмеров впервые разработанных деталей к общему числу типоразмеров деталей в из­делии.

Одним из главных требований, предъявляемых к машинам и их дета­лям, является технологичность конструкции, которая существенно влия­ет на стоимость машины.

Технологичной называют такую конструкцию, которая характерна наименьшими затратами при производстве, эксплуатации и ремонте.

Технологичность конструкции характеризуется:

1) применением в машине деталей с минимальной механической обработкой. С этой целью широко используют штамповку, точное литье, фасонный прокат, сварку;

2) унификацией деталей, т. е. применением одинаковых деталей в различных узлах машины;

3) максимальным применением стандартных конструктивных эле­ментов деталей (резьб, канавок, пазов, фасок и др.), а также стан­дартных допусков и посадок;

4) применением деталей и узлов ранее освоенных в производстве;

5) учетом количества выпускаемых изделий (серийности), условий изготовления и технологической целесообразности;

6) снижением трудоемкости сборочных операций, удобной компо­новкой с легко доступными местами крепления, возможностью при­менения сборочных автоматов, роботов;

7) возможностью «сращивания» систем автоматизированного про­ектирования и производства.

Показателями технологичности конструкции являются: трудоемкость, материалоемкость, энергоемкость в изготовлении, обслуживании, эк­сплуатации и ремонте.

Показатели стандартизации и технологичности характеризуют ка­чество изделия.

Надежность машин

Надежностьсвойство изделия сохранять во времени способность к выполнению требуемых функций в заданных режимах применения, техни­ческого обслуживания, хранения и транспортирования.

Надежность характеризуется работоспособностью и отказом.

Работоспособность— состояние изделия, при котором оно способ­но нормально выполнять заданные функции.

Отказ— событие, заключающееся в полной или частичной утрате работоспособности.

Показателями качества изделия по надежности являются безотказ­ность, долговечность и ремонтопригодность.

Безотказность— свойство изделия непрерывно сохранять работо­способность в течение заданного времени.

Долговечность— свойство изделия длительно сохранять работоспо­собность при соблюдении норм эксплуатации до наступления предель­ного состояния. Под предельным понимают такое состояние изделия, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецеле­сообразна.

Ремонтопригодность— свойство изделия, заключающееся в приспо­собленности к поддержанию и восстановлению работоспособности путем технического обслуживания и ремонта.

Ресурс— суммарная наработка изделия от начала эксплуатации до перехода в предельное состояние. Ресурс выражают в единицах време­ни работы (в часах) или длины пути (в километрах).

Срок службы— календарная продолжительность эксплуатации изде­лия от начала до перехода в предельное состояние. Выражается обычно в годах. Срок службы включает наработку изделия и время простоев.

Основными показателями надежности являются:

по безотказности — вероятность безотказной работы и интенсив­ность отказов;

по долговечности — средний и гамма-процентный ресурс;

по ремонтопригодности — вероятность восстановления.

Под вероятностью безотказной работы P(t) понимают вероятность того, что в заданном интервале времени или в пределах заданной наработки не возникает отказ изделия.

Если за время t наработки из числа N одинаковых изделий были изъяты из-за отказов п изделий, то вероятность безотказной работы изделия

Пример 1.1.Если по результатам испытания в одинаковых условиях партии изделий, состоящих из N= 1000 шт., после наработки 5000 ч вышли из строя w=100 изделий, то вероятность безотказной работы этих изделий

P(5000) = 1 — n/N= 1 — 100/1000 = 0,9.

Вероятность безотказной работы сложного изделия равна произве­дению вероятностей безотказной работы отдельных его элементов:

Если Pl(t) = P2(t) = . = Pn(t), то P(t) = Pn(t). Отсюда следует, что чем больше элементов имеет изделие, тем ниже его надежность.

Интенсивность отказовλ (t). Вразные периоды эксплуатации или испытаний изделий число отказов в единицу времени различно. Ин­тенсивность отказов — отношение числа п отказавших в единицу вре­мени t изделий к числу изделий (N-n), исправно работающих в дан­ный отрезок времени при условии, что отказавшие изделия не восста­навливают и не заменяют новыми:

Средние значения интенсивностей отказов составляют: для под­шипников качения — X(t) = 1,5 • 10 -6 1/ч; для ременных передач —

X(t) = 15 • 10 -6 1/ч.

Вероятность безотказной работы можно оценить по интенсивности отказов

Для деталей машин в качестве показателя долговечности использу­ют или средний ресурс(математическое ожидание ресурса, выражен­ное в часах работы, километрах пробега, миллионах оборотов), или гамма-процентный ресурс(суммарная наработка, в течение которой изделие не достигает предельного состояния с вероятностью у, выра­женной в процентах). Для изделий серийного и массового производ­ства наиболее часто используют гамма-процентный ресурс: для под­шипников качения, например, 90%-ный ресурс.

Под вероятностью восстановленияпонимают вероятность того, что время восстановления работоспособного состояния изделия не превы­сит заданное значение.

Основы надежности закладывает конструктор при проектировании изделия (в частности, точностью составления расчетной схемы). Опре­деление показателей надежности выполняют методами теории вероят­ностей, их используют при выборе оптимальных вариантов конструк­ции. Надежность зависит также от качества изготовления (неточно­сти влияют на распределение нагрузок в зоне силового взаимодей­ствия) и от соблюдения норм эксплуатации.

В технике имеются высоконадежные устройства, например, в же­лезнодорожном транспорте, авиации, космонавтике и др.

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-19; Нарушение авторского права страницы

Оценить статью
Добавить комментарий