79971

Технологические системы и современное производство

Лекция

Производство и промышленные технологии

Технологические системы и современное производство Понятие ldquo;технологическая системаrdquo; Следствием НТП является интенсификация всех сфер производства и формирование высоко эффективных технологических систем на основе новой техники. Такие системы не изолированы они включают также людей участвующих в процессе взаимодействуют с окружающей средой гео био атмосферой и другими внешними системами. Отношение между элементами определяется целью то есть результатом действия системы в виде объекта предмета энергии информации...

Русский

2015-02-15

145.5 KB

5 чел.

Тема 2.    Технологические системы и современное производство

Понятие “технологическая система”

Следствием НТП является интенсификация всех сфер производства и формирование высоко эффективных технологических систем на основе новой техники. Целью создания таких систем является выпуск продукции требуемого качества при минимальных затратах ресурсов в кратчайшие сроки.

Технологическая система конкретного производства определяется прогрессивной комплексной технологией, объединяющей в единое  целое основные и вспомогательные работы, реализуемые единой совокупностью машин, средства управления обслуживающих и зависимых производств.

Такие системы не изолированы, они включают также людей, участвующих в процессе, взаимодействуют с окружающей средой (гео-, био-, атмосферой) и другими внешними системами.

В условиях минимального времени на создание и выпуск конкурентоспособной продукции проектирование и организация производства должны быть подчинены системно-целевому подходу, то есть решение главной задачи должно обеспечиваться взаимосвязанной структурой производства – технологической системой.

Система – это упорядоченная совокупность взаимосвязанных соответствующих отношениям элементов, предназначенных для решения общей цели. Отношение между элементами определяется целью, то есть результатом действия  системы в виде объекта (предмета), энергии, информации, изменения их состояния. Цель отражает желаемое состояние объекта, к формированию которого следует стремиться. Состояние можно представить, если известно, что делается с каждым элементом системы. Существует конечное множество элементов системы и множество отношений между ними. Это представляет структуру системы, которая обозначает ее функционирование.

Структурные элементы, входящие в систему, также могут быть системами. Поэтому понятия “система” и “элементы системы” относительны. Например, понятия ”окружение”, “внешняя среда” содержат все, что не включено в рассматриваемую систему и имеет хотя бы один выход.

Для характеристики отношений «среда – система» используют понятие “вход”, отражающее действие или состояние объекта.

“Вход” характеризует отношение системы с окружением (также может быть действием или состоянием).

“Выходы” системы могут быть “входами” в ее элементы.

В технологической системе, связанной с материальными объектами, входом может быть то, что обрабатывается в системе, а выходом – что получено в результате функционирования.

В общем случае особенностью технологической системы является наличие структурных элементов в виде независимых подсистем и элементов, представляющих собой продукты этих систем.

Изменения качества в процессе прохождения обработки от одного структурного элемента к другому называется процессом превращения. 

В технологических системах в качестве структурных частей применяются технические системы – оборудование, приспособления, комплексы и др.

Последовательность превращений как форма

технологического процесса

Превращение – это переход объекта из одного состояния в другое с помощью действий на основе химических, физических, биологических и информационных явлений и законов.

Превращаемый объект называется операндом.

Средства, которыми реализуется превращение, – операторами.

Содержание превращений можно представить в виде технологической цепи в направлении хода процесса (в направлении вектора изменения свойств). Модель превращений можно представить как набор операторов (рис. 2), которые преобразуют входную величину на выходную (конечную).

Рис. 2.   Модель превращений

В приведенной модели превращений показаны операторы: Е – источник энергии,  I – источник информации, Ч – оператор (человек), М – материал, TSі – технологические системы.

Технологическая система как оператор системы преобразований представляет собой подмножество технических систем, которые выполняют необходимые преобразования.

Процессы, которые происходят при изготовлении деталей машин, содержат в себе преобразования: формы, свойств в массе и на поверхности деталей, состояния, положения объекта.

Эти изменения (преобразования) можно реализовать на основе базовых преобразований способами:

снятия  (или наращивания дополнительного) слоя материала;

преобразования операнда без изменения его объема.

Преобразования могут быть реализованы использованием способов (базовых технологий) и средств для их реализации (частичные технологии). Например изменения формы: механическим способом –снятием материала (резанием); физическим – оплавлением, эрозией, испарением; химическим – “травлением”.   Эти способы реализуются на конкретном технологическом оборудовании: на токарных, фрезерных     и др. металлорежущих станках; на электроэрозионных и др. станках и установках. Частичных технологий может быть множество.

Модель технологического процесса

Для удовлетворения потребностей человека продуктами технологий (материального, энергетического, информационного или биологического видов) необходимо изменить существующее состояние операнда на желаемое. Это достигается путем инструментальных превращений в технологических процессах, как правило, с участием человека.

Модель технологического процесса строится на отношениях преобразований, которые происходят в технологической системе. Для этого, как минимум, нужно знать:

что (кто) является операндом;

какое его начальное, промежуточное и конечное состояние;

с помощью каких преобразований (базовых технологий) достигаются совместные преобразования;

какими действиями реализуются частичные преобразования (материального, энергетического, информационного типа) в заданных условиях;

какие операторы используются для этих целей.

Так как технология всегда конкретна, то содержание преобразований определяется состоянием операнда и условиями, в которых преобразования происходят.

В технологических системах преобразования осуществляются с помощью техники, поэтому базовым преобразованиям должны соответствовать принципиальные пути изменения свойств операнда (без указания конкретных способов приобретения этих свойств).

Например, заготовка для детали как операнд может иметь объем:

превышающий объем детали;

равный объему детали;

меньший объема детали.

Каждому из таких начальных состояний заготовки будет соответствовать базовая технология получения требуемой формы детали:

снятием излишнего слоя материала (резанием, травлением, оплавлением, эрозией и др.);

пластическим деформированием (ковкой, штамповкой, прокаткой   и др.);

нанесением поверхностного слоя материала (наплавлением или напылением).

В соответствии с заданной геометрической формой детали, которая должна быть получена как совокупность конечных свойств или состояния операнда, определяются частичные преобразования и соответствующие им способы. Так, например  для обработки детали,  представляющей собой тело вращения  (вал, втулка, диск и т.п.),  может быть предложено точение (токарная обработка),  если деталь содержит плоские поверхности (пазы, лыски) – фрезерование и т.п.

В последовательности частичных преобразований форм может быть перерыв для выполнения другого базового преобразования, связанного, например, с изменением состояния обрабатываемого материала. Например, термическая обработка после черновой механической обработки перед отделочными операциями (перед чистовым шлифованием). Таким образом, структурную модель технологического процесса изготовления детали можно представить в виде (рис. 3).

Рис.3. Модель технологического процесса изготовления детали

Операторы – технические системы (средства, которыми осуществляются преобразования):

TS1 – транспортная система (тележка, транспортер, конвейер         и т.п.);

TS2 – обрабатывающая система – оборудование (токарный или иной станок);

TS3 – система контроля (измерения);

TS4 – транспортная система (стеллаж для деталей и т.п.).

Базовые технологии:

ТБ1 – изменение положения заготовки – транспортирование;

ТБ2 – изменение формы снятием слоя материала, например точением;

ТБ3 – определение значения информации о фактическом состоянии геометрических размеров окончательным измерением.

Частичные технологии (действия), например:

ТБ1:

ТБ11 – взять заготовку;

ТБ12 – установить, закрепить в приспособлении станка;

ТБ13 – снять.

ТБ2:

ТБ21 – включить станок;

ТБ22 – включить привод главного движения.

Общие принципы разработки конкретного технологического процесса:

1. Базовая технология определяется операндами, состояние которых необходимо изменить.

2. Описание состояния операнда должно быть достаточным для определения условий превращений. Последовательные входы и выходы техпроцесса для одной базовой технологии – однородными, так как рассматривается изменение состояния одного и того же операнда.

3. Выход формируется с тех изменяемых свойств, которые поступают на вход.

4. Перечень операндов должен быть полным, включая псевдооперанды (мнимые операнды): энергия, информация, материалы и т.п.

5. Технологический процесс охватывает операции с операторами по всем базовым и частичным превращениям (для учета вспомогательных операций).

6. Модель процесса может содержать сопутствующие побочные процессы, выполняемые внешними подсистемами (снабжение, транспортирование, управление процессом, наладка, ремонт станков и др.)

7. Необходимо учитывать условия расположения процесса в пространстве и во времени, обуславливается состояние параметров места выполнения процесса (давление, температура, скорость, мощность и т.п.).

8. Степень детализации входных превращений (описание процесса) должно быть одинаковой (если в библиотеке данных отсутствуют стандартные описания).

9. Контроль и определение степени соответствия полученного процесса осуществляется по тестам (анализом вопросов):

все ли свойства операнда учтены;

достаточно ли операций для формирования этих свойств;

возможна ли замена операций другими;

целесообразно ли разделение или объединение операций?

10. Текстовые описания должны отражать степень детализации процесса. При этом используется глагол, означающий действие, и объект превращения.

Например: включить станок, точить поверхность, измерить диаметр 20 мм и т.п.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

84529. Фізіологічні механізми голоду та насичення 40.95 KB
  Голод фізіологічний стан зумовлений зниженням концентрації поживних речовин у крові спрямований на відновлення їх балансу в крові. Насичення сума процесів що змушує організм відмовитися від приймання їжі при підвищенні рівня поживних речовин в крові до певного рівня. Активність обох центрів регулюється рівнем поживних речовин в крові інформація про котрий надходить від периферичних та центральних рецепторів глікорецептори ліпорецептори.
84530. Загальна характеристика системи кровообігу. Фактори, які забезпечують рух крові по судинах, його спрямованість та безперервність 43.29 KB
  Фактори які забезпечують рух крові по судинах його спрямованість та безперервність. СИСТЕМА КРОВООБІГУ ВИКОНАВЧІ ОРГАНИ МЕХАНІЗМИ РЕГУЛЯЦІЇ Нервові Гуморальні Серце Судини Хвилинний обєм крові ХОК який є адекватним потребам організму В залежності від потреби організму ХОК може змінюватися у дорослої людини від 5 л хв спокій до 30 л хв стан фізичного навантаження у добре тренованого спортсмена. Причиною руху крові по судинам та через камери серця є різниця градієнт тисків що створюється завдяки: нагнітальній насосній функції...
84531. Автоматія серця. Градієнт автоматії. Дослід Станіуса 45.23 KB
  Ця здатність є у структурах серця побудованих з атипічних кардіоміоцитів а саме в стимульному комплексі провідній системі серця: Пазуховопередсердний вузол nodus sinutrilis; Передсердношлуночковий вузол nodus trioventriculris; Передсердношлуночковий пучок або пучок Гіса; Ніжки пучка Гіса права та ліва; Волокна Пуркіньє. Ці елементи провідної системи серця носять назву центрів автоматії й мають певний порядок. Градієнт автоматії зменшення ступеня автоматії елементів провідної системи серця в напрямку від...
84532. Потенціал дії атипових кардіоміоцитів сино-атріального вузла, механізми походження, фізіологічна роль 43.38 KB
  Така зміна стану каналів мембран АКМЦ веде до повільного зменшення мембранного потенціалу деполяризація мембрани. Частота з якою центр автоматії генерує ПД залежить від двох факторів: 1 величина порогового потенціалу; чим вона більша тим частота менша; в звичайних умовах під впливом механізмів регуляції частіше змінюється рівень мембранного потенціалу спокою зміна порогового потенціалу зміна частоти генерації імпульсів збудження водієм ритму зміна частоти серцевих скорочень; 2 швидкість повільної діастолічної деполяризації ПДД;...
84533. Провідна система серця. Послідовність і швидкість проведення збудження по серцю 42.64 KB
  Послідовність і швидкість проведення збудження по серцю. Швидкість проведення збудження по структурах серця різна. Чинниками що впливають на швидкість проведення збудження по мязовим волокнам є: діаметр волокон амплітуда ПД величина порогу деполяризації швидкість розвитку піку ПД наявність нексусів між міокардіоцитами вони мають низький опір що сприяє швидкій передачі ПД з одного КМЦ на другий і збільшенню швидкості проведення збудження. Причинами великої швидкості проведення збудження по провідній системі серця є: великий діаметр...
84534. Потенціал дії типових кардіоміоцитів шлуночків, механізми походження, фізіологічна роль. Співвідношення у часі ПД одиночного скороченння міокарда 51.9 KB
  Типові кардіоміоцити ТКМЦ не мають властивості автоматії і генерують ПД під впливом подразника ПД що йде від водія ритму серця. ПД в ТКМЦ має особливості а саме він дуже тривалий в шлуночках до 300 мс в нервових волокнах 1 мс в скелетних мязах 25 мс. Фази ПД ТКМЦ: 1. Повязана з виходом із ТКМЦ йонів калію та вхід хлору 3.
84535. Періоди рефрактерності під час розвитку ПД типових кардіоміоцитів, їх значення 40.19 KB
  Значення великої тривалості ПД ТКМЦ стає зрозумілим якщо співставити його в часі з графіком зміни збудливості ТКМЦ при збудженні з графіком поодинокого скорочення міокарда: ПД ТКМЦ тривалий через наявність фази плато. АР відповідає розвитку латентного періоду поодинокого мязевого скорочення періоду укорочення та значної частини періоду розслаблення. Завдяки такому співвідношенню у часі фаз збудливості та періодів поодинокого скорочення міокарда досягається: неможливість виникнення в міокарді тетанічних скорочень; наступний цикл...
84536. Спряження збудження і скорочення в міокарді. Механізми скорочення і розслаблення міокарду 44.46 KB
  Тобто ПД викликає скорочення таким чином: ПД поширюється по мембрані ТКМЦ в тому числі і по мембрані Ттрубочок відкриття кальцієвих каналів саркоплазматичного ретикулума СПР вихід йонів кальцію із СПР підвищення концентрації йонів кальцію в міоплазмі з 108 до 105 моль л дифузія йонів кальцію до скоротливих білків протофібрил взаємодія з регуляторними білками з тропоніном зміна третинної структури тропоніну та тропоміозину відкриття активних центрів актину взаємодія активних головок міозину з активними центрами актину...
84537. Векторна теорія формування ЕКГ. ЕКГ, відведення. Походження зубців, сегментів, інтервалів ЕКГ 42.75 KB
  ЕКГ відведення. Походження зубців сегментів інтервалів ЕКГ. Крива змін цієї різниці потенціалів в часі називається електрокардіограмою ЕКГ.