Сучасний стан, особливості та тенденції розвитку базових технологій основних галузей промислового виробництва в Україні.
ПЛАН
Вступ.......................................................................................................... 3
1. Сутність і основні напрямки прискорення НТП.................................. 4
2. Прогресивні хіміко-технологічні процеси.......................................... 10
3. Прогресивні види технологій.............................................................. 13
Висновок.................................................................................................. 16
Список використаної літератури............................................................ 17
Україна дедалі більше відчуває на собі прояви процесів глобалізації, хід яких засвідчує безповоротність становлення багатовимірної, поліцивілізаційної структурно-функціональної системи. Зростає її залежність від загальносвітового економічного стану, а її становище в світі визначається рівнем синхронізації з інтеграційними процесами в економічній, технологічній, культурній та політичній сферах. Наша держава не зможе вибороти належне місце у світі, доки не зміцниться зсередини. Водночас спостерігаються ознаки гальмування технологічного розвитку країни, що опосередковано призводить до обмеження ресурсів, які можуть бути спрямовані на захист національних інтересів.
В умовах ринкових відносин роль технологічного розвитку зростає, тому що своєчасна зміна технологій відповідно до вимог ринку забезпечує конкурентноздатність фірми, її процвітання. Особливістю сучасного розвитку технологій є перехід до цілісних технолого-економічних систем високої ефективності, що охоплює виробничий процес від першої до останньої операції й оснащеним прогресивними технічними засобами. Рівень технологій будь-якого виробництва впливає на його економічні показники, тому необхідно достатнє знання сучасних технологічних процесів.
Основна мета даної роботи дослідити проблема розвитку базових технологій основних промислових галузей України.
1. Сутність і основні напрямки прискорення НТП
Науково-технічний прогрес, визнаний в усьому світі як найважливіший фактор економічного розвитку, усе частіше й у західній, і у вітчизняній літературі пов'язується з поняттям інноваційного процесу. Це, як справедливо відзначив американський економіст Джеймс Брайт, єдиний у своєму роді процес, що поєднує наук, техніку, економіку, підприємництво і управління. Він складається в одержанні нововведення і простирається від зародження ідеї до її комерційної реалізації, охоплюючи в такий спосіб весь комплекс відносин: виробництва, продажу, споживання. У цих обставинах інновація споконвічно націлена на практичний комерційний результат. Сама ідея, що дає поштовх, має меркантильний зміст: це вже не результат "чистої науки", отриманий університетським вченим у вільному, нічим не обмеженому творчому пошуку. У практичній спрямованості інноваційної ідеї і складається її притягальна сила для компаній. Інновація скоріше економічний і соціальний, ніж технічний термін, що визначається в термінах попиту та пропозиції - як зміни в цінності і задоволеності, одержуваних споживачем з використовуваних їм ресурсів (чи нововведення в їхньому використанні). Головна задача суспільства й особливо економіки бачиться в одержанні чогось іншого, відмінного від попереднього, а не в поліпшенні вже існуючого, що лежить в основі інноваційного процесу на систематичній основі. Систематична інновація, тому, складається в цілеспрямованому, організованому пошуку змін і в систематичному аналізі тих можливостей, що ці зміни можуть дати для економічних чи соціальних нововведень. Мало існує технічних інновацій, що зможуть суперничати по впливі з такими винаходами, як, наприклад, продаж товарів на виплату, що буквально перетворив усю сферу торгівлі. Інноваційний процес у більшому ступені, чим інші елементи НТП, пов'язаний з товарно-грошовими відносинами, які опосередковують всі стадії його реалізації. Ця обставина цілком переконлива виявляється в умовах регульованої ринкової економіки. Основна маса інноваційних процесів реалізується приватними компаніями різного рівня і масштабу, і такі процеси виступають не як самостійна мета, а як засіб кращого рішення виробничих і комерційних задач компанії, що домагається високої прибутковості. Економічний ріст - здатність робити більший обсяг продукції, що являє собою результат збільшення пропозиції ресурсів і науково-технічного прогресу.
Науково-технічний прогрес - процес удосконалювання засобів праці, що є вихідною основою розвитку продуктивних сил суспільства. НТП виступає в двох формах: еволюційній і революційній. Еволюційна форма припускає поступовий розвиток, а революційна - якісний стрибок, перехід до нового типу засобів праці, що ґрунтується на нових відкриттях науки. Революційна форма НТП - це науково-технічна революція (НТР), що обумовлена суспільними потребами і рівнем розвитку продуктивних сил великого машинного виробництва.
Один з різновидів етапів, що змінюються, НТР - технологічна революція - це стрибок у розвитку технології переробки і перетворення інформації, енергії і речовини, що базується на освоєнні нових структурних рівнів організації матерії, форм її руху. Серед базових технологій виділяються: механічна, фізична, хімічна, біологічна. Історія технологій розглядається з позиції удосконалювання механічної технології і її послідовної заміни іншими видами технологій. У ході наукового прогресу підсилюється взаємозв'язок наукового, технічного і технологічного процесів.
На різних етапах розвитку суспільства з різноманіття напрямків науково-технічного прогресу виділяються пріоритетні, котрі відрізняються більш високими темпами розвитку, більшою концентрацією кадрів, матеріальних ресурсів і мають велику соціальну значимість розроблювальних проблем.
Пріоритетні напрямки можуть бути національними (окремих країн), регіональними (міжнародних об'єднань і організацій) і глобальними. Вони обумовлюються типом організації суспільства і його економічних відносин.
Пріоритетні напрямки НТП - особливість стратегії науково-технічного розвитку передових у науковому й економічному відносини країнах. Прискорений розвиток пріоритетних напрямків - інтенсивність економіки і досягнення найвищого рівня науково-технічного розвитку на сучасному етапі:
1. електронізація народного господарства;
2. комплексна автоматизація;
3. атомна енергетика;
4. нові матеріали і технологія їхнього виробництва й обробки;
5. біотехнологія.
Електронізація народного господарства дозволяє забезпечити усі сфери виробництва передовими засобами обчислювальної техніки, у результаті чого підвищується продуктивність праці, економія ресурсів, матеріалів і енергії, прискорення науково-технічного прогресу в народному господарстві, скорочення термінів наукових досліджень, якісна перебудова невиробничої сфери.
Реалізація цих і інших задач по даному пріоритетному напрямку НТП дозволяє значно збільшити темпи росту національного доходу, знизити матеріалоємність і енергоємність продукції, скоротити терміни розробки і реалізацію наукових програм і технічних проектів, підвищити якість продукції і знизити виробничі витрати.
Широкомасштабна комплексна автоматизація галузей народного господарства включає:
1. Застосування швидко перестроюваних і гнучких виробничих систем різного призначення, а також організацію цілком автоматизованих цехів і заводів. Найбільш актуальне впровадження гнучких виробничих систем при автоматизації багатономенклатурного виробництва, на яке приходиться основна частина загального обсягу виробництва у всіляких галузях промисловості. Застосування гнучких виробничих систем у народному господарстві значно підвищить ефективність виробництва, дозволить скоротити терміни і витрати при освоєнні нових видів виробів, підвищить продуктивність праці, скоротиться чисельність працюючих, покращаться умови праці. Швидкоперестроювані системи в даний час створюються і на базі роторних ліній за рахунок переходу до роторно-конвеєрних ліній. Роторна лінія являє собою автоматичний пристрій, дія якого заснована на спільному русі по окружності інструмента й оброблюваного предмета. Роторний принцип обробки універсальний, при цьому забезпечуються надійність роботи, точність і висока продуктивність.
2. Застосування систем автоматизованого проектування (САПР) і технологічної підготовки виробництва (АСУ ТПП), автоматизації і прискорення досліджень і експериментів (АСНІ), автоматизованих систем управління виробництвом (АСУВ) і управління технологічними процесами (АСУ ТП), інтегрованих систем управління (ІАСУ). Упровадження таких систем дозволило скоротити витрати на проектування і виготовлення деталей, підвищити якість планування, обліку, контролю й організації виробництва, скоротити терміни його технологічної підготовки. Сполучення гнучких виробничих систем із системами машинної науково-технічної й організаційної підготовки виробництва дозволить створювати гнучкі автоматизовані виробництва.
3. Застосування промислових роботів і маніпуляторів у галузях народного господарства. Сучасні роботи мають можливість переміщення у всіляких напрямках, чому сприяє убудований у його численні вузли інформаційно-обчислювальний комплекс. Здійснення даного пріоритетного напрямку приведе до підвищення продуктивності праці в базових галузях народного господарства, надійності, якості і конкурентноздатності продукції, що випускається, істотно підніме загальний технологічний рівень і ефективність виробництва, різко скоротить ручна і малокваліфікована праця.
Головна мета прискореного розвитку атомної енергетики - глибока якісна перебудова енергетичних господарств, підвищення ефективності і надійності електропостачання, скорочення використання органічного палива, охорона навколишнього середовища і раціональне використання енергії. Досягнення поставленої мети пов'язано з вирішенням наступних проблем:
1. Створення нових, ефективних методів і засобів обробки, транспортування і поховання радіоактивних відходів, використання природного урану.
2. Удосконалювання і подальше спорудження атомних електростанцій з реакторами водоводяного типу з підвищеною техніко-економічною ефективністю, високим ступенем стандартизації й уніфікації устаткування і якісно новими високонадійними системами управління, контролю й автоматизації технологічних процесів.
3. Розробка устаткування для реакторів на швидких нейтронах, що відтворюють у процесі роботи ядерне паливо. Основною перевагою цих реакторів, застосування яких дозволить підвищити ефективність використання ядерних ресурсів, є використання більш розповсюдженого в природі урану-238. Більш того, у процесі роботи такого реактора утвориться плутоній-239, що згодом можна буде використовувати як паливо ядерних реакторів.
Здійснення поставленої задачі по даному пріоритетному напрямку дозволить забезпечити нарощування енергетичного потенціалу країни, знизить капіталовкладення в паливодобувні галузі промисловості, визволить значну кількість палива для інших потреб, розширить ресурсну базу ядерної енергетики, підвищить надійність і безпеку АЕС. Прискорений розвиток атомної енергетики необхідно сполучити з розширенням використання альтернативних чи нетрадиційних джерел енергії - сонячної, геотермальної, вітрової, приливної. Такі джерела є поновлюваними: вони не забруднюють навколишнє середовище, економічно ефективні, дозволяють створювати комплексні виробництва (використання геотермальних вод для одержання енергії буде сполучатися з видобутком копалин, які містяться в них.).
Застосування в народному господарстві принципово нових видів матеріалів, які володіють різними цінними властивостями, а також створення промислових технологій їхнього виробництва й обробки пов'язано з вирішенням наступних проблем:
1. Створення промислового виробництва нових високоміцних коррозійнно-стійких і жароміцних композиційних і керамічних матеріалів і широке використання їх в електротехніці й електроніці, металургії, хімії і медицині. Упровадження нових матеріалів дає можливість переходити до принципово нових технологічних процесів. Наприклад, створення матеріалів, які володіють надпровідністю при досить високих температурах, дозволяє підійти до революційного перевороту в техніці. Уже зараз існують матеріали з унікальними властивостями - пам'ять форми, відсутність звуку при ударі чи терті, сполучення надміцності і зверхлегкості й інші.
2. Застосування нових пластичних мас, здатних замінити метали і сплави і поліпшити якість і довговічність машини. Такі пластмаси мають більшу теплостійкість, чим більшість конструкційних матеріалів, міцні і легкі, що дозволяє використовувати їх замість традиційних матеріалів з більшою ефективністю. Наприклад, 1 тонна термопластів звільняє в народному господарстві до 10 тонн кольорових металів і легованих сталей.
3. Створення нових зносостійких і інших матеріалів з чорних і кольорових металів з використанням методів порошкової металургії, що найбільш ефективна через різке зниження відходів при виготовленні деталей, скорочення числа технологічних операцій і трудомісткості при одночасному підвищенні якості продукції, можливості створення принципово нових матеріалів, які не можна одержати ніяким іншим способом. До таких матеріалів відносяться фільтрові, фрикційні, надтверді. Напівпровідники й інші. Особливо треба виділити композити, тобто матеріали, отримані армуванням порошкової маси неметалічними компонентами, у числі яких - вуглепластики - вуглецеві волокна, покриті алюмінієм.
Не менш важливе використання порошків для напилювання на поверхню деталі міцного покриття, що дозволяє практично цілком відновлювати зношені деталі.
4. Створення нових напівпровідникових матеріалів, металів і їхніх з'єднань високої чистоти з особливими фізичними властивостями; нових аморфних і мікрокристалічних матеріалів, які володіють унікальними властивостями.
5. Удосконалювання технології безупинного розливання і застосування технології позапечної обробки для підвищення її якості.
6. Створення серії технологічних лазерів і їхнє впровадження для термічної і розмірної обробки, зварювання і розкрою; устаткування для плазменної, вакуумної і детонаційної технології нанесення різних покрить; технологій із застосуванням високих тисків, імпульсних впливів, вакууму для синтезу нових матеріалів і формоутворення виробів. Область застосування лазерів постійно розширюється.
Прискорений розвиток біотехнології дозволить збільшити запаси продовольчих ресурсів, освоїти нові поновлювані джерела енергії, забезпечити попередження й ефективне лікування важких хвороб, подальший розвиток безвідхідних виробництв і скорочення шкідливих впливів на навколишнє середовище.
Хіміко-технологічні процеси відіграють важливу економічну роль у народному господарстві країни, тому що лежать в основі виробництва найважливіших традиційних матеріалів: чавуна, сталі, міді, скла, цементу, хімічних волокон, пластмас, каучуку і гуми, мінеральних добрив, бензину, коксу і нових видів сировини і матеріалів, що заміняють природні і застосовуються в різних галузях промисловості. Велике достоїнство хіміко-технологічних процесів складається також і в тім, що вони удосконалюють виробництво, поліпшують його техніко-економічні показники. Велика роль цих процесів у створенні енерго-, трудо- і ресурсозберігаючих технологій. В даний час прийнята наступна класифікація хіміко-технологічних процесів:
1. По агрегатному стані взаємодіючих речовин: а) однорідні процеси (гомогенні); б) неоднорідні процеси (гетерогенні).
2. За значенням параметрів технологічного режиму: а) низькотемпературні і високотемпературні; б) каталітичні і некаталітичні; в) такі, що протікають під вакуумом, нормальним і високим тиском; г) з низькою концентрацією речовини і високою концентрацією речовини.
3. По характері протікання процесів у часі: а) періодичні; б) безупинні.
4. По гідродинамічному режимі - два граничних випадки перемішування реагуючих компонентів із продуктами реакції: а) повне змішання; б) ідеальне витиснення, при якому вихідна суміш не перемішується з продуктами реакції.
5. По температурному режимі: а) ізотермічні процеси (температура постійна у всьому реакційному обсязі); б) адіабатичні процеси (немає відводу чи підведення тепла); в) політермічні процеси (температура в реакційному апараті змінюється нерівномірно).
6. По тепловому ефекті: а) екзотермічні (з виділенням тепла); б) ендотермічні (з поглинанням тепла).
До прогресивних хіміко-технологічних процесів відносяться біохімічні, радіаційно-хімічні, фотохімічні і плазмохімічні процеси.
Ці процеси подібні з каталітичними по механізму прискорення хімічних реакцій, що за участю відповідних збудників йдуть по іншому шляху, чим у їхню відсутність. Збудниками служать світлові випромінювання (фотохімічні процеси), що іонізують випромінювання високої енергії (радіаційно-хімічні процеси) і біохімічні каталізатори - ферменти мікроорганізмів.
Застосування біохімічних процесів у хімічній технології має особливо велике майбутнє. У живій природі під дією високоактивних біологічних каталізаторів - ферментів і гормонів - відбуваються всілякі біохімічні і каталітичні реакції. Вони відбуваються в атмосферних умовах (без підвищення температури, тиску) з високим виходом.
Технічна мікробіологія вивчає нові біохімічні методи виробництва найрізноманітніших хімічних продуктів. Уже зараз здійснені на практиці мікробіологічні синтези антибіотиків, вітамінів, гормонів. Особливо важливе значення має використання біохімічних методів для синтезу харчових продуктів, зокрема білків. Відомо, що у світі відчувається недолік білкових продуктів, і одним з основних шляхів розширення харчових ресурсів є реалізація виробництва білків біохімічними методами за допомогою мікроорганізмів. У промисловості давно використовуються наступні біохімічні процеси - біологічний синтез білкових кормових дріжджів, різні форми шумування з одержанням спиртів і кислот, біологічне очищення стічних вод і т.п.
В даний час застосовується синтез різних білкових матеріалів у промислових масштабах народного господарства, в основному мікробіологічним синтезом, ферментними системами мікроорганізмів, а також промислове використання мікробіологічного синтезу білків з легких олій, нормальних парафінів, метанолу, етанолу, оцтової кислоти й інших органічних сполук, одержуваних переважно з нафти. Використовуючи для мікробіологічного синтезу всього 4 % сучасного світового видобутку нафти, можна забезпечити білковий раціон 4 млрд. людей, тобто майже всьому населенню земної кулі.
За допомогою деяких бактерій, що засвоюють водень, можна втягнути в реакцію кисень і атмосферний діоксид вуглецю, при цьому одержати формальдегід і воду. Таким чином, бактерії синтезують дуже потрібний хімічній промисловості формальдегід і очищають повітря від двоокису вуглецю. Крім того, самі бактерії можуть бути використані для виробництва кормів, тому що наполовину складаються з повноцінного білка.
Мікробіологічні процеси широко застосовуються в гідролізній промисловості при збражуванні цукристих речовин в одержанні спиртів, виноробстві, виготовленні кормових дріжджів, у сироварінні, при обробці шкір і т.п.
Біохімічні процеси використовуються також для отримання білків і вуглеводів із трави, деревних і сільськогосподарських відходів, виготовлення штучної їжі з водоростей (таких, як хлорелла), синтезу харчових олій, цукрів, жирів.
Необхідність постійного відновлення продукції відповідно до вимог ринку, вирішення екологічних проблем і потреба у високоефективному виробництві обумовлюють не тільки постійне удосконалювання традиційних технологічних процесів, але і створення нових технологій, список яких великий. Можливо також сполучення в одному технологічному процесі відразу декілька технологій. У ряді випадків елементи нових технологій вдало доповнюють традиційні технологічні процеси, наприклад, комбіновані технології: магнітно-абразивні, плазменно-механічні, лазерно-механічні й інші.
До прогресивних і найбільш значимих сучасних технологічних процесів відносяться: електронно-променева, лазерна, мембранна технологія і порошкова металургія.
Серед безлічі нових технологій лазерна технологія є однієї із самих перспективних. Завдяки спрямованості і високій концентрації лазерного променя удається виконувати технологічні операції, нездійсненні будь-яким іншим способом. За допомогою лазера можна вирізувати з будь-якого матеріалу деталі найтяжчої конфігурації, причому з точністю до сотих часток міліметра, розкроювати композитні і керамічні матеріали, тугоплавкі сплави, що узагалі не піддаються різанню яким-небудь іншим способом. Лазерний інструмент усе частіше застосовують замість алмазного, тому що він дешевше й у багатьох випадках може заміняти алмаз.
Дуже ефективним і економічним процесом є лазерне зварювання, при якому міцність швів у кілька разів вище звичайної, що дуже важливо для багатьох галузей, наприклад, атомної енергетики, хімії й інших. Лазерні технології більш продуктивні і завдяки поверхневому зміцненню деталей дозволяють збільшити термін служби деталей у 3-10 разів. Застосування лазерної технології дає великий ефект при виготовленні деталей з особливо високими вимогами до якості і точності і з особливими характеристиками.
Якщо раніш домінували методи холодної обробки металів різанням, то зараз можна використовувати хімічний і електрохімічний процеси, застосовувані до металевих матеріалів і що дозволяють одержувати вироби високої точності розмірів і якості поверхні. Це такі методи обробки, як: електрохімічна й анодно-механічна, електроконтактна, електроімпульсна й ультразвукова, плазменно-механічна, котра є одним з нових методів обдирання злитків і кувань вагою до 50т і, що полягає в обробці різанням матеріалів, попередньо разупрочненних плазменною дугою в активних середовищах. Застосування нових технологій дає можливість одержати значний економічний ефект. Так, застосування лазера для свердління і різання металу дозволить підвищити продуктивність праці.
Для обробки надтвердих, сностійких і важкооброблюваних матеріалів можна застосовувати високопродуктивний метод - електроконтактна обробка, сутність якого полягає в тім, що інструмент і оброблювана заготівля включаються послідовно в електричний ланцюг.
В даний час ще продовжується процес удосконалювання інструмента для традиційних способів обробки металів різанням як за рахунок упровадження нових матеріалів ріжучої частини інструмента (синтетичні алмази, ельбор, кермети) так і шляхом удосконалювання геометрії леза. Особливо широко застосовуються фізико-хімічні процеси обробки металів і інших матеріалів у приладобудуванні для створення мініатюрних і мікромініатюрних схем, що іншими способами не можуть бути виготовлені. Більш досконалими стали і такі класичні методи обробки металів, як прокатка, штампування, кування, лиття. При збереженні традиційного технологічного процесу одержання піщано-глинистих форм з ущільненням застосовуються імпульсний і вибуховий методи ущільнення суміші, що є малоннергоємкими і безшумними. Застосування полімерних охолодних середовищ при високочастотному поверхневому загартуванні дає майже повну відсутність корозії сталевих деталей. Нагрівання деталі в киплячому шарі є безокисним нагріванням, збільшує продуктивність праці і скорочує час нагрівання.
У сучасній техніці широко застосовуються металеві матеріали, отримані методом порошкової металургії. При виготовленні різних деталей машин методом порошкової металургії одержують значний економічний ефект, що виражається в різкому скороченні питомої витрати матеріалу, собівартості і трудомісткості в порівнянні з традиційними методами виготовлення. Це - нова технологія, що практично не дає відходів. При такій технології виявилося можливим одержувати матеріали, які не можна зробити методами плавлення, наприклад, спекати порошки металів із важко розчинними в них легуючими добавками. При виробництві виробів з використанням порошкової металургії в технолога з'являються величезні можливості управляти властивостями матеріалу і кінцевого продукту.
Для процвітання і конкурентноздатності підприємств важливу роль відіграє своєчасна зміна технологій на більш нові удосконалені у відповідності з вимогами ринку. Розвиваючи науково-технічний прогрес, підприємства удосконалюють засоби виробництва, унаслідок чого підвищують продуктивність і якість виробленої продукції. Стимулювання науково-технічного прогресу - створення переваг у задоволенні економічних і соціальних інтересів організацій і підприємств, що розробляють і освоюють нову високоефективну техніку. В даний час велика увага приділяється вкладенню грошового капіталу в інновацію. Хоча це досить ризиковано, для багатьох підприємств це може бути єдиною можливістю завоювати місце на ринку, використовуючи новітнє устаткування, останні досягнення науки і техніки, творчий потенціал талановитих інженерів, застосовуючи достатнє знання сучасних технологічних процесів. Отже, при вивченні і своєчасному застосуванні всіх цих і багатьох інших факторів, підприємства й організації можуть досягти конкурентноздатності, процвітання й одержання прибутку.
1. Логинов В. Інноваційна політика: заходи для активізації // Економічний вісник №9 2004.
2. Львов Д.- НТП і економіка перехідного періоду // Економічний вісник №11 2005.
3. Макконелл С. Экономикс. Пер. С англ. - М.: Туран 2003.
4. Твісс Б. Управління науково-технічними нововведеннями. Скр. пер. з анг. - К.: Либідь. – 2004.
|
