Современные направления развития машиностроения доклад
Обновлено: 02.07.2024
Характеристика основных направлений развития машиностроения. Роль технологической подготовки производства. Создание комплексных систем автоматизированного проектирования и изготовления.
Направления развития машиностроения
Особенностью современного машиностроительного производства является необходимость частой сменяемости номенклатуры выпускаемых изделий, что вызвано потребностями рынка. В таких условиях предприятия машиностроительного профиля стремятся обеспечить гибкость производства и иметь технологическое оснащение, соответствующее требованиям серийного производства, что позволяет выпускать продукцию широкой номенклатуры. При этом условия жесткой конкуренции вынуждают минимизировать трудоемкость изготовления изделий, поэтому возросли требования к достижению высокой производительности в мелко- и среднесерийном производстве. Это особенно актуально на стадии подготовки производства в связи с непрерывным увеличением ее доли затрат в себестоимости продукции серийных производств. Основной составляющей в трудоемкости подготовки производства являются затраты инженерного труда на проектирование технологических процессов.
Наметились три направления решения проблемы повышения эффективности инженерного труда в сфере проектирования:
-> рационализация системы проектирования, включая систематизацию самого процесса проектирования и улучшение организации труда инженера-проектировщика;
-> разработка имитационных моделей для воспроизводства на компьютерах умственной деятельности человека, его способности принимать решения в условиях полной или частичной неопределенности проектных ситуаций, разработки эвристических алгоритмов, позволяющих качественно решать сложные задачи проектирования при введении определенных ограничений.
Основные направления развития машиностроения
Удовлетворение требований высокой мобильности и производительности достигается путем автоматизации производственных процессов за счет широкого использования станков с ЧПУ, гибких производственных модулей, робототехнических комплексов и гибких производственных систем (ГПС).
Основой производственных процессов являются автоматизированные технологические процессы механической обработки и сборки, обеспечивающие высокую производительность и необходимое качество изделий. Современное машиностроение развивается в направлении автоматизации производства, внедрения гибких технологий, позволяющих быстро и эффективно перестраивать технологические процессы на изготовление новых изделий.
Под гибкостью понимается возможность быстрого перехода на новые технологические процессы в связи с изменением факторов, определяющих качество выпускаемых деталей, производительность. При изменении конструктивных параметров детали ГПС должны количественно и качественно переналаживаться в сжатые сроки при минимальных затратах.
Таким образом, тенденцией современного этапа автоматизации проектирования является создание комплексных систем, включающих конструирование изделий, технологическое проектирование и изготовление изделий в ГПС. Спроектированный технологический процесс должен оперативно реагировать на изменение производственных ситуаций изготовления изделий.
Автоматизация проектирования технологии и управления производственными процессами — один из основных путей интенсификации производства, повышения его эффективности и качества выпускаемой продукции. Использование ГПС и технологических модулей позволяет изготавливать детали в любом порядке и варьировать их выпуск в зависимости от производственной программы, сокращает затраты и время на подготовку производства, повышает коэффициент использования оборудования, изменяет характер работы персонала, повышая удельный вес творческого, высококвалифицированного труда.
Одна из тенденций современного этапа проектирования — создание комплексных систем автоматизированного проектирования и изготовления, включающих конструирование изделий, технологическое проектирование, подготовку управляющих программ для оборудования с ЧПУ, изготовление деталей, сборку узлов и машин, упаковку и транспортирование готовой продукции.
В основу производственной деятельности предприятий машиностроительных отраслей заложена предметная специализация. Производственные структуры таких предприятий характеризуются:
Переход на выпуск принципиально новой продукции в условиях сложившихся производственных структур требует коренной перестройки с привлечением дополнительных инвестиций. В рыночных условиях на смену постоянным организационным структурам промышленных предприятий с предметной специализацией должна прийти переменная структура. В этом случае промышленное производство представляется как система предприятий корпоративного типа, состоящая из головного предприятия, определяющего вид выпускаемой продукции, и набора технологически специализированных предприятий. Состав и количество таких предприятий определяются видом выпускаемых изделий. Такая структура легко изменяется в зависимости от запросов рынка. Ее формирование тесно связано с особенностями современного машиностроительного производства:
-> создается сфера информационных технологий инжиниринга, рынка предоставления информационных услуг, которые превращаются в самостоятельную отрасль, имеющую приоритетное значение для развития машиностроения:
-> наука становится самостоятельным элементом производительных сил общества. Растет объем производства наукоемких изделий. Их разработки базируются на опережающих фундаментальных исследованиях, а не на ранее доминирующем эмпирическом подходе к созданию новых изделий;
-> в качестве важнейшего фактора развития предприятий выступает конкуренция при регулирующей роли государства;
-> происходит реструктуризация предприятий на основе рыночных законов экономики. Структура предприятия обеспечивает выполнение полного жизненного цикла изделий. Корпоративные стремления находят развитие в виде создания виртуальных предприятий;
-> индивидуализация заказов, частая сменяемость изделий приводят к повышению доли затрат на технологическую подготовку производства и относительному уменьшению трудоемкости изготовления продукции;
-> основными показателями эффективности деятельности предприятий становятся время и надежность сроков выполнения заказов, качество и себестоимость изделий;
-> возрастает роль информационных технологий инжиниринга, существенным образом влияющих на все основные показатели экономики предприятия;
-> развитие кооперации между предприятиями и расширение рынков сбыта изделий приводят к необходимости создания единой информационной базы.
Таким образом, современный этап развития машиностроения характеризуется необходимостью обеспечения конкурентоспособности производимой продукции, что означает оперативное реагирование производства на изменение потребительского спроса, обеспечение качества, снижение себестоимости производимой продукции при существенном сокращении сроков ее выпуска.
Технологическая подготовка производства
Эта проблема предусматривает решение задачи сокращения времени на технологическую подготовку производства (ТПП), направленную, прежде всего, на расширение номенклатуры выпускаемой продукции при снижении величины партий, что требует создания быстропереналаживаемых производственных систем. В промышленности с технологической подготовкой производства непосредственно связаны освоение выпуска новых изделий, повышение технического уровня и качества продукции, улучшение всех технико-экономических показателей работы предприятий.
Технологическая подготовка, являясь основной составляющей технической подготовки производства, направлена на изготовление новых изделий. При этом главная задача ТПП — обеспечение освоения выпуска нового изделия в короткие сроки и с наименьшими затратами. ТПП включает: разработку технологических процессов, проектирование и изготовление средств технологического оснащения, обеспечивающих технологическую готовность предприятий к выпуску изделий заданного качества при установленных сроках, объемах и затратах.
Содержание, объем и организация ТПП во многом зависят от типа производства. В единичном и мелкосерийном производствах объем технологической подготовки составляет около 25 %, в серийном — до 50 %, в крупносерийном и массовом — до 70 % от всего объема работ по ТПП новых изделий.
Уровень технологической подготовки производства существенно влияет на организационную структуру предприятия и технико-экономические показатели его производственной деятельности, а также определяет качество выпускаемой продукции. Высокий уровень ТПП сокращает трудоемкость изготовления деталей и сборки изделия, длительность производственного цикла, снижает себестоимость изготовления продукции и производственный брак, уменьшает расход металла, повышает качество машин и т.д.
-> организационно-технические условия, учитывающие возможности приобретения комплектующих изделий, а также оборудования и оснастки на других предприятиях.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Современные технологии в машиностроении
Машиностроение - это основа экономики любой развитой страны. Печально, что в основу экономики составляет добывающая, а не обрабатывающая промышленность. Но динамика развития этого комплекса в последние годы говорит о том, что и в машиностроении у нас есть большие перспективы для развития.
Для любого высокоразвитого государства машиностроительный комплекс – это самая важная отрасль индустрии, на которую затрачиваются большие денежные средства для ее роста и увеличения. Сюда относится производство станков, разных устройств, техники для машиностроение. Объектом технологии машиностроения является технологический процесс, а предметом – установление и исследование внешних и внутренних связей, закономерностей технологического процесса. Только на основе их глубокого изучения возможно построение прогрессивных технологических процессов, обеспечивающих изготовление изделий высокого качества с минимальными затратами.
Современная технология развивается по следующим основным направлениям: создание новых материалов; разработка новых технологических принципов, методов, процессов, оборудования; механизация, автоматизация и компьютеризация технологических процессов, устраняющая непосредственное участие в них человека. У нас в Казахстане нет еще заводов по изготовлению станков,нашим портнером является Россиия и зарубежные страны
Производственный процесс всех сфер машиностроения осуществляется на производствах, которые размещаются, главным образом, в тех регионах, в которых имеется высокий спрос на тот или другой род техники. Кроме того размещение заводов будет зависеть и от размеров самого производства и веса производимой техники и приборов. Производства многих видов направлений машиностроения делятся на два класса: производства, которые занимаются непосредственно производством и заводы, которые занимаются сборкой составляющих деталей , у нас в Казахстане есть заводы по сборке.
Российское машиностроение имеет высокий уровень развития и на сегодняшний день снабжает различными типами продукции и оборудованием большое количество европейских и западных стран. В том числе на заводах проводится монтаж устройств и техники из составляющих частей стран западной Европы.
Можно отметить два ключевых направления машиностроения. Одно – это снабжение медицинской техникой, для легкой промышленности, разнообразного типа аппаратурой для производства, а еще транспортной техникой. Ко второму типу относится энергетическая промышленность, разработка и строительство станков.
Для последующего совершенствования отраслей машиностроения нужно не только большое количество необходимых материалов и значительных средств, но еще и специалистов высокого уровня лучшей подготовки. Для любого типа отрасли нужно иметь сотрудников и работников, которые могли бы справляться со сложной работой. В данном случае необходимо глубокое знание каждого производственного процесса, его полнейший надзор качества. Как отмечал наш президент мы уже много подготовили юристов и экономистоквав, нам надо готовить высоко квалифицированых рабочих кадров.
Эффективность реконструкции всех отраслей народного хозяйства в решающей мере зависит от машиностроения. Именно в нем материализуются научно-технические идеи, создаются новые системы машин, определяющие прогресс в других отраслях экономики.
Перед машиностроителями поставлена задача: резко повысить технико-экономический уровень и качество своей продукции, перейти на выпуск самых новейших машин, станков и приборов. Чтобы ускорить выпуск новейших машин, необходимо в 3-4 раза сократить сроки разработки и освоения новой техники. При этом предусмотрено, что все вновь осваиваемые виды машиностроительной техники по производительности и надежности должны превосходить в 1,2 . 2 раза выпускаемую аналогичную продукцию, при этом удельная * материалоемкость новых машин должна быть снижена на 12 . 18%. (Первоочередное развитие получают такие отрасли машино-строения, как станкостроение, электротехническая промышленность, микроэлектроника, вычислительная техника и приборостроение! вся индустрия информатики — подлинные катализаторы научно-технического прогресса. Темпы прироста выпуска продукции этих отраслей намечены в 1,3 . 1,6 раза выше по сравнению со средними по машиностроению в целом.
В настоящее время создан и получает распространение принципиально новый класс машин, обеспечивающий высокую производительность — автоматизированные производственные системы (участки, цехи, заводы) . Ускоренно нарастает производство промышленных роботов, обладающих искусственным зрением, воспринимающих речевые команды и быстро приспособляющихся к изменяющимся условиям работы.
В нашей стране разработан такой новейший класс техники, как роторные и роторно-конвейерные линии для машиностроения и металлообработки. По сравнению с обычными видами оборудования они обеспечивают повышение производительности труда в 10 и более
* Часто для оценки различных вариантов используют удельные показатели-- отношение массы изделия к его характерному параметру (мощности, вращающему моменту, производительности и т. п.).
Требования к машинам и деталям
В соответствии с современными тенденциями к большинству проектируемых машин предъявляются следующие общие требования:
· экономичность производства и эксплуатации;
· высокий коэффициент полезного действия;
· автоматизация рабочих циклов;
· компактность, надежность и долговечность;
· удобство и безопасность обслуживания;
· соответствие внешнего вида требованиям технической эстетики.
При конструировании и изготовлении машин должны строго соблюдаться Государственные стандарты (ГОСТы).
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. Изготовление стандартных деталей и узлов машин производится в специализированных цехах и на заводах, что повышает их качество и снижает стоимость.
Одним из главных требований, предъявляемых к машинам и их деталям, является технологичность конструкции, которая значительно влияет на стоимость машины.
Технологичной и называют такую конструкцию, которая характерна минимальными затратами при производстве и эксплуатации.
Технологичность конструкции характеризуется:
1. применением в новой машине деталей с минимальной механической обработкой, При этом широко используется штамповка, точное литье, фасонный прокат, сварка;
2. унификацией данной конструкции, т. е. применением одинаковых деталей в различных узлах машины;
3. максимальным применением стандартных конструктивных элементов деталей (резьб, канавок, фасок и др.), а также стандартных квалитетов и посадок;
4. применением в новой машине деталей и узлов, ранее освоенных в производстве.
Надежность машин
Основными показателями надежности являются вероятность безотказной работы и интенсивность отказов.
Вероятностью безотказной работыР (f) называется вероятность того, что в заданном интервале времени или в пределах заданной наработки не возникает отказ изделия.
Если за время наработки t из числа No одинаковых изделий были изъяты из-за отказов Nt изделий, то вероятность безотказной работы изделия
Так, напримеh, если по результатам испытания в одинаковых условиях партии изделий, состоящей из Nо=1000 шт., после наработки 5000 ч вышли из строя N1= 100 изделий, то вероятность безотказной работы этих изделий
P(t)== 1 – Nt/Nо= 1-100/1000=0,9.
Вероятность безотказной работы сложного изделия равна произведению вероятностей безотказной работы отдельных его элементов:
Из формулы 3.2. следует, что чем больше элементов имеет изделие изделие, тем меньше его надежность.
Интенсивность отказов(t). В разные периода эксплуатации или испытаний изделий число отказов в единицу времени различно. Число отказов, приходящихся на единицу времени, называется интенсивностью отказов.Так, в предыдущем примере при испытаний в интервале от О до 5000 ч из строя вышли 100 изделий. Это значит, что в среднем в 1 ч отказывает 0,02% изделий (1 изделие за 50 ч работы).
Типичная зависимость интенсивности отказов K(t) от времени эксплуатации t для большинства машин и их узлов показана на рис. 0.1. В начальный период работы — период приработки -интенсивность отказов велика. В этот период проявляются различные дефекты производства. Затем она убывает, приближаясь к постоянному значению, соответствующему периоду нормальной эксплуатации. Причиной отказов в этот период являются случайные перегрузки, скрытые дефекты производства (микротрещины и др.) . В конце срока эксплуатации наступает период проявления изнашивания, когда интенсивность отказов быстро возрастает и, следовательно, эксплуатация изделии должна быть прекращена.
Основы надежности закладываются конструктором при про-) актировании изделия. Надежность зависит также от качестваизготовления изделия и от соблюдения норм эксплуатации. Она монотонно снижается в течение срока службы.
В технике имеются высоконадежные устройства, например в железнодорожном транспорте, авиации, космонавтике и др.
Рис. 3.1. Зависимость интенсивности отказов от времени эксплуатации
В последнее время новые технологии в машиностроении появляются всё более массово. Это обусловлено очередной ступенью прогресса, который, прежде всего, направлен на производственную деятельность. Машиностроение представляет собой огромную отрасль с множеством разветвлений, куда входят такие направления как: дизайн и производство транспорта, робототехника, изготовление промышленных станков, бытовые приборы, радиотехника, электротехническая промышленность и пр.
Основой современного машиностроения справедливо считаются наукоёмкие технологии и инновации, возникающие на пересечении нескольких наук. В данный момент технический прогресс совместил в себе развитие энергетики, физические и химические достижения, высокоэффективные компьютерные технологии, программные продукты и пр. Это сочетание позволяет разрабатывать и выпускать многокоординатные, гибкие, многофункциональные машины и находить новые методы их производства.
Сверхпрочный материал
Специалисты автомобильной, авиационной и космической промышленности много десятков лет задаются единым вопросом о создании нового материала, имеющего минимальный вес, но при этом обладающим исключительной прочностью. Чем выше эти характеристики, тем экономичнее, экологически безопаснее и надёжнее выпускаемые в этих отраслях транспортные средства.
Группа исследователей из Северной Каролины и Канады смогли синтезировать сплав нового типа, которому предрекают произвести революцию в технологиях машиностроения. Сплав пока не получил официального названия, поэтому в научных работах обозначается по химической формуле — Al20Li20Mg10Sc20Ti30. Состав представляет собой смесь 5 известных металлов: магния, алюминия, лития, титана и скандия. Плотность материала не превышает плотность алюминия, а по прочности он превзошёл входящий в его состав титан.
Главный секрет заключается в методе производства сплава. Перед изготовлением в равных пропорциях тщательно перемешивают и усредняют порошкообразные ингредиенты с размером частиц не выше 12 нанометров. После этого идёт процесс сплавления при помощи диффузии под избыточным давлением в 5,9 ГПа.
Значения, которые демонстрирует этот новый материал, превосходят все существующие конструкторские аналоги на данный момент. Ближе всего по плотности к нему находятся отдельные сорта керамики, но они очень уступают в хрупкости. Прочность нового металлического сплава держится на уровне углеродного волокна, но такое волокно слишком пластично, что вызывает его деформации при больших нагрузках или механическом воздействии, поэтому его применение в машиностроении сильно ограничено.
Двигатель с пластмассовыми узлами
Желание максимально повысить энергоэффективность и экономичность транспортных средств стала причиной того, что новые машины, небольшие и крупногабаритные плавсредства и самолёты становятся всё легче. Основным пунктом снижения веса в сфере транспорта всегда считалось облегчение конструкций за счёт снижения веса кузова и шасси. Достигнув в этом значительных результатов, машиностроение нашло новую технологию, которая даст возможность продолжить облегчение. Учёные из Фраунгофера (Германия) решили, что следующим этапом должно стать облегчение двигателя внутреннего сгорания. Стандартно он выполняется из тяжёлых сортов металлов, которые облагают повышенной термоустойчивостью, но исследователи предприняли смелую попытку заменить металлические детали более лёгкими пластиковыми композитами.
Был создан одноцилиндровый двигатель, в большинстве узлов которого отказались от металлических составляющих. Их заменили пластиком из армированного волокна, который соответствует инжекционной формовке. Тесты показали, что такое изменение позитивно отразилось не только на весе двигателя и транспортного средства в целом, но и стало причиной более тихой работы двигателя. В качестве ещё одного бонуса было выявлено, что такая новая технология позволяет снизить количество затрачиваемого топлива, поскольку детали из пластикового армированного волокна отдают меньшее количество тепла в окружающую среду.
Главной проблемой было создание надёжного метода крепления пластика к металлу, поскольку эти два материала совершенно по-разному расширяются под действием высокой температуры. Сложность представляла и устойчивость пластика к органическим веществам, таким как машинное масло, бензин, компоненты антифриза и т.д. Для этого в состав были добавлены термореактивные смолы. Детали выливали в заготовленные формы, после которых отпала необходимость доводки элементов, как это бывает с металлическими деталями, что значительно сокращает время на производство двигателей нового типа.
Преодоление трения
Национальная лаборатория Аргонна (США) представила новую технологию, разработанную для машиностроения, которая позволяет снизить трение двух разных материалов практически до нуля на макроскопическом уровне.
Трение – параметр, который требует энергии для движения любого механизма. Чем выше трение, тем больше необходимо топлива для его преодоления. Чтобы уменьшить этот параметр используют современные смазочные материалы, но снизить его таким образом получается незначительно. Поэтому американские учёные решили обратить своё внимание на трение на уровне наночастиц, потому что именно здесь атомное притяжение важнее неровностей, вызывающих трение в макромасштабе.
Исследователи в ходе тестов одну плоскость покрыли графеном, а на другую поверхность напылили алмазно-углеродный состав. После этого обе поверхности перемещали друг по другу. Когда крошечные алмазы отрывались от своей плоскости и катались между поверхностями, коэффициент трения становился практически нулевым. Для подтверждения своей догадки учёные провели ещё один опыт: они искусственно поместили наноподшипники из алмаза, и трение при движении становилось настолько мало, что измерить его при помощи даже самой чувствительной аппаратуры не удавалось.
Механизм действия этой технологии основан на том, что наношарики одного слоя выбивают из графена хлопья, которые выполняют роль модифицированной смазки. Эксперименты проводились в разных условиях, при разных скоростях трения и различных нагрузках, но коэффициент оставался нулевым. Единственным условием, который мог помешать феномену, стало попадание воды между взаимодействующими поверхностями.
Инновацию с энтузиазмом взяли в оборот машиностроители, занимающиеся космическими разработками, где новый подход намерены реализовать в ближайшие 15 лет.
Новый тип изготовления деталей
Машиностроение всё больше внедряет в производство разработки, в которых при выполнении работ человеческий фактор сводится к минимуму. Всё чаще изготовление сложных и сверхточных деталей становится делом лазерных установок.
При помощи лазерного луча направленной точности выполняется тонкая резка металла с любым интервалом и графическим узором. По сравнению с механическими инструментами у такого метода есть ряд неоспоримых преимуществ:
- возможность резки сплавов любой плотности и любых физических свойств;
- полная автоматизация процесса за счёт предварительного программирования установки для масштабного использования;
- скорость выполнения работы;
- отсутствие ошибок и несовершенств выполненных действий.
Лазер используется и для сварочных работ. Особенно важна эта технология в случае крупногабаритных деталей из металлов, имеющих большой вес и широкую сварную площадь. Всё чаще этот метод применяют на воздухе в аргонной среде, отмечая его надёжность, экономичность и скорость.
Но самая инновационная технология машиностроения, связанная с применением лазера, касается метода лазерного послойного синтеза. Благодаря ему выполняют выращивание деталей сложной формы. При помощи лазерного синтеза создают различные детали из жаропрочной стали, алюминия или титана.
Происходит этот процесс по 3D-технологии: лазер оплавляет порошок, из которого за несколько часов выполняется деталь. Такие изделия характеризуются идеальной плотностью, что позволяет широко применять их в авиационной и космической отрасли. Этот подход позволяет свести к нулю возможные деформации и поломки, которые возникали при применении старых методов.
Самоочищающаяся краска
Новые технологии машиностроения направлены не только на инновационные конструкторские особенности. Они также касаются дизайна и внешнего вида изделий. Один из крупнейших автопроизводителей компания Nissan поставила себе цель создать автомобильную краску, которая позволит свести повседневный уход за машиной к минимуму.
Краска нового типа работает благодаря ультратонкому слою, состоящему из наночастиц, которые отталкивают от себя пыль, грязь, машинное масло, органические растворители и другие типы загрязнителей, способные оседать на поверхности автомобилей. Для тестов полученного материала была выбрана модель Nissan Note. Для чистоты эксперимента машины покрывали краской, произведённой по новой технологии, лишь наполовину, чтобы иметь возможность сравнивать результат со стандартным покрытием.
Технология, которую опробовали в течение нескольких месяцев, называется Ultra-Ever Dry. Работает она за счёт того, что между окружающей средой и краской возникает тонкий воздушный нанослой, отталкивающий инородные агенты с поверхности. Кроме того, что Ultra-Ever Dry позволит в десятки раз увеличить время между мойками авто, она защитит корпус от деформации вследствие контакта с влагой, что продлит время эксплуатации и сохранит на длительное время безупречный вид модели после схождения с конвейера.
Материал — перо
Настоящей сенсацией в мире машиностроения стала инновационная технология, представленная компанией Boeing. Ею является сверхлёгкий материал Microlattice, который имеет в структуре 99,99% воздуха. Из-за чрезмерной лёгкости небольшой кусок нового материала способен парить в воздухе наподобие пера или одуванчика. Кроме того, он чрезвычайно эластичен, обладает удивительной способностью к поглощению ударов, может выдерживать повышенное давление и даже восстанавливает первичную структуру после 50% деформации.
Структура Microlattice состоит из ультратонких полимерных полых трубок, имеющих толщину 100 нанометров, что в тысячу раз тоньше по сравнению с волосом человека. Трубки располагаются упорядоченно в форме молекулярной решётки отдельных металлов. Между трубками всё свободное пространство занято воздухом.
Удивительно свойство поглощать энергию, присущее Microlattice. Были проведены эксперименты, в ходе которых установлено: чтобы сохранить целостность скорлупы сырого куриного яйца, сброшенного с крыши 25-этажного дома, необходим слой упаковочной плёнки толщиной в 1-2 метра. Чтобы сохранить яйцо невредимым при помощи Microlattice, достаточно всего пару десятков сантиметров этого материала.
Компания Boeing анонсировала, что на данный момент рассматривается возможность массового выпуска Microlattice для использования не только в авиастроении, но и в других сферах машиностроения. Специалисты не исключают, что уже через 10 лет практически во всех транспортных средствах в том или ином процентном соотношении будет присутствовать Microlattice. Не исключают возможность его применения и в изготовлении роботов, а также бытовой техники.
Инновационные принципы и материалы машиностроения продолжают разрабатываться по всему миру. Новые высоты, которые сейчас хотят покорить инженеры и конструкторы, касаются безызносных материалов. Не кажутся уже такой откровенной фантастикой идеи создания вечного двигателя. Обычным пользователям остаётся с интересом наблюдать за новыми разработками и с наслаждением использовать их в повседневной жизни.
Целью данного исследования является описание и анализ основных тенденций и проблем развития машиностроения в мире.
Для достижения этой цели я поставила перед собой следующие задачи:
Рассмотреть роль и содержание современного машиностроения
Изучить отраслевую структуру машиностроения
Проанализировать основные тенденции развития машиностроения
Найти пути решения основных проблем в машиностроительном комплексе
Содержание
Введение…………………………………………………………………………. 3
Глава 1 Машиностроение-главная отрасль мировой промышленности
Роль и содержание машиностроительного комплекса……………5
Отраслевая структура машиностроения…………………………. 6
Факторы, определяющие отраслевую структуру машиностроения……………………………………………………17
Глава 2 Анализ основных тенденций и проблем современного машиностроения мира на примере РФ
2.1. Основные тенденции развития машиностроения мира……………20
2.2. Характеристика машиностроительной отрасли РФ………………..24
Глава 3 Основные направления совершенствования машиностроительного комплекса
3.1. Пути решения основных проблем в машиностроительной отрасли в мире………………………………………………………………………. 31
3.2. Предложения по решению основных проблем в машиностроительной отрасли в РФ……………………………………..34
Заключение………………………………………………………………………42
Список использованной литературы…………………………………………. 45
Приложение………………………………………………………………………49
Работа состоит из 1 файл
Основные тенденции и проблемы развития машиностроения в мировой экономике.docx
Энергетическое машиностроение. Отрасль производства и обслуживания промышленного оборудования для генерации и передачи электрической энергии. В отрасль входят предприятия по производству турбин, электрических генераторов, силовых трансформаторов для тепловых, атомных и гидроэлектростанций.
В настоящее время мировой рынок энергетического машиностроения оценивается в $70 млрд. в год, в перспективе до 2025 года его годовой объем может достигнуть $100-110 млрд. (в текущих ценах). Крупнейшими игроками на рынке являются корпорации Siemens, Alstom, GeneralElectric, Mitsubishi Heavy Industries и др.
Производство технологического оборудования по отраслям. Турбостроение, поставляющее для энергетики паровые, газовые и гидравлические турбины. Заводы подотрасли выпускают оборудование для тепловых, атомных, гидравлических и газотурбинных электростанций, газоперекачивающее оборудование для магистральных газопроводов, компрессорное, нагнетательное и утилизационное оборудование для химической и нефтеперерабатывающей промышленности, черной и цветной металлургии.
Нефтегазовое оборудование — группа промышленной продукции, которая предназначена для использования в нефтегазовом комплексе. К нефтегазовому оборудованию относится техника для бурения, геофизических и геологических работ, ремонта скважин, добычи, транспортировки и переработки углеводородного сырья
Лесозаготовительное машиностроение. Отрасль лесной промышленности, осуществляющая производство механизмов и машин для заготовки, транспортировки и обработки древесины. 7
Дорожное и строительное машиностроение. Отрасль производит технику и оборудование для нужд таких отраслей промышленности, как общее строительство и строительство дорог. Поскольку отрасль широко развита, производимое для них оборудование имеет очень большой ассортимент (дорожно-строительная техника, техники для городского коммунального хозяйства и т.д.)
Сельскохозяйственное машиностроение. Отрасль машиностроения, осуществляющая техническое перевооружение сельского хозяйства. Главная задача — обеспечение комплексной механизации сельскохозяйственного производства, т. е. применения машин не только на основных, но и на всех промежуточных операциях при возделывании сельскохозяйственных культур.
В сельскохозяйственном машиностроении осуществляется предметная и подетальная специализация; значительно меньше заводов специализировано на определенных стадиях технологического процесса или капитальном ремонте оборудования. Отрасль производит различные виды комбайнов: зерноуборочные, льноуборочные, картофелеуборочные, кукурузоуборочные, хлопкоуборочные и т.д. А также различные модификации тракторов: колесные пропашные, колесные пахотные, гусеничные пропашные и т.д. В основном выпуск сельскохозяйственных машин сосредоточен в США, Канаде, странах Западной Европы. Производство несложного оборудования для аграрного сектора экономики имеет место в ряде развивающихся стран. 8
В состав среднего машиностроения входят:
- Автомобильная промышленность и тракторостроение
- Станкостроение и инструментальная промышленность
- Робототехника
- Оборудование легкой промышленности и пищевой промышленности
- Промышленность бытовых приборов и машин
- Приборостроение
- Электронная и электротехническая промышленность
- Факторы, определяющую отраслевую структуру машиностроения
Резко увеличивается активность Западной Европы. Европейский рынок соперничает с американским, особенно германские и французские фирмы, контролирующие около половины продаж автомашин в Европе Суммарное производство автомашин в Германии и Франции, достигшее в 2000 г. 8,3 млн (5,1 млн. в Германии и 3,2 млн. ‐ во Франции), ставит их на современный уровень США и Японии. Растет производство автомашин также в Испании, Италии, Великобритании, в ряде стран Азии (Республика Корея), Латинской Америки (особенно в Бразилии). В большинстве развивающихся стран распространение получила преимущественно автосборка. 9
Станкостроение и инструментальная промышленность. Отрасли машиностроения, создающие для всех отраслей промышленности металлообрабатывающие и деревообрабатывающие станки, автоматические и полуавтоматические линии, комплексно-автоматического производства для изготовления машин, оборудования и изделий из металла и других конструкционных материалов, кузнечнопрессовое, литейное и деревообрабатывающее оборудование. Главным направлением развития станкостроительной промышленности ‐ является повышение уровня автоматизации производства. 10
Совершенствование конструкций станков идет по пути перехода к станкам-полуавтоматам и автоматам. Растет производство и других видов специальных станков. Признанным лидером в этой сфере станкостроения издавна была Германия. Долгое время она занимала первое место в мире по общим объемам производства и экспорта станков и качеству изделий. Но активное использование достижений НТР позволило Японии уже в первой половине 90‐х гг. опередить Германию. А в конце 90‐х гг. Япония еще более укрепила свои позиции. Стоимость производимых станков здесь превысила 9 млрд. долл., что составило 28% мирового выпуска станков. Германия со стоимостью произведенных станков 7,5 млрд. долл. (18% мирового объема) стала занимать второе место. На третьем месте оказались США (4,9 млрд. долл., 12% мирового объема). Ведущие позиции также занимают Италия (10%), Швейцария (5,9%), Китай (5,1%). Определенной специализацией обладают также Тайвань, Республика Корея, Великобритания, Франция.
Россия известна высоким качеством многих видов станков. Но в их общем производстве в настоящее время она занимает лишь 23‐24‐е место в мире.
Робототехника. Одним из важнейших направлений современного технического прогресса является роботизация. Новая эра электронно‐механических манипуляторов, которые чешский писатель К.Чапек еще в 20‐е гг. назвал роботами, бурно развивается в последние десятилетия. Признанный лидер в этой области ‐ Япония, на долю которой в настоящее время приходится 60% мирового парка промышленных роботов. Здесь производится более половины роботов мира. Парк промышленных роботов США уступает японскому в 6 раз. Далее следуют Германия, Франция, Италия, Великобритания, Швеция. 11
Машиностроение для легкой и пищевой промышленности. Сюда входят следующие подотрасли: производство оборудования для текстильной, трикотажной, швейной, обувной, кожевенной, меховой промышленности, а также для производства химических волокон и оборудование для пищевой промышленности. Основным фактором размещения является близость к потребителю. 12
Промышленность бытовых приборов и машин. Выпускает приборы и машины, предназначенные для использования в быту, облегчения и сокращения домашнего труда, создания бытовых удобств. Основные задачи отрасли на ближайшие годы: повышение технического уровня продукции, создание высококачественных, надёжных и экономичных в эксплуатации изделий, предназначенных для дальнейшего облегчения и сокращения труда в быту, а также для гигиенических и лечебных целей; увеличение объёма производства до полного удовлетворения спроса населения; расширение ассортимента и снижение затрат на производство; внедрение передовых технологических процессов с учётом последних достижений науки и техники, а также высокопроизводительного автоматизированного оборудования. 13
Ведущие отрасли точного машиностроения
Продукция отраслей этой группы исключительно разнообразна — это оптические приборы, персональные компьютеры, радиоэлектронная аппаратура, авиационные приборы, волоконная оптика, лазеры и комплектующие элементы, часы.
Приборостроение. Отрасль науки и техники, являющаяся отраслью машиностроения, разрабатывающая и производящая средства измерения, обработки и представления информации, автоматические и автоматизированные системы управления. Продукция этой отрасли отличается небольшой материало- и энергоемкостью, но для ее производства требуются высококвалифицированная рабочая сила и научно-исследовательские кадры. Заводы отрасли специализируются на монтаже и наладке средств автоматизации, разработке программного обеспечения, конструировании и производстве часов, медицинских приборов, измерительной аппаратуры, оргтехники. Эта наукоемкая продукция является основным элементом систем автоматизации управления технологическими процессами, а также управленческого и инженерно-технического труда, информационных систем.
Электротехническая и электронная промышленность. Отрасль промышленности, производящая электротехническую продукцию для производства, передачи и потребления электрической энергии. Электротехническая промышленность выпускает силовое электротехническое оборудование, радиотехническое оборудование, средства связи, электроизмерительные приборы, автотракторное электрооборудование. 14
Электротехника бурно развивается в последние десятилетия. Ее традиционные отрасли (производство оборудования для электростанций и электросетей) испытывают воздействие стремительного роста производства электроэнергии, строительства новых и модернизации старых мощностей. Производство энергетического оборудования наиболее развито в странах Западной Европы (для тепловых станций, особенно в Германии, ГЭС ‐ во Франции и др.), США и Японии. Лидер в производстве кабеля ‐ Франция. Эти же страны играют главную роль в производстве электронного оборудования, составляющего основу новейших коммуникативных технологий. Производство электронного оборудования промышленного назначения наиболее развито в США, бытовой электроники ‐ в Японии. Западной Европе, а также в новых индустриальных странах, особенно в Юго‐Восточной Азии.
О важной роли комплекса электротехники и электроники свидетельствует распределение государственных расходов. Так, в последние годы в суммарных расходах государства на НИОКР в обрабатывающей промышленности на долю электротехники и электроники приходилось в США 28%, в Японии ‐ 25, Германии ‐ 29. во Франции ‐ 43, в Великобритании ‐ 40, в Италии ‐ 30%.
Структура машиностроения формируется под воздействием многих факторов, важнейшими из которых являются: научно – технический прогресс; темпы развития отраслей народного хозяйства; концентрация, специализация, кооперирование и комбинирование; рост материального благосостояния и культурного уровня народа; сырьевые ресурсы страны; место страны в системе международного разделения труда; укрепление позиций страны на мировом рынке.
В отраслевой структуре машиностроения, как и всей промышленности в целом, отражается уровень индустриального развития страны и ее экономической самостоятельности, степень технической оснащенности отраслей народного хозяйства.
Несомненно, что основным фактором, определяющим структуру машиностроения и ее изменения, является научно – технический прогресс, уровень развития науки и техники в стране. Научно – технический прогресс находит свое выражение в создании новой и совершенствовании действующей техники и технологии; росте механизации и автоматизации производства; создании и использовании новых видов сырья, топлива, энергии и материалов; освоении новой и совершенствовании ранее выпускаемой продукции, повышении ее качества; росте квалификационного и образовательного уровня занятых в народном хозяйстве, изменении отраслевой структуры производства.
Это способствует возникновению новых специализированных отраслей машиностроения, совершенствованию и увеличению объемов производства уже имеющихся отраслей, углублению их специализации и кооперирования. Внедрение в народном хозяйстве достижений научно – технического прогресса ломает прежние представления о составе отраслей, об их рациональных сочетаниях и взаимосвязях. Возникают и ускоренно развиваются новые, наукоемкие отрасли и виды производств (атомное и космическое машиностроение, производство компьютеров всех классов и их программного обеспечения, робототехники, микропроцессов). Возрастает удельный вес в общем объеме машиностроения существующих отраслей, создающих техническую базу для автоматизации производства: электротехнической, электронной промышленности, приборостроения, станкостроения.
Читайте также: