Постановлением Правительства Российской Федерации комплекс мер и мероприятий, реализуемый в закон
| Вид материала | Закон |
- Постановлением Правительства Российской Федерации комплекс мер и мероприятий, реализуемый, 557.31kb.
- Конституция Российской Федерации; Федеральный закон, 815.85kb.
- Нную целевую программу "Программа дополнительных мер по снижению напряженности на рынке, 860.46kb.
- Председателя Правительства Московской области Егерева В. А. Губернатор Московской области, 3783.97kb.
- Постановлением Правительства Российской Федерации от 15 мая 2010 г. N 337 Собрание, 339.76kb.
- Постановлением Правительства Российской Федерации от 15 мая 2010 г. N 337 Собрание, 500.69kb.
- Постановлением Правительства Российской Федерации от 15 мая 2010 г. N 337 Собрание, 1151.48kb.
- Постановлением Правительства Российской Федерации от 15 июня 2004 г. N 280 Собрание, 372.8kb.
- Постановлением Правительства Российской Федерации от 15 мая 2010 г. N 337 Собрание, 1313.11kb.
- Постановлением Правительства Российской Федерации от 15 мая 2010 г. N 337 Собрание, 524.6kb.
2.3 Научно-техническое и кадровое обеспечение автомобильной промышленности
Развитие автомобилестроительной отрасли базируется на фундаментальных и прикладных исследованиях, направленных на создание новых видов автомобильной техники, отвечающих перспективным требованиям по безопасности, экологии и надежности.
Приоритетными направлениями проведения научных исследований на среднесрочную перспективу являются:
использование альтернативных видов топлива (водород, метанол, этанол, диметиловый эфир, биотопливо);
создание топливных элементов и комбинированных энергетических установок;
разработка двигателей внутреннего сгорания с регулируемыми рабочим объемом и степенью сжатия, а также внедрение алгоритмов отбора мощности, обеспечивающих минимальные затраты энергии на передвижение и высокую проходимость;
создание нового поколения автоматической трансмиссии, интегрированных (интеллектуальных) систем безопасности, бортовых систем диагностики и контроля, а также математических моделей физико-химических процессов сгорания топлива и преобразования энергии;
освоение и внедрение технологий, обеспечивающих сопровождение продукции автомобилестроения в течение ее полного жизненного цикла.
Для решения этих задач необходимо обеспечить формирование на предприятиях автомобилестроения соответствующего кадрового потенциала с использованием комплексной системы непрерывного образования и повышения квалификации специалистов всех уровней, соответствующей последним достижениям мировой науки и техники.
- Журнал «Автодело», Место автомобильной промышленности в экономике промышленно развитых стран.
- Информационное агентство INFOLine,«Промышленное производство РФ и влияние на него экономического кризиса». Октябрь – ноябрь 2008 г.
3. Перспективные технологии и оборудование для их реализации
Одной из основных задач, стоящих перед машиностроительным производством в условиях рыночных отношений, является повышение качества и производительности труда, а также выпуск изделий, которые по своим характеристикам могли бы сравниться с лучшими образцами аналогичных изделий, изготавливаемых в настоящее время в мире. Для решения этой задачи необходимо применять новые, наиболее современные процессы производства изделий, а также совершенствовать существующие технологии за счет модернизации методов обработки, технологической оснастки и станочного оборудования.
Одним из путей совершенствования механической обработки является повышение эффективности работы оборудования, в частности модернизация уже имеющегося оборудования. Примером тому служит фирма Haas Automation Inc (США).
Ретро против нового
Сделка с б/у станком – не приносит реальных результатов, если станок не выполняет все необходимые в цеху операции или не способствует расширению его возможностей. Если станки, хотя и пригодные к использованию не обладают приемлемым качеством или работоспособностью, то альтернативой является покупка нового или модернизация имеющегося оборудования. Модернизация может проводиться в диапазоне от ретрофитинга т.е. переоснащения новым компьютерным УУЧПУ взамен старого (типа NC) до восстановления изношенных механических систем или даже до полной переборки и воссоздания станка. Решение должно базироваться на пересмотре цены. Вообще, 50 - 60 % от стоимости эквивалентного нового станка - это максимум той суммы, которую можно вложить в модернизацию. Часто выбор между закупкой нового станка и модернизацией старого зависит от размера рассматриваемого станка. Чем больше станок, тем больше стоимость его замены и более разумным становится вложение капитала в модернизацию. По мнению ряда специалистов, если компания рассматривает замену, например станка фирмы Hardinge на какой-нибудь китайский или тайваньский, то ограничивать модернизацию 50 % от стоимости замены не обязательно, на хороший станок можно потратить и больше. Лучшие кандидаты на модернизацию имеют хорошее «железо» и старое управление. Когда реальное «железо» имеет высокое качество, сохранило форму и размеры, то имеет смысл модернизировать станок.
Другим путем совершенствования механической обработки является создание нового оборудования, в том числе оборудования реализующего принципы комбинированных и гибридных технологий. Здесь одним из примеров может служить концерн Gildemeister, ставший в настоящее время крупнейшей станкостроительной фирмой Европы и одной из крупнейших в мире, сравнимой по объему выпуска станков и их ассортименту разве что с японской фирмой Yamazaki Mazak.
Основная задача концерна - производство металлорежущих станков - их доля в обороте достигает 78 %, причем предпочтение отдано фрезерным и многоцелевым (эти станки производит фирма Deckel Maho), на которые приходится 52 %, включая лазерные и ультразвуковые, а на токарные, включая универсальные токарные центры и автоматы (это оборудование выпускается на заводах фирм Gildemeister, Graziano и Famot), всего лишь 26 %.
Экспозиции концерна на крупнейших мировых станкостроительных выставках всегда привлекают внимание специалистов целым каскадом новых разработок, каждая из которых является своего рода «чемпионом» в какой-то области.
К числу наиболее очевидных примеров своевременного учета концерном мнения своих потребителей можно отнести станки для гибридной и комбинированной обработки, впервые показанные на выставке METAV’2002: многоцелевой мод. DMС60S для обработки с шести сторон вращающихся с частотой до 12 000 мин-1 прутковых заготовок диаметром до 103 мм и длиной до 1100 мм, лазерный мод. DML 60 HSC, на котором высокоскоростную черновую обработку выполняют фрезерной головкой с частотой вращения 12 000 мин-1 (42000 мин-1 по заказу), а чистовую - лазером типа Nd:YAG немецкой фирмы Rofin Sinar мощностью 100 Вт с диаметром луча 0,1 мм, что в совокупности позволяет обеспечить испарение материала на глубину 1 - 5 мкм и во многих случаях исключить дорогостоящую электроэрозионную обработку, а также ультразвуковой мод. DMS35/50 ultrasonic, впервые позволяющий выполнять шлифование, сверление и фрезерование керамики, стекла, графита, кремния и т.д. ультразвуковым шпинделем с алмазным инструментом, работающим с частотой 20 кГц.
Гибридные и комбинированные технологии
Многие мировые станкостроительные фирмы, преимущественно японские, одновременно выпускают токарные, многоцелевые и даже шлифовальные станки. Однако ни у одной из них нет такого широкого ассортимента продукции, как у концерна Gildemeister – по семь направлений выпуска токарных и многоцелевых станков, а также - лазерные и ультразвуковые, причем большая часть токарных и многоцелевых станков имеет агрегатно-модульную конструкцию и большое количество взаимозаменяемых узлов. Это относится также к лазерным и ультразвуковым станкам. Такая обширная номенклатура позволяет концерну быстро реагировать на изменение спроса, увеличивая выпуск стандартных станков, востребованных на рынке и сокращая выпуск тех, спрос на которые в данное время упал.
БЛОМ и ШТУДЕР (Германия) задают тенденции по повышению производительности при шлифовании: высокий съем материала за счет высокоскоростного маятникового шлифования и комбинированной обработки. Фирма ШТУДЕР убедительно доказывает прецизионным обрабатывающим центром для твердого точения и круглого шлифования модели S242 экономичность комбинационной обработки методами твердого точения и круглого шлифования на одном станке.
Фирма ШТУДЕР сравнивает экономичность комбинационной обработки на станке S242 с обработкой круглошлифовальной обработкой по технологии, существовавшей ранее: обработка детали на круглошлифовальном станке с тремя шлифовальными кругами осуществляется за две установки детали. Обработка детали на станке S242 осуществляется одним шлифовальным кругом и тремя резцами для твердого точения за одну установку детали. Твердое точение и круглое шлифование осуществляется за одну установку детали все за 99 секунд. Во время круглого шлифования предыдущим методом после обработки диаметра, канавки, конуса HSK и торца деталь необходимо было переустановить, заменить один шлифовальный круг, а новый круг необходимо было заправить по профилю. При этом только чистое время шлифования составляло уже 165 секунд.
Гибридные и комбинированные технологии направлены на повышение качества получаемых изделий за счет внедрения в процесс обработки энергии разных типов. Например, энергии ультразвуковых колебаний, энергии низкотемпературной плазмы и лазерного излучения. Так, на Франкфуртском автосалоне 2007 года компания KS Kolbenschmidt представила материал нового поколения на основе алюминия для изготовления поршней и новую лазерную технологию локального изменения структуры материала в области кромки полости камеры сгорания поршня. Благодаря технологически заданной структуре и новому составу сплав на основе алюминия обладает большей усталостной прочностью в диапазонах температур свыше 300 С°. Чтобы обеспечить такие высокие тепловые свойства при механических нагрузках на полость камеры сгорания поршня разработан процесс при котором происходит высокотемпературная переплавка металла нагруженного участка камеры поршня с помощью лазерной технологии. Так образуется однородная микроструктура, однородность которой улучшает тепловые характеристики материала на 60% и повышает коррозионную и усталостную защиту камеры поршня.
Все большее применение находят волоконные лазеры позволяющие интегрировать целый ряд процессов лазерной обработки в самые разнообразные технологические линии. Так волоконный лазер НИИ Fraunhofer IWS Dresden производят инфракрасный свет с длинной волны порядка 0,001 мм, который оптимально поглощается такими металлами как сталь и алюминий. Таким образом волоконный лазер может резать и сваривать детали вдвое быстрее чем СО2 лазеры такой же мощности с длиной волны 0.010 мм. Лазерная резка металлов – новый перспективный способ разделения материалов, позволяющий достичь высоких показателей как по производительности процесса (более чем в 5 раз), так и по качеству резки. Плазменная резка – другой экономически эффективный термический процесс, который благодаря чрезвычайно концентрированному приложению энергии обеспечивает высокие скорости резки мягких и низкоуглеродистых сталей. По сравнению с ацетилено-кислородной резкой потребление энергии значительно меньшее, поэтому обработанные детали являются достаточно точными.
Рынок, газовой сварки непрерывно сокращается и его совокупный годовой рост составляет всего лишь 0,8 %. Рынок газовой резки находится в лучшем состоянии и его годовой рост до 2006 г. достигнет 3,2 %. Их общий рынок составлял в 1999 г. примерно 1401 млн. долл., а к 2006 г. он, возможно, увеличится до 1643 млн. долл., что в среднем равняется 2,3 % в год. Положительные качества этого процесса – низкая стоимость оборудования, портативность и возможность автоматизации, в первую очередь резки, в значительной мере обесцениваются преобладающими, тем не менее, до сих пор ручными операциями и непрерывным уменьшением занятой там квалифицированной рабочей силы.
Весьма впечатляющими выглядят перспективы оборудования для контактной сварки. Если в 1999 г. стоимость продаж этого оборудования составила 1013 млн. долл., то к 2006 г. рассчитывают на ее увеличение до 1382 млн. долл., т.е. средний годовой прирост достигнет 4,5 %. Факторами, благоприятствующими развитию этого рынка, являются уверенное развитие автомобильной промышленности, отсутствие загрязнения окружающей среды при этом процессе и низкая стоимость сварочных операций. Перепроизводство в секторе, выпускающем автомобильные радиаторы, где сварка сопротивлением преобладает, замедляет инвестиции в новое оборудование, особенно в Европе. Общая тенденция к уменьшению массы и стоимости изготовления многих изделий приводит к поиску альтернативных неметаллических материалов, которые могут отрицательно повлиять на развитие сварки сопротивлением.
Хотя за последние годы развитие электронно – лучевой сварки замедлилось, во многих случаях она остается наиболее рациональным методом соединения. Рынок этого оборудования в 1999 г. составил 52,6 млн. долл., к 2006 он вырастет до 68,2 млн. долл. Обоснованием их достаточно высоких темпов роста служит неизменный интерес к этому способу сварки со стороны автомобильных и авиакосмических фирм, а также необходимость в постоянной замене при модернизации стареющего оборудования. Его недостатки – это относительно высокая стоимость и нарастающая конкуренция со стороны более производительных технологий.
В предстоящие годы предполагается значительный рост выпуска оборудования для лазерной сварки. Если в 1999 г. объем его производства составил 274,9 млн. долл., то к 2006 ч. он увеличится почти вдвое и достигнет 505 млн. долл. Таким образом, ежегодный прирост составляет 9,1 %. Такой резкий рост обусловлен прежде всего возможностью обработки с помощью этого оборудования самых различных материалов, а также простотой и удобством его встраивания в автоматические линии и гибкие производственные системы. Более высоким темпам роста выпуска лазерного оборудования препятствуют высокая первоначальная стоимость, недостаток знаний у потребителей о технологических возможностях и преимуществах процесса, а также отсутствие достаточного количества квалифицированных операторов.
Еще более высокие темпы роста могут быть достигнуты у оборудования для ультразвуковой сварки – с 333 млн. долл. в 1999 г. до 629,1 млн. долл. в 2006 г. Этот процесс используется для сварки как металлов, так и пластмасс. Наибольший рост будет достигнут скорее всего со стороны пластмасс, но и в области сварки металлов будет заметен значительный прогресс. Одним из наиболее важных факторов, способствующих успеху этого процесса в промышленности, является существенное сокращение применения клеев для получения термопластических соединений. В результате требования сокращения стоимости изготовления изделий могут подвести производителей к необходимости всемерного увеличения использования пластмассовых деталей.
«Повсюду растет спрос на высокоточное оборудование при сокращении производственного цикла, но из физики известно, что скорость обработки и точность – враги между собой. Решение проблемы заключается в создании многокоординатных систем управления с контролем частоты вращения шпинделя, хотя последнее не является панацеей. «Вместо этого мы предлагаем станки с управлением скоростью резания в соответствии с требованиями обработки детали, - утверждает К. Ивакура, член совета директоров фирмы Mitsui Seiki Inc., - что касается тенденций в обрабатывающей промышленности, то здесь наблюдается переход от крупносерийного к единичному или мелкосерийному производствам с использованием 5-координатных станков. Пять лет назад они составляли 5 % нашей продукции, а теперь – 30 %.
«Вы должны внедрять автоматизацию для продолжения существования», - замечает Ш. Ойама, президент фирмы Fanuc Ltd. «Наша фирма, - продолжает он, - направляет основные усилия на создание полного пакета элементов заводской автоматизации, включая системы ЧПУ, программируемые логические контроллеры (ПЛК), робототехнику с необходимыми программными средствами управления и мониторинга.
Проблема многих наших производителей заключается в трудности привлечения квалифицированных операторов, что при росте требований к точности требует встраивания в изделия большего интеллекта.
По мере повышения быстродействия роботов мы будем двигаться к более автоматизированному производству. Наша последняя роботизированная ячейка включает пять многоцелевых станков, обслуживаемых роботами, и требуется всего один оператор для контроля за операциями. Эта новая производственная система обеспечивает высокую конкурентоспособность продукции по ценовому фактору даже в условиях рынка высококачественной продукции Японии.
В следующие годы ожидаются следующие перемены:
- Станки, целые цеха будут связаны между собой путем централизованного управления и мониторинга.
- Из-за ограничений, введенных на двигатели и трансформаторы, получат широкое внедрение энергосберегающие системы. Расширится использование технологий без масел и нефти.
- В полупроводниковой, аэрокосмической и медицинской отраслях промышленности и на других предприятиях, требующих использования микрокомпонентов, будут применяться станки с частотой вращения шпинделя в диапазоне от 50 000 до 100 000 об/мин как часть их нормального производства.
- Шире будет внедряться автоматизация с использованием многоцелевых роботов для выполнения многих технологических процессов.
- Прогрессивные системы ЧПУ смогут использовать базы данных с аккумулируемыми знаниями режимов механообработки.
- Системы ЧПУ на базе персональных компьютеров станут главными звеньями, центрами управления станков и систем».
«Наши станки пользуются спросом, - отмечает К. Окура, директор Делового центра фирмы Mori Seiki Co., Ltd., - наши горизонтальные многоцелевые станки хорошо продаются в Японии, Европе, США и Азии, т.е. там, где цена играет решающую роль. Мы продаем по 60-70 станков в месяц.
Мы не вводим новое изделие по типу изготовления прототипа, его испытания, пересмотра конструкции, изготовления другого испытательного образца и т.д. до тех, пока мы не достигнем определенного стандарта. Сначала мы всесторонне анализируем концепцию, готовим производственную программу и лишь затем переходим к полномасштабному производству.
Главное внимание мы уделяем шлифовальным станкам, и в настоящее время выпускаем серию вертикальных шлифовальных станков и шлифовальные центры высокой гибкости. На них можно осуществлять внутреннее и наружное шлифование одновременно. Основными областями их применения являются обработка керамики и закаленных сталей. Производительность является главным фактором в продажах, особенно для предприятий по производству штампов и пресс-форм, занимающих 35% в нашем сбыте.
Другим путем совершенствования механической обработки является совершенствование методов обработки, например обработка без использования СОЖ.
Преимущества обработки металлов без применения смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) или сухая обработка звучат подкупающе: экономия производственных затрат на СОЖ и ее очистку, повышение производительности. Однако недостаточно просто закрыть кран подачи СОЖ. Для осуществления сухой обработки станок должен быть функционально доработан. При обычном резании СОЖ выполняет следующие основные функции: охлаждение, смазку, отвод стружки и удаление загрязнений. При исключении использования СОЖ эти функции должны компенсироваться станком и инструментом.
Компенсация смазки
Смазочное действие СОЖ распространяется по двум направлениям. С одной стороны, осуществляется смазка поверхности трения между деталью и инструментом, а с другой– смазка подвижных элементов и уплотнений в рабочей зоне. Рабочая зона станка, расположенные здесь подвижные элементы и удаление стружки должны быть рассчитаны на работу с сухой стружкой. Однако при резании не во всех случаях возможен отказ от смазки, например, при сверлении по целому алюминиевых сплавов. При этом виде обработки необходима подача смазки в минимальных дозируемых количествах в виде масляного тумана, который подается под давлением на режущие кромки и в стружечные канавки сверла. Такая смазка эффективно уменьшает тепловыделение при резании и налипание материала на инструмент, что ведет к снижению его работоспособности. При дозированной подаче ее смазки расход составляет 5..100 мл/мин, поэтому стружка слабо смочена маслом и может удаляться, как сухая. Содержание масла в стружке, направляемой на переплавку, при правильной настройке системы не превышает допустимого значения – 0,3%. Дозированная подача смазки вызывает увеличение загрязнений детали, приспособления и станка в целом и может привести к снижению надежности процесса обработки. Для улучшения смазки режущих кромок сверла станки, используемые для сухой обработки, должны быть оснащены системой внутреннего подвода масляного тумана через отверстие в шпинделе. Далее аэрозоль подается через канал в патроне и инструменте непосредственно к его режущим кромкам. Главным требованием к системам дозированной подачи СОЖ является быстрая и точно регулируемая подготовка масляного тумана. От этого зависит не только защита инструмента, но и чистота в рабочей зоне.
Компенсация охлаждения
Отказ от охлаждающего влияния СОЖ также должен компенсироваться конструктивными изменениями в станке. В процессе резания механическая работа почти полностью превращается в тепло. В зависимости от параметров резания и используемого инструмента 75…95% тепловой энергии остается в стружке, снимаемой с детали. При сухой обработке она выполняет функцию отвода образующегося тепла из рабочей зоны. Поэтому важно минимизировать влияние этого транспорта тепла на точность обработки. Неравномерное температурное поле в рабочей зоне станка и точечная передача тепловой энергии на деталь, приспособление и станок в целом оказывают влияние на точность. Следует исключать возможность накапливания стружки на приспособлении и деталях станка. Отсюда понятно, что обработка сверху является неблагоприятным вариантом. Чтобы по возможности ограничить вредное влияние тепловой энергии, станок должен проектироваться таким образом, чтобы тепловые деформации отдельных узлов и деталей станка не влияли на положение инструмента относительно детали.
Аспекты безопасности при сухой обработке
При сухой обработке необходимо учитывать возможность взрыва пыли в рабочем пространстве. Поэтому пылеотсасывающее сопло должно быть размещено так, чтобы исключить появления зон с критической концентрацией пыли. Опасность воспламенения масляной аэрозоли, как показали исследования, проведенные в Институте станкостроения и технологического оборудования Карлсруэского университета, крайне маловероятна. При работе отсасывающих систем и цеховых кондиционеров этой опасностью можно пренебречь. Все эти утверждения могут отпугнуть мелкие производства и изготовителей отдельных деталей. Многие представляют переход от обработки с применением СОЖ к сухой обработке значительно проще.