Конкурентно способность отечественного производства машин.
Перед отечественным машиностроением поставлена гигантская по состоянию на сегодня задача - достичь конкурентоспособности отечественным машиностроительным производством мирового уровня. При профессиональной оценке такой задачи можно утверждать - ускоренного прорыва в этом направлении быть не может.
Достижение конкурентоспособности ускоренными устаревшими методами приведет к огромным финансовым потерям без ожидаемого результата. Методом проб и ошибок: закупка на золото дорогого станочного оборудования и технологий целым рядом заводов (пример АЗЛК), обновление старыми методами существующей технологии изготовления машин (ЗИЛ и др.) пробился в жизнь единственно возможный метод создания машин на приемлемо качественном уровне в настоящее время. Это создание совместных предприятий - наших заводов с заводами зарубежных фирм. Следует отметить, что такие предприятия нельзя переводить только в наше подчинение в обозримом будущем. Во-первых, потому, что правильная эксплуатация высококачественного оборудования возможна только с техническим уровнем его создателей. Во-вторых, периодически поставляемая технологическая оснастка должна соответствовать качественному уровню оборудования. Изготовление изделий из готовых деталей производства ведущих фирм - это одно из наиболее рациональных решений проблемы создания конкурентоспособности в производстве машин. Процесс качественной сборки является сложным и важным процессом, который следует освоить как на теоретическом уровне, так и применительно к производству. Поэтому, чтобы на производстве выполнялась качественная сборка - этот процесс должен выполнять технический работник производства, имея соответствующую квалификацию. Такое возможно при передаче знаний этого процесса квалифицированным педагогом техническому работнику в процессе обучения. Следует признать, что одной из причин низкого уровня подготовки технических кадров является не достаточный уровень квалификации педагогов. Разрабатываемый технологический процесс не может быть ориентирован на некие существующие типовые процессы только, а должен быть представлен как единственно возможный процесс для достижения заданных качественных параметров, которые могут существенно отличаться даже для деталей единой формы и размеров.
Главной задачей любого технологического процесса является - получение из выбранной заготовки детали (изделия) готовой детали (изделия) формой и размерами в строго определенных допусках конструкторского чертежа, отвечающего требованиям эксплуатации или служебного назначения. Типовые процессы могут быть использованы при идентичных размерах и формы деталей, требующих лишь различия в количестве дополнительных финишных операций с целью получения заданных параметров качества по таким как - точность размерная и геометрическая. Точность же относительного положения поверхностей детали увязывается с последовательностью выполнения операций, что изменяет типовой технологический процесс однотипных по форме и размерам деталям.
Создание совместных предприятий не означает остановку работы отечественных предприятий и заводов, продукция которых пользуется спросом. Такие заводы надо совершенствовать, повышая техническую культуру производства - ТКП. ТКП - это комплексный промышленный критерий, характеризующий качественный уровень машинного производства завода или предприятия. Естественно, имеет место и ручной труд, но он не является основным для получения продукции высокого качества.
В противном случае технологический процесс сводится к работе индивидуумов, труд которых экономически не окупаем. Так, в основном, изготавливались ответственные изделия отечественного производства машин. Кооперация и товарооборот при экономически не окупаемой продукции практически не работают рационально.
Почему нельзя добиться повышения качества изготовления продукции ускоренными методами. Для этого необходимо рассмотреть его изменения в прошедший период, когда качество машиностроительной продукции неизменно снижалось. Если принять качество отечественной продукции до революционного периода сравнимым приближенно с качеством промышленно развитых европейских стран, то можно выявить причины его дальнейшего и неуклонного снижения.
Первая причина снижения уровня качества продукции машиностроения заключалась в принятии повышенных темпов ее увеличения количества согласно призыву - догнать и перегнать. В производстве станкостроения были разработаны станки - ДИП, что означало - догнать и перегнать. Развернулось стахановское движение, опрокинувшее старые нормы времени - снижение штучного времени, приводившее к исключению из технологического процесса ряда операций и в первую очередь вспомогательного времени. Уменьшалось время настройки, наладки оборудования, замера параметров точности, закрепления и установки деталей на станках. Снижалось не только качество работ, но и безопасность их выполнения. Травматизм на рабочих местах стал достаточно частым явлением.
Вторая причина снижения уровня качества изделий, также обусловленная политикой правительства, как и первая, - периодическое снижение норм времени, обусловленное чисто формально, запланированным введением в производство новых устройств механизации и автоматизации, чего практически не делалось. Заводы в то время отклоняли предложения о внедрении новых разработок и на это были причины. Первая причина, с внедрением "новинок" одновременно снижалась норма времени, а как в дальнейшем будет обеспечена их работоспособность - неизвестно, так как это были в основном экспериментальные разработки аспирантов, не прошедшие промышленных испытаний. Вторая причина заключалась в том, что заводы могли повышать производительность труда за счет пока еще имеющегося ресурса физических сил рабочего. Когда этот ресурс производство исчерпало, тогда производственники обратились за помощью к науке. Но промышленный уровень - ТКП к тому времени был столь низким, что научные новинки уже не могли быть внедрены. В лучшем случае внедрялись несложные рационализаторские предложения, в основном, самими работающими. Изготовление изделий низкого качества промышленным производством сделало его работу не окупаемой еще до времени начала перестройки. В структурах управления промышленным производством подняли вопрос качества, с готовностью уменьшить даже количество выпускаемой продукции. Но обратного хода восстановления качества продукции таким способом не существует. В это время качество продукции, выпускаемое зарубежными заводами, в жесткой конкуренции и свободной кооперации неизменно повышалось. Таким образом, упадок качества отечественного машиностроения в сравнении с ведущими машиностроительными зарубежными заводами постоянно увеличивался. Когда для нашей страны открылся рынок зарубежных высококачественных машин, спрос на отечественную машиностроительную продукцию внутри страны и в ближнем зарубежье упал. Это явилось одной из причин разрыва связей между республиканскими машиностроительными организациями. Для достижения мирового уровня качества продукции машиностроительными заводами и, в первую очередь, станкостроительными, являющимися основой основ производства, необходим слишком длительный период времени. Добавим - при постоянном возрастании мирового уровня качества производства машин. В настоящее время трудно представить возможные и необходимые условия для опережения темпов этого развития в ближайшем будущем отечественным машиностроительным производством. Необходимо также отметить особые условия развития отечественной машиностроительной промышленности. Практически никакой связи между качественным уровнем продукции общего машиностроительного производства и производством орудий производства: станкостроения, производства инструмента, оснастки не наблюдалось. Была лишь некая связь качества продукции с качеством приборостроительной продукции по определенным параметрам. В то время как такая связь должна была существовать и определяться вполне определенной величины коэффициентом. В большинстве случаев машиностроительному заводу не следует изготавливать для своих нужд станки, инструмент и остнаску. Совсем не потому, что отечественные специализированные заводы делали это во всех случаях лучше. Возможно в практике и хуже качество изготовления, например инструмента, специализированными заводами, чем машиностроительными. Но, в любом случае, изготовление "орудий труда" на качественном уровне, едином с качеством деталей, изготавливаемых этими орудиями, не допустимо поскольку являются разными их уровни качественных параметров. Качественные параметры инструмента, приспособления, станка должны быть выше по размерным оценкам параметров, изготовляемых с их помощью изделий, приблизительно не менее чем в четыре раза. В свою очередь, станки и оснастка для изготовления станков и оснастки, так называемой первого порядка, должны иметь качественные размерные параметры выше, не менее чем в четыре раза, как станки и оснастка второго порядка. Такой высокой точности должны изготавливаться специальные мастер - станки с управлением точностью по отдельным параметрам точности. Указанное определение величины повышения качества во вспомогательном производстве обусловлено расчетом погрешностей, входящих в обработку деталей основного производства. Допуск на точность изготовляемой детали должен учесть основные погрешности ее обработки: станка, приспособления, инструмента, метода обработки, не учитывая погрешности измерения, если эта величина второго порядка малости относительно допуска на измеряемые погрешности. В то же время, сочетание двух видов производства допустимо, о чем свидетельствует существование такого расширенного производства в зарубежной практике, но создание таких предприятий произошло на базе объединения готовых модулей определенного вида изделий.
Изготовление качественной продукции зарубежными заводами базируется на высоком уровне их ТКП. При конкуренции производителей каждая фирма или завод хранит в секрете свои ноу-хау, что создает необходимость кооперации между заводами готовой продукцией. Кроме того, повышается спрос на приобретение, а значит и создание новых ноу-хау. Поскольку создание "новинок" обходится дорого, включая необходимость проведения часто длительных исследований, появляется спрос на покупку готовых.
Наибольшие трудности при разработке и реализации технологического процесса возникают при необходимости достижения точности: размерной, геометрической точности и точности относительного расположения поверхностей. При сверхвысоких скоростях работы современных машин размерные величины параметров точности исчисляются долями микрометра. Для достижения таких величин параметров точности требуются особые условия, которые создаются в специальных комплексных зданиях как для основного так и тем более для вспомогательного производства при необходимости построения закрытыми помещения, обеспечивающие поддержание заданных параметров воздушной среды. МРС**(см.прим.) в ее современном виде во вспомогательном производстве не может работать с обеспечением значений параметров точности и значений осуществляемых подач в долях микрометра. Для осуществления столь малых перемещений механическими звеньями узлов подачи потребуются упругие звенья, являющиеся безгистерезисными. Вопрос достижения точности в долях микрометра ставился видными учеными, развивающими основы технологии производства, еще в шестидесятые годы прошлого столетия, но их призыв не получил поддержки. Разработанная к тому времени методика методов достижения точности не изучалась в достаточно полной мере, прежде всего, в Вузах и в производстве не была использована.
Вопросы геометрической точности являются сложными не только при достижении их в производстве, но и при изучении теории их возникновения. При обработке следует предвидеть какие параметры и их изменения обработки и настройки системы приводят не только к искажениям желаемой формы, но и к созданию новых форм, особенно при наличии движений вращения. Есть теоретические положения, например в механике, которые своеобразно преломляются в технологии обработки вследствие малых перемещений, и остаются непонятыми или отвергнутыми учеными прикладных наук. Весьма показательный пример - открытый технологами и не признанный механиками процесс возникновения прецессионных колебаний в МРС. Практика подтвердила не только наличие этого явления, но и возможность управления этим процессом на металлорежущих станках. Механики рассматривают процесс возникновения прецессии на примере колеса изделия, машины. Прецессия шпинделя МРС, по их мнению, невозможна, так как нет закрепления его в одной точке. Действительно шпиндель станка обычно устанавливается на две закрепленные в подшипниках опоры, причем по высокому квалитету точности, то есть с минимальными допусками размеров соединяемых поверхностей, обеспечивающими нормальную его работу в допустимо тепловом режиме. Зазоры и упругие перемещения шпинделя в опорах при работе шпиндельного узла обычно исчисляются сотыми долями миллиметра. Несмотря на столь малые величины, вращающийся шпиндель, подверженный воздействию сил и моментов, обусловленных законами динамики процесса периодически перемещающихся масс в установке и наладке МРС, изменяет положение своей оси вращения. Изменение положения оси вращения шпинделя может быть связано с его неуравновешенностью в поперечном, осевом или в том и другом сечениях одновременно. Вращение осуществляется вокруг мгновенных осей вращения, а их пересечение образует область как имитацию точки закрепления шпинделя в зазорах сколь угодно малой величины. Так может возникнуть прецессия не только в лабораторных условиях, когда существует одна закрепленная точка детали, накладывающая дополнительные связи и этим, возможно, искажая условия создания прецессии. Вопросы не только прецессионных, но и всех других видов колебаний недостаточно изучены применительно к МРС, хотя в изделиях другого рода не менее важны. Колебательный процесс возникает в связи с действием различного рода факторов и является крайне опасным явлением в работающих устройствах и машинах. Этот процесс способен привести не только к перемещениям осей валов большой массы, но и переместить устройство, машину и даже полностью их разрушить. Особенно опасно при этом работать с большими скоростями. Однако, высокие скорости резания являются основным фактором повышения производительности и качества обработки особенно на финишных операциях с применением абразивных инструментов. Возникающие колебания или вибрации в МРС являются главным ограничением в применении высоких скоростей. Имеющиеся результаты работ о возможности управления колебательными процессами при металлообработке недостаточны для их применения в практике производства. В этой области, видимо, потребуются достаточно длительные исследования.
Трудными вопросами для понимания являются условия возникновения при обработке сложных геометрических фигур, например гиперболоидов вращения и других форм, получение которых не предусматривалось. Вопросы теории и практики в таком случае должны решаться одновременно и естественно могут быть решены только при высоком профессионализме технолога. Однако, практика отечественного машиностроения свидетельствует о существовании традиции - статус конструктора ставился выше статуса технолога. Мы гордимся вполне заслуженно нашими изобретателями, забывая, что для изготовления изобретенной конструкции может понадобиться число изобретений, во много раз больше числа деталей новой конструкции. Причем, в зависимости от уровня качества технологии создания новой конструкции будет решаться вопрос - подтвердить хорошую идею или ее загубить. Снижение статуса технолога в машиностроительном производстве, безусловно, сказалось на конкурентоспособности отечественных техпроцессов. Например, открытая в МРС прецессия в отечественном ВУЗе была внедрена в производстве Германии с целью управления прецессом прецессии в МРС. В нашей стране продолжалась дискуссия о возможности возникновения процесса прецессии в МРС, а об управлении им в производстве, с крайне низкой ТКП, такой вопрос не мог быть поставлен.
Для каждой детали установлены допуски точности ее изготовления и возможные величины их, как уже упоминалось, в пределах микрометра и его долей. Высокие квалитеты точности в большинстве случаев в технологической практике достигаются резанием (до 80 - 85)% . Измерение величин получаемой точности может быть осуществлено с применением самых современных средств контроля, например с применением компьютерных средств, но получаемая точность будет определяться свойствами МРС, или точностью ее механических узлов и точностью их перемещений. Механические перемещающиеся узлы имеют вес, инерционность, коэффициент трения трущихся пар узла и др. Добиться величин перемещений в величинах микрометров или долей микрометра трудно, так как в этом случае узлы приходится снабжать сложными устройствами для изменения выше перечисленных характеристик. Например, для уменьшения коэффициента трения устанавливать узел с помощью жидкостной опоры, для удаления гистерезиса устанавливать упругие связи и так далее.
Какие средства могли бы разрешить проблему малых перемещений. Снятие малых слоев материала возможны при обработке резанием с применением мелкозернистых абразивных инструментов, но фиксация снятого слоя в долях микрометра затруднена вследствие больших скоростей процесса резания при абразивной обработке. К этому следует добавить также сказанное выше о свойствах МРС и ее узлах. К сожалению, пока не может быть использована технология на уровне атомов и молекул. Покрытия поверхностей слоем толщины атомов и молекул потребуют точности предшествующей операции недостигаемой в настоящей практике.
Этот материал, по мнению авторов, является крайне важным для не применения поспешных действий для повышении качества изготовления машин Отечественным производством. Ускоренные методы такого повышения уже оборачивались бессмысленной потерей затраченных средств, - 10 пятилетка качества, Госприемка. Абсурдные решения. Однако, из этого следует вывод о правильности или ошибочности Государственной экономической политики. Существует неразрывная связь звеньев одной цепи: политика - наука - производство. Для принятия рациональных мероприятий в отдельной отрасли надо, чтобы они осуществлялись профессионалами. Может ли политик оставаться профессионалом, если он был таковым, работая в управленческих структурах. Естественно, оторванность от конкретной деятельности определенной тематики снижает уровень профессионализма, хотя, возможно, остается доля необходимых знаний при работе в структурах управления.
Но для принятия масштабных решений этих знаний уже недостаточно. Принятие решений переноситься на профессиональный уровень в научные организации данной отрасли. Как же обстоит дело с профессионалами в науке. Практика показывает, что имеющиеся у работников научные степени и звания - это далеко не всегда признак профессионализма, так как он не всегда подтверждается практикой эффективной работы по развитию производства в данной области. Известно, профессионалов и талантливых ученых неизмеримо меньше количества ученых, с присуждением им ученых степеней и присвоением ученых званий. Многие профессионалы, эффективно работающие в определенной области производства, не могут тратить время на оформление своих, вполне заслуживающих ученой степени, работ. В то время как кто - то умудряется протащить работу, оформленную под диссертацию с помощью связей. Видимо, с такими профессионалами политики решали важные вопросы, принимая столь абсурдные решения как «говорильня» всю 10 – тую пятилетку качества или одним «прыжком» достичь заданного качества контролем (Госприемка), хотя последний никак не связан с обеспечением качества продукции. Ученые от науки конечно же были и в более раннее время. Чтобы в этом убедиться предлагается познакомиться с трактатом Циолковского.
Для принятия глобальных решений советов с отдельными учеными уже недостаточно. Необходимо организовывать диспут с привлечением большого круга специалистов в области работ конкретной тематики. Пришло время привлекать для поднятия престижа страны не только футболистов, но и истинных ученых. Истина дается истинным ученым, которых в нашей стране не мало, только они не всегда облечены учеными степенями. Истинный ученый кроме таланта имеет высокую нравственность, поэтому и мыслит истинно. В настоящее время снова спешат решить вопрос по качеству машиностроительной продукции, видимо, политики, причем кардинально. Планируется, якобы, создание территорий индивидуумов. Их не надо создавать – они были и есть у большинства известных конструкторов в авиастроении – это технологи - Кулибины. Опыт производства в авиастроении не может быть распространен на другие виды окупаемого производства машин. Это опыт - штучного производства и он не окупаем, т.к. индивидуумы производят не товар, а скорее художественные ценности в единичных экземплярах. Для функционирования производства с окупаемой продукцией надо повышать ТКП и не революционным путем, как была произведена техническая революция после политической 1917 года, а эволюционно, хоть и потребуются для этого нашей стране не одно десятилетие. Проведенная техническая революция - догнать и перегнать при стахановском движении и с другими не разумными мероприятиями управления производством привели к такому низкому уровню качества производства машин на сегодня.
С целью успешного решения вопросов производства при наличии совместных предприятий (СП) необходимо в технических вузах для технологических специальностей ввести повышенное изучение вопросов достижения точности обработки, а также глубокое изучение и освоение процесса сборки промышленных изделий. То есть, начинать добиваться повышения уровня качества изделий надо с повышения уровня обучения. Не следует требовать повышения доли управления совместным предприятием и представления большего числа работников в СП при недостаточно высоком уровне подготовки рабочих кадров. Непродуманная политика может испортить взаимопонимание специалистов разных фирм и привести к замедленному освоению прогрессивной технологии отечественными специалистами. Что касается объединения ведущих специалистов конструкторов в единую команду, то вряд ли такая группа сможет быть единой при столь индивидуальных талантах. Основным самым слабым звеном нашей промышленности является команда технологов, в задачу которой входит повышение ТКП, без чего не может быть создана база окупаемого производственного процесса производства машин. Поскольку для создания такой базы потребуется неопределенно длительный период времени, поэтому необходимы предварительные разработки в различных структурах: образования, управления, производства.
1. МРС**(прим) - металлорежущая система - это единица оборудования, не связанная с другими звеньями технологической системы (ТС), на которой обрабатываются металлы и близкие им по обрабатываемости материалы со снятием стружки - резанием. Величины стружки могут выражаться долями микрометра, так как сущность процесса резания - трение - износ.
Авторы:
к.т.н. проф. Королёва Елена Михайловна. Телефон для связи (095) 312-07-47.
к.т.н. доцент Евстратов Станислав Сергеевич (МГИУ – Московский Государственный Индустриальный Университет),
телефон для связи (095) 121-44-52.
Инженер Белоусов Константин Георгиевич.
При перепечатке данного материала - ссылка на сайт обязательна!
