Subsistemul tehnologic sst

SUBSISTEMUL TEHNOLOGIC SST

Introducere

Termenul Tehnologie este un termen general si destul de frecvent folosit, uneori fara o perceptie corecta si precisa asupra continutului si semnificatiei. Este la fel de adevarat ca se vehiculeaza si multe definitii, nu foarte distincte, care se revendica fiecare a fi cea mai corecta si completa formulare. Iata cateva exemple:

Tehnologia = ansamblu complex de cunostinte, mijloace si pricepere, organizat pentru a realiza productia unui anumit bun;

Tehnologia = stiinta procedeelor si mijloacelor de prelucrare a materialelor, ansamblul proceselor, metodelor, procedeelor, operatiilor utilizate in scopul obtinerii unui anumit produs;

Tehnologia = arta de a utiliza , intr-un context local si intr-un scop precis, stiintele, metodele si utilajele care pot servi la conceptia si realizarea unui produs si a procedeului sau de fabricatie;

Tehnologia = ansamblu de utilaje, procedee, , echipamente si metode pentru a face sau a fabrica , ansamblu care permite extinderea capacitatii de actiune a omului.

Un termen modern, derivat din cel de tehnologie si care utilizeaza aceleasi notiuni este know-how ca fiind modul specific de implementare ca si priceperea in utilizarea unei tehnologii.

Definirea Subsistemului Tehnologic SSTh

Subsistemul Tehnologic SSTh al sistemului operational al unui sistem de productie poate fi definit la randul lui prin intermediul setului de caracteristici definitorii.

Functie (rol, scop): realizarea trahsformarilor principale la nivelul sistemului operational.

Intrari (INPUT): materiale, facilitati tehnice (energie, agenti tehnologici, mijloace pentru deplasare), mijloace tehnice (echipamente, utilaje, scule, dispozitive), mijloace umane (operatori umani specializati), informatii (asupra procesului, indicatii privind actiunile operatorilor).

Iesiri (OUTPUT): produse.

Proces, metode procedee: diversitate de modalitati de realizare a transformarilor specifice pentru diferite tipuri si categorii de produse.

Mediu: Subsistemul Tehnic, Subsistemul de Asigurare si Control al Fabricatiei

Subsistemul tehnologic SSTh ca sistem integrat sistemului operational al unui sistem de productie este cel ce reuneste totalitatea mijloacelor de baza impreuna cu metodele si procedeele care realizeaza transformarile principale asupra intrarilor din cadrul sistemului operational al unui sistem de productie.

SSTh un subsistem cu specific foarte pronuntat, derivat tocmai din diversitatea acestor mijloace si procedee.

Definirea si cunoasterea SSTh in cadrul prezentului curs este preconizata doar la nivelul precizarii unor notiuni si aspecte introductive si cu caracter general, care sa permita definirea, analizarea si explicitarea pe baza caracteristicilor definitorii ale subsistemelor de acest tip. Cunoasterea amanuntita a mijloacelor, metodelor si procedeelor specifice SSTh reprezinta obiectivul unor discipline de specialitate, care trateaza toate aceste problematici cu accente asupra categoriilor de transformari specifice.

Elemente de analiza a fluxurilor de intrare si de iesire ale subsistemului tehnologic al sistemului de productie

Adoptarea unei conceptii integrate asupra sistemului tehnologic necesita in primul rand o analiza de detaliu atat a intrarilor cat si a iesirilor acestuia (vezi Fig. 21).

Studiul fluxurilor de intrare ia in considerare atat componentele care sufera transformari in cadrul procesului de transformare propriu-zis, cat si mijloacele si informatiile necesare asociate acestora:

1. Materialele;

2. Semifabricatele;

3. Energia;

4. Mijloacele tehnice de transformare;

5. Instructiunile (informatiile) de desfasurare a procesului care includ: regimuri de lucru, retete, moduri de derulare a operatiilor (succesiuni, ritmuri, etc).

Studiul fluxurilor de iesire ia in considerare produsele realizate de sistemul tehnologic respectiv.

Analiza fluxurilor de intrare

Energia reprezinta una din componentele definitorii ale procesului din sistemul tehnologic si esentiala pentru derularea lui. Cele mai frecvente forme de utilizare a energiei in cadrul sistemelor tehnologice sunt: energia electrica,  hidraulica, pneumatica, gravitationala, sa.

Analiza energiei drept componenta de intrare a SSTh abordeaza aspectele de consum calitativ, de reducere a consumului specific, de diminuare a pierderilor.

Caile de atingere ale acestor deziderate sunt orientate indeosebi in urmatoarele directii:

1. Cresterea randamentului general si pe fiecare operatie a procesului de transformare;

2. Cresterea preciziei regimurilor tehnologice;

3. Recuperarea pierderilor inevitabile prin reutilizarea reziduurilor si cuplarea energetica a unor procese endoterme (de exemplu spalari) cu procese exoterme (de exemplu raciri).

Materialele reprezinta componentele de intrare esentiale, ele fiind cele care conditioneaza in fapt declansarea si derularea procesului optim de transformare din cadrul sistemului tehnologic.

In figura 22 se prezinta o schema de clasificare a materialelor care fac obiectul transformarilor sistemului operational in ingineria sistemelor de productie.

Analiza in cazul materialelor abordeaza o serie de aspecte calitative esentiale si specifice:

1. respectarea tipului, marcii si compozitiei materialului prevazut prin documentatia de conceptie- cercetare;

2. verificarea caracteristicilor tehnice si tehnologice care sa justifice introducerea in proces a materialului astfel incat randamentul de transformare sa fie cel optim normat;

3. stabilirea apriorica a corelatiei cost, consum, randament;

4. corelarea caracteristicilor materialului cu cele ale sistemului tehnic asociat pentru transport, manevrare, manipulare;

5. promovarea materialelor noi, cu caracteristici functionale si tehnologice deosebite: materialele plastice, materialele compozite, aliajele cu proprietati de varf.

Figura 22 Schema de clasificare a materialelor ce constituie intrari ale SSTh

Semifabricatele reprezinta componente concrete care avand drept intrare materialele, realizeaza o introducere in proces optima din punct de vedere a dimensiunilor, formelor sau a adaosurilor de prelucrare.

In tabelul 4 se prezinta un set de exemple de forme comerciale pentru semifabricate din diverse categorii de materiale. La dispozitia utilizatorului sunt trei tipuri de precizari asupra disponibilitatii unei anume categorii, marcate astfel: X : disponibile uzual; L : disponibilitate limitata; -- rar sau deloc disponibile.

Daca in procesul de conceptie alegerea optimala a calitatii de material are ca baza considerente ingineresti clar justificate din punct de vedere functional, in cadrul procesului tehnologic de fabricatie, problema semifabricatelor este una din problemele cheie pentru conditionarea intregului proces al subsistemului tehnologic. Acest aspect justifica preocuparile legate de dezvoltari ale tehnologiilor de elaborare si/sau obtinere de semifabricate care sa influenteze in sens direct rationalizarea proceselor de transformare propriu-zise.

Dintre preocuparile legate de semifabricate, se poate mentiona promovarea semifabricatelor realizate prin procedee rapide, moderne si economice. Iata cateva exemple dintre acestea:

a) sudarea, care consuma aproape jumatate din productia mondiala de otel, iar in tarile avansate circa 30% din produse sunt asamblate sau fabricate prin sudura;

b) deformarile plastice la nivel de reper finit sau cu adaos minim (un exemplu semnificativ - extrudarea);

c) metalurgia pulberilor care prin omogenizarea unui amestec de componente, presarea in matrite si sinterizarea la presiuni si temperaturi ridicate, determina obtinerea unor semifabricate cu consumuri economice de materiale si cu proprietati speciale in conditiile limitarii prelucrarilor ulterioare;

d) procedeele metalurgice speciale de obtinere a semifabricatelor:  matritarea direct din metal lichid, turnarea in vid sa.

Tabelul 4 Forme comerciale disponibile de semifabricate

Mijloacele tehnice de transformare in cadrul subsistemului tehnologic

Reprezinta componenta cea mai importanta a sistemului tehnologic, acestea fiind cele ca realizeaza practic procesul de transformare a celorlalte componente de intrare in produse.

Analiza evolutiei in timp a mijloacelor tehnice de transformare evidentiaza o caracteristica grafica valabila pentru orice produs, dupa asa numita "curba in S". Aceasta evolutie poate fi evidentiata pentru oricare dintre grupele de mijloace tehnice putandu-se identifica urmatoarele patru stadiii de evolutie (vezi Fig. 23):

1. introducere - perioada de aparitie ca rezultat al cercetarilor;

2. crestere - perioada de introducere in practica de utilizare si de crestere intensiva a acestei utilizari;

3. maturitate - perioada de utilizare stabila pentru o perioada de timp, fiind cea care defineste cantitativ durata de viata;

4. declin - perioada ultima a ciclului de viata, de involutie ca rezultat al uzurii fizice si morale, cand are loc retragerea sai lichidarea.

Pentru domeniul sistemelor tehnologice din domeniul constructiilor de masini evidentierea acestei evolutii este relevanta in contextul in care analiza ei evidentiaza stadiul comparativ atins de un anumit sistem de productie.

In figura 24 se reda o diagrama  care evidentiaza aceste domenii ale unui ciclu de evolutie pentru trei grupe reprezentative de mijloace tehnice: masini unelte, scule si sisteme de urmarire si conducere a productiei.

S-a apreciat ca pentru nivelul atins in cunoasterea si abordarea notiunilor din conceptul de sistem de productie, prezentarea evolutiei acestor grupe reprezentative din categoria mijloacelor tehnice este ilustrativa, relevanta asupra posibilitatilor de urmarire a stadiului atins si edificatoare asupra evolutiei in ansamblu a SSTh.

Analiza fluxurilor de iesire

Produsul reprezinta raspunsul la o anumita nevoie exprimata sau anticipata, raspuns oferit de un individ sau agent economic prin rezolvarea efectiva a nevoii prin efort si furnizare.

Urmareste in principal adaptarea caracteristicilor constructive si functionale ale produselor care rezulta in urma transformarilor realizate intr-un proces de productie, la cerintele legate de evolutia necesitatilor beneficiarilor, pe de o parte si la limitarea diversificarii excesive si obtinerea unei unificari - tipizari pentru fabricant ca o functie obiectiv permanenta, pe de alta parte.

In acest scop, subsistemul tehnologic este abordat in aceeasi viziune sistemica:

- definirea corecta a sistemului tehnologic prin identificarea corecta a marimilor de intrare si de iesire ca si a legaturilor specifice unui anumit sistem tehnologic;

- analiza structurii sistemului prin descompunerea sa in subsisteme si determinarea tuturor mijloacelor tehnice si relatiilor dintre acestea ce concura la desfasurarea procesului analizat;

- identificarea si echivalarea subsistemelor cu functiuni identice sau similare prin eliminarea redondantelor, concepandu-se familii de piese prin echivalare pentru subsisteme similare;

- identificarea subsistemelor nespecifice ale sistemului considerat, respectiv a acelor subsisteme care au o functionare identica, dar sunt comune pentru mai multe sisteme diferite si care vor face obiect de studiu aparte, in vederea unificarii-tipizarii la un nivel superior de generalizare.

Obtinerea unificarii-tipizarii se refera atat la grupe de produse cat si la grupe de masini. Procesul de unificare-tipizare se caracterizeaza prin stabilirea unei sisteme de masini care reprezinta structura specifica minimala a sistemului tehnologic proiectat.

Analiza sistemica pune in evidenta nu numai interdependenta interna dintre elementele unui sistem, dar si legaturile exterioare ale acestora cu alte elemente din structura unor sisteme diferite insa inrudite cu primul prin diferite functiuni comune.

Se creeaza posibilitatea de concepere a unor subsisteme tehnologice care sa aiba functiuni cat mai diferite, dar realizate cu un minim de diversitate constructiva.

S-a vazut anterior ca structura unui sistem tehnologic cuprinde atat multimea mijloacelor tehnice specifice, cat si anumite mijloace tehnice nespecifice. Acestea din urma fac parte in acelasi timp din sisteme care depasesc sfera sistemului tehnologic analizat, sisteme care sunt denumite de unii autori grupe de masini sau locuri  de munca. Aceste sisteme sunt de alta natura decat sistemele tehnologice fiind si mai simple dar si mai complexe:

- mai simple deoarece functionarea lor este o mica parte din, o functiune elementara din functiunea mai larga a sistemului tehnologic;

- mai complexe, deoarece ele echipeaza sau deservesc simultan sau succesiv mai multe sisteme tehnologice.

Intre cele doua categorii de sisteme, diferentele sunt esentiale:

- Sistemele tehnologice - le numim sisteme de gradul I si au o structura eterogena, legand intre ele mijloace tehnice foarte diverse.

- Grupele de masini sau locurile de munca le numim sisteme de gradul al II-lea si au o structura omogena, intre elementele lor componente neexistand relatii functionale, functiunea lor fiind identica.

Subsistemele de gradul II- cu diversele denumiri (grupe de masini, grupe de produse, loc de munca, sa), reprezinta sistemele de baza ale diviziunii muncii in cadrul sistemelor de productie, iar transformarea elementelor subsistemului de ordin I in mai multe subsisteme de ordin II este un proces continuu care merge in paralel si ilustreaza procesul de progres tehnic si diversificare.