Инженерно-экологическое обеспечение технологических процессов механообработки


Курс «Инженерно-экологическое обеспечение технологических процессов механообработки» основан на энергетическом представлении этих процессов, при котором их реализация рассматривается в виде двух процессов – процесса преобразования электрической энергии в механическую и процесса передачи механической энергии в зону обработки.

Первый процесс осуществляется электротехническими системами технологического оборудования, а второй – его кинематикой.

Такой подход позволяет сформировать единую методику минимизации воздействия реализации технологических процессов на окружающую среду и человека при всем многообразии этих процессов и оборудования, на котором эти технологические процессы реализуются, многообразии условий их реализации, включая режимы механообработки.

Курс включает в себя несколько основных разделов.

Во-первых, это раздел, в котором представлена взаимосвязь промышленности и окружающей среды. Показано, что эта взаимосвязь осуществляется через потребление и отходы и присутствует при любом виде хозяйственной деятельности.

Именно эта взаимосвязь и определяет экологичность технологических процессов механообработки.

Потребление – это, в первую очередь, энергия, без потребления которой невозможна реализация технологических процессов; это отчуждение территорий, на которых размещается предприятие из естественного природооборота; это потребление других ресурсов, без которых невозможно функционирование промышленного предприятия.

Отходы формируются при реализации целевой функции промышленного предприятия. Это энергетические отходы (электромагнитные, тепловые, вибрационные и шумовые), твердые, жидкие и газообразные отходы, загрязняющие окружающую среду. К отходам производства относится и производимая предприятием продукция (продукция является отложенным во времени отходом).

Приоритетность в снижении потребления и отходов следует отдавать их минимизации непосредственно в источнике, а не защите от негативного воздействия, последующей утилизацией отходов. Это достигается посредством экологически ориентированных конструирования, технологий, средств автоматизации и организацией производства.

Во втором разделе представлен результат энергетического анализа технологических процессов. Показано, что негативное воздействие технологических процессов на окружающую среду и человека непосредственно связано с потреблением электрической энергии при их реализации. Представлены алгоритмы снижения потребления энергии при реализации технологических процессов в неавтоматическом и автоматическом режимах.

В третьем разделе представлена методика формирования математических моделей с учетом экологического фактора. Эти модели построены на основе энергетического анализа. Показано, что на основе этих моделей формулируется оптимизационная задача по критерию минимального воздействия реализации технологических процессов на окружающую среду и человека и рассмотрены некоторые способы ее решения.

В четвертом разделе рассмотрены вопросы, иллюстрирующие роль трения в формировании негативного воздействия реализации технологических процессов на окружающую среду и человека – основные вопросы трибоэкологии. Показано, что трение является характерным для механообработки и важнейшим фактором, определяющим негативное воздействие реализации технологических процессов механообработки на окружающую среду и человека.

В пятом разделе рассматриваются практические примеры реализации технологических процессов механообработки, связанные с негативным воздействием на окружающую среду и человека.

Приводятся схемные и алгоритмические решения повышения экологичности технологических процессов механообработки в неавтоматическом и автоматическом режимах, а также результаты практической реализации этих решений для различных видов механообработки как в лабораторных, так и в производственных условиях.

Шестой раздел посвящен перспективным вопросам улучшения и оценки экологических показателей качества технологических процессов механообработки.

Результаты обучения

  • Ознакомление с современными инженерными подходами к обеспечению минимизации воздействия технологических процессов на окружающую среду и человека.
  • Понимание приоритетности устранения негативного воздействия технологических процессов на окружающую среду и человека в источнике возникновения этого воздействия перед последующим управлением этим воздействием посредством защитных сооружений, управлением отходами и т.п.
  • Получение навыков энергетического анализа технологических процессов, с помощью которого можно численно оценивать экологичность технологических процессов, управлять экологичностью в неавтоматическом и автоматическом режимах.
  • Получение навыков моделирования технологических процессов с учетом экологического фактора и анализа этих моделей.

Перечень основных знаний, умений и навыков, необходимых для успешного освоения курса

  • Знать основные типы и виды технологических процессов механообработки.
  • Знать основы формирования наилучших доступных технологий и бережливого производства.
  • Владеть навыками системного анализа взаимодействия промышленности и окружающей среды.
  • Владеть навыками математического моделирования и анализа моделей.
  • Уметь принимать технические и организационные решения по обеспечению качества технологических процессов.
  • Уметь составлять схемные и алгоритмические решения технических и управленческих задач.