Инженерно-экологическое обеспечение технологических процессов механообработки
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.