Основы производственных процессов

Важнейшим структурным подразделением инфраструктуры предприятия является служба сбыта готовой продукции. Процесс реализации продукции можно разделить на четыре этапа. Первый сводится к организации и осуществлению процедуры заключения договоров на поставку продукции. Второй — составление плана реализации продукции и остатков нереализованной продукции, находящихся на складе предприятия. На третьем осуществляется отгрузка (иногда и транспортировка) продукции потребителю. Четвертый этап — поступление денежных средств на расчетный счет предприятия-поставщика. В состав данного структурного подразделения предприятия в целях повышения эффективности процесса реализации продукции могут включаться структуры товаропроводящей сети, в состав которой входят магазины оптовой и розничной торговли, фирменные магазины и товарные базы. 

Для обеспечения  эффективного функционирования таких инфраструктурных подразделений, как службы материально-технического снабжения и сбыта готовой продукции в их состав входят и подразделения обслуживающего хозяйства: складское и транспортное хозяйство.

 Для нормальной организации производственного процесса необходимо соблюдать следующие принципы:  

• принцип специализации - это закрепление за каждым цехом, производственным участком, рабочим  местом, технологически однородной группы работ или строго определенной номенклатуры изделий;

 

• принцип непрерывности процесса означает обеспечение движения предмета труда с одного рабочего места на другое без задержек и остановок;

 

• принцип пропорциональности подразумевает согласованность  в продолжительности и производительности всех взаимосвязанных подразделений  производства;

 

• принцип параллельности предусматривает одновременное  выполнение отдельных операций и  процессов;

 

• принцип прямоточности  означает, что предметы труда в  процессе обработки должны иметь  найкратчайшие маршруты по всем стадиям  и операциям производственного процесса;

 

• принцип ритмичности  состоит в регулярности и устойчивости хода всего процесса, что обеспечивает производство одинакового или равномерно увеличивающегося количества продукции  за равные промежутки времени;

 

• принцип гибкости требует быстрой адаптации производственного процесса к изменению организационно-технических условий, связанных с переходом на изготовление новой продукции и др.

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава II    
 

2.1 Нанотехнологии. Общие сведения 

“Нанотехнологии произведут такую же революцию в  манипулировании материей, какую произвели компьютеры в манипулировании информацией”.

     Ральф Меркле 

     Нанотехнологии - это "самые высокие" технологии, на развитие которых ведущие экономические державы тратят сегодня миллиарды долларов. По прогнозам ученых нанотехнологии в XXI веке произведут такую же революцию в манипулировании материей, какую в ХХ произвели компьютеры в манипулировании информацией", а их развитие изменит жизнь человечества больше, чем освоение письменности, паровой машины или электричества. Идея создания технологий в масштабах нанометра впервые пришла в голову нобелевскому лауреату Ричарду Фейнману (Richard Feynman). В 1959 году он высказался о проблеме контроля и управления строением вещества в интервале очень малых размеров - лекция "Там внизу ещё много места" ("There is plenty of space on the bottom"): "ни один физический или химический закон не мешает нам менять взаимное положение атомов".

     Само  понятие "нанотехнология" было введено  японцем Норио Танигучи (Norio Taniguchi) в 1974, он предложил называть так технологии и механизмы, размером менее одного микрона, а так же дал краткое определение нанотехнологии, как: междисциплинарной, образующей технологии, позволяющей "технологично" (воспроизводимо, по описанным процедурам) производить исследования, манипуляцию и обработку вещества в диапазоне размеров и с допусками 0,1/100 нм.

     В 1985 Ричардом Смолли (Richard Smalley) открыты  фуллерены - молекулы углерода в форме  шара (молекула С60, атомы углерода в  которой расположены в углах  пяти- и шестиугольников, образуя форму мяча). В 1991 Суоми Иияма (Suomi Iiyama) из компании NEC открыл углеродные нанотрубки.

     Нанотехнологии  смогут помочь человечеству достигнуть очень амбициозных (даже фантастических) задач:

• создание новейших промышленных технологий на атомарном и молекулярном уровнях;
• твердых тел и поверхностей (материалов и пленок) с измененной молекулярной структурой, что даст сверхпрочные металлы, ткани, пластмассы; самовосстанавливающиеся материалы;
• новых химических веществ посредством составления из молекул, т.е. без химических реакций;
• логических наноэлементов и нанокомпьютеров (миниатюризация и повышение вычислительной мощности компьютеров), и сверхпроводников нового типа (сверххолодных);
• вычислительных устройств на белковых молекулах;
• искусственных аналогов живых организмов (растений и животных);
• нанороботов, наномашин (нанодвигателей), прецизионных (точных) наноманипуляторов;
• роботов-врачей для имплантации в организм (для устранения генетических и физиологических повреждений на клеточном и надклеточном уровнях);
• нанороботов, наномашин (нанодвигателей), прецизионных (точных) наноманипуляторов;
• Разработка самореплицирующихся (саморазмножающихся) систем на базе биоаналогов - бактерий, вирусов, простейших;

     Первые  средства для нанотехники были изобретены IBM. В 1982 году Гердом Биннигом (Gerd Binnig) и Генрихом Рорером (Genirh Rorer) был создан растровый туннельный микроскоп, за что его создатели получили Нобелевскую премию, а уже в 1986 году - атомный силовой микроскоп, который позволяет рассматривать атомы не только металлов. В 1989 американский исследователь Дон Эйглер (Don Egler)разместил атомы на металлической поверхности и сделал из них надпись "IBM". 

     2.2 Производственные процессы на основе нанотехнологий 

     Анализ  текущего состояния позволяет выделить в нанотехнологии ряд

важнейших направлений.

1. Молекулярный дизайн. Препарирование молекул и синтез новых молекул в сильно неоднородных электромагнитных полях.

2. Наноматериаловедение. Создание бездефектных высокопрочных материалов, материалов с высокой проводимостью.

3. Наноприборостроение. Создание сканирующих туннельных микроскопов, атомно-силовых микроскопов, магнитных силовых микроскопов, многоострийных систем для молекулярного дизайна, миниатюрных сверхчувствительных датчиков, нанороботов.

4. Наноэлектроника. Конструирование нанометровой элементной базы для ЭВМ следующего поколения, нанопроводов, полевых транзисторов, выпрямителей, дисплеев, акустических систем.

5. Нанооптика. Создание нанолазеров, синтез многоострийных систем с нанолазерами.

6. Нанокатализ. Разработка катализаторов с наноструктурами для классов

реакций селективного катализа.

7. Наномедицина. Проектирование наноинструментария для уничтожения

вирусов, локального ремонта органов, высокоточной доставки доз лекарств в определенные места живого организма.

8. Нанотрибология. Определение связи наноструктуры материалов и сил трения и использование этих знаний для изготовления перспективных пар трения.

9. Управляемые ядерные реакции. Наноускорители частиц, не статистические ядерные реакции. 

Большие надежды  возлагаются на достижение способности  наномашин самим собирать себе подобные устройства. Тогда мы получим процесс, идущий, в случае необходимости, в  геометрической прогрессии. По подсчётам  учёных, от создания первого наноробота до момента, когда они наполнят 200- граммовый стакан, пройдут одни сутки, затем, если не дать команду остановить самосборку, ещё через одни сутки они покроют Землю слоем в несколько сантиметров. Сейчас проводятся исследования по возможности создания самосборки таких машин по типу живой клетки. (Объединение компонентов в большие устойчивые структуры с новыми возможностями, которыми не обладают сами компоненты известно как самосборка).  

 Например, молекулы  в теле человека собираются  в клеточные структуры, известные как органеллы, которые, в свою очередь, собираются в клетки, и даже если разрушить клетку, оставив её в растворе, спустя некоторое время она самособерётся и будет работать как ни в чём не бывало.

 Таким образом,  от создания первой наномашины  до момента их широкого использования могут пройти буквально часы. Единственное, что может помешать победному шествию нанороботов, - отсутствие программного обеспечения по созданию той или иной продукции промышленности. Не надо забывать, что это всё - таки машины, не наделённые, в отличие от живых существ, сознанием и свободой воли.

     Концерн BMW разрабатывает на базе нанопорошков самоочищающиеся автомобильные  поверхности, а в Audi такие порошки  применяются для создания прочных  зеркал и отражателей, стойких к  царапинам. Процессоры Intel и AMD полируются нанопорошком, что позволяет избежать загрязнения поверхности микроскопическими пылинками. Активно используются нанопорошки при изготовлении DVD-дисков.

     В Калифорнийском университете создана  легкая пена, содержащая наночастички стекла и превращающаяся после затвердевания в высокопрочный материал. Другая находка этих ученых - материал, поверхность которого представляет собой множество игл длиной несколько нанометров, - будет применяться для покрытия корпусов подводных лодок. Он позволит снизить уровень трения корпуса о воду и сделает субмарины бесшумными. А еще одно достижение калифорнийцев, источник когерентного излучения на базе одного атома цезия, упростит управление будущими квантовыми компьютерами.

     Ученые  из российского Института общей физики РАН и Института нанотехнологий Международного фонда "Конверсия" вырастили на поверхности алюминия с хромовым покрытием с помощью установки нанолитографии "Луч-2" углеродные объекты размером 3 нм.

     В Принстонском университете разработан деформируемый электропроводник, который можно растягивать в два раза (до сих пор лучшие эластичные проводящие материалы растягивались на 5-10%). Он представляет собой проводящий слой из золота толщиной 25 нм. Теперь появляется возможность создавать переносные надувные компьютерные сети и кожу для роботов, способную передавать "ощущения" и упрощающую управление периферийными системами.

     Пока  наиболее востребованным товаром на рынке наноматериалов остаются углеродные трубки. Компания Carbon Nanotechnologies продает их по цене 500 долл. за 1 г, а в день она изготавливает около 1 кг трубок. Небольшие объемы производства объясняются не только ограниченными мощностями. Фирмы, выпускающие товары массового спроса, не спешат использовать нанотрубки прежде всего потому, что их пока нельзя закупать в больших количествах. Но такой замкнутый круг будет разорван уже в ближайшие 2-3 года, когда объем производства углеродных трубок вырастет в сотни раз.

     Особое  внимание нанотехнологи уделяют  кристаллографии. Дело в том, что  ручная сборка одного наноустройства из атомов может потребовать нескольких лет, а до появления молекулярных роботов-сборщиков еще далеко. Поэтому немало исследований направлено на поиск технологий выращивания наноматериалов и наноустройств в виде кристаллов, которые к тому же по достижении определенного размера могут распадаться на множество копий с идентичной структурой.

     Институт  кристаллографии РАН представил технологию управляемого выращивания  нитевидных кристаллов кремния (так  называемые острийные наноструктуры), за рубежом пока отсутствующую. Радиус закругления на вершинах кристаллов составляет всего 2 нм, что позволяет использовать их в наноэлектронике как точечные источники электронов в лучевых приборах. Еще один проект ИК РАН - подготовка трековых наномембран с порами 50-5000 нм, применяемых в проектах выделения вирусов, тонкой очистки воздуха или жидкости и во множестве других задач.

     А создаваемый в ИК РАН компьютерный программный комплекс BARD (базовый  анализ рефлектометрических данных) позволит определять электронную структуру тонких (в том числе нано-) пленок, анализируя различные виды рассеиваемого ими излучения. Производители, зная детальную структуру нанопленок, смогут выпускать их промышленные образцы высокого качества. 

     2.3 Рынок нанотехнологий 

     В настоящее время отрасль нанопродуктов  является одной из наиболее динамично  развивающихся в мире.

     Крупнейшие государства мира провозгласили нанотехнологии приоритетом в направлениях научных исследований, понимая, что тот, кто выиграет в этой гонке, приобретёт несоизмеримые преимущества перед своими противниками и соседями. Как сказал один из «отцов» водородной бомбы Э.Теллер: «Тот, кто раньше овладеет нанотехнологией, займёт ведущее место в техносфере будующего».

     Оцениваемый объем мирового рынка наноматериалов и технологий их получения составил в 2009 году 10,1 млрд. долл. США. При этом рынок потребительских товаров, произведенных с помощью нанотехнологий, в 2009 году оценивался в 773,47 млрд. долл. США.

  Прогнозируемый объем мирового рынка нанопродуктов и технологий в сегменте медицины и биотехнологий к 2014 году составит 4,6 млрд. долл. США, в сегменте энергетики – 6,0 млрд. долл. США, электроники и информационных технологий – 1,8 млрд. долл. США, обрабатывающей промышленности и прочих сферах – 6,4 млрд. долл. США.