Модернизация оборудования по криозаморозке биомассы для увеличения эффективности технологических процессов его производства

Разработка основных блоков оборудования для оптимизации процесса автоматизации при изготовлении и сборке.
Объектом проектирования являются этапы жизненного цикла создания продукта.
Цель работы – изучение технологии производства и создание жизненного цикла оборудования.
В процессе выпускной квалификационной работы был разработан жизненный цикл оборудования по криозаморозке. В результате исследования создан вариант корпуса блоков оборудования.

Введение ……………………………………………………………………………………………………….. 7
1. Исторический и литературно – патентный обзор ………………………………………. 9
1.1 Общие положения …………………………………………………………………………………. 9
1.2 Проведение патентного исследования ………………………………………………….. 10
2. Объект и методы исследования ………………………………………………………………. 12
3. Расчеты и аналитика. ……………………………………………………………………………… 13
3.1 Теоретические аспекты ………………………………………………………………………… 14
3.1.1 Виды льдогенераторов……………………………………………………………………. 15
3.1.1.1 Классификация льдогенераторов по типу установки ……………….. 16
3.1.1.2 Классификация по типу залива воды …………………………………………. 17
3.1.1.3 Классификация по виду производимого льда…………………………….. 17
3.1.1.4 Классификация по типу охлаждения агрегата …………………………… 18
3.1.2 Принцип работы льдогенератора …………………………………………………… 18
3.2 Биомасса ……………………………………………………………………………………………… 20
3.3. Основные сведения о хладагентах ………………………………………………………. 21
3.3.1 Использование хладагентов ……………………………………………………………. 21
3.3.2 Воздействие хладагентов на организм человека. …………………………….. 23
3.4 Изготовление корпусов из листового металла ………………………………………. 24
3.4.1 Технология изготовления корпусов ………………………………………………… 24
3.4.2 Подбор материала ………………………………………………………………………….. 26
3.5 Жизненный цикл изделия …………………………………………………………………….. 28
3.5.1Автоматизация управления процессами жизненного цикла ……………… 28
3.5.2 Стадии жизненного цикла ………………………………………………………………. 30
3.5.2.1 Управление данными об изделии (planning) ………………………………. 34
3.5.2.2 Промышленный дизайн (styling) ……………………………………………….. 38
3.5.2.3 Автоматизированное проектирование и моделирование изделий
(design)………………………………………………………………………………………………… 40
3.5.2.4 Управление процессами инженерных расчетов (simulation) ………. 48
3.5.2.5 Инструментальное обеспечение автоматизированного
производства (TOOLING) ……………………………………………………………………. 50
3.5.2.6 Автоматизированное управление технологическим оборудованием
(MACHINING)…………………………………………………………………………………….. 54
3.5.2.7 Моделирование сборочных процессов (ASSEMBLY) ……………….. 57
3.5.2.8 Промышленная роботизация (ROBOTICS)……………………………….. 59
3.5.2.9 Проектирование и оптимизация производства (PLANT) ……………. 60
3.5.2.10 Управление качеством продукции (QUALITY) ……………………….. 62
3.5.2.11 Управление взаимодействием с поставщиками (SUPPLY) ……….. 69
3.5.2.12 Эксплуатация, сервисное обслуживание и ремонт …………………… 72
4. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ …………………………………………………………………………….. 77
4.1 Организация и планирование работ ……………………………………………………… 77
4.1.1 Продолжительность этапов работ …………………………………………………… 77
4. 1.2 Расчет накопления готовности проекта ………………………………………….. 81
4. 2 Расчет сметы затрат на выполнение проекта ……………………………………….. 82
4. 2.1 Расчет затрат на материалы …………………………………………………………… 82
4.2.2 Расчет заработной платы ……………………………………………………………….. 82
4. 2.3 Расчет затрат на социальный налог ……………………………………………….. 83
4. 2.4 Расчет затрат на электроэнергию …………………………………………………… 83
4. 2.5 Расчет амортизационных расходов ………………………………………………… 84
4. 2.6 Расчет прочих расходов…………………………………………………………………. 85
4. 2.7 Расчет общей себестоимости разработки ……………………………………….. 85
4.2.8 Расчет прибыли ……………………………………………………………………………… 85
4.2.9 Расчет НДС ……………………………………………………………………………………. 86
4.2.10 Цена разработки НИР …………………………………………………………………… 86
4.3. Оценка экономической эффективности проекта ………………………………….. 86
5.СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ………………………………………………….. 88
Введение …………………………………………………………………………………………………… 88
5.1. Профессиональная социальная безопасность. ……………………………………… 88
5.1.1. Анализ вредных и опасных факторов, которые могут возникнуть при
эксплуатации объекта исследования………………………………………………………. 88
5.1.2. Анализ вредных и опасных факторов, которые могут возникнуть на
рабочем месте при проведении исследований. ………………………………………… 89
5.1.3. Обоснование мероприятий по защите исследователя от действия
опасных и вредных факторов………………………………………………………………….. 99
5.2. Экологическая безопасность. …………………………………………………………….. 101
5.2.1. Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду ……. 101
5.2.2. Обоснование мероприятий по защите окружающей среды. ………….. 102
5.3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. ………………………………………….. 103
5.3.1. Анализ вероятных ЧС, которые могут при проведении исследований.
…………………………………………………………………………………………………………….. 103
5.3.2. Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка
порядка действия в случае возникновения ЧС. ……………………………………… 104
5.4. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности. …… 105
5.4.1. Специальные (характерные для рабочей зоны исследователя)
правовые нормы трудового законодательства. ………………………………………. 105
5.4.2. Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны
исследователя. ……………………………………………………………………………………… 106
Заключение …………………………………………………………………………………………….. 108
Список использованной литературы …………………………………………………………… 110
Приложения ……………………………………………………………………………………………. 113

Результатом работы является спроектированный корпус блоков
оборудования и описание его жизненного цикла.

В данной работе проводилось исследование этапов жизненного цикла
оборудования, влияние каждого этапа на друг на друга при изменении какой-
либо характеристики.

В результате были разработаны:

 Календарный план работ;
 Требования к объекту исследования;
 Модель корпуса с помощью поверхностного моделирования;
 3D-модель блоков корпуса льдогенератора;
 Инструкция по техническом обслуживанию;
 Планы цеха по изготовлению и сборке.

В результате исследования была проведена модернизация оборудования:

 В ходе исследования аналогов, выявлен недостаток, проявляющийся в
цельности модулей. Разбив на два модуля, мы упростили сборку,
установку и монтаж изделия, повысили удобство при транспортировке.
Благодаря разделению на 2 части, сборка и изготовление может
производиться на разных предприятиях.
 Герметичное соединение 2-х модулей происходит при помощи
уплотнительной резинки. Она крепится к верхней части нижнего
корпуса (бункер).
 В случае массового или крупно-серийного производства, снизить
себестоимость и время изготовления можно путем изменения
конструкции деталей корпуса с определенными функциями. Например,
вентиляционная решётка может являться не покупным стандартным
изделием. Вместо этого пробиваются отверстия в корпусе с помощью
шаблона.
 Так же создан корпус для верхней части оборудования, что позволяет
транспортировать модули в уже собранном виде и повысить удобство
эксплуатации и технического обслуживания.

Экономическая эфффективность проекта в том, что при модернизации
корпуса уменьшается стоимость его изготовления путём изменения
технологии создания корпуса. Благодаря созданию оболочки для верхнего
блока, снижается травмоопасность оборудования и следовательно затраты на
медицинское обслуживание персонала.

Использование съемных стенок в корпусе льдогенератора уменьшает время
на проведение работ и повышает удобство проведения ремонтных операций,
благодаря свободному доступу обслуживающего персонала.

1. Федеральное Государственное Бюджетное учреждение Федеральный
институт промышленной собственности. [Электронный ресурс]. – Режим
доступа: http://www1.fips.ru/, (дата обращения – 17.05.2018).
2.Райзберг Б. А., Лозовский Л. Ш., Стародубцева Е. Б. Жизненный цикл
товара (рус.). Современный экономический словарь. 5-е изд., перераб. и доп.
— М.: ИНФРА-М, 2007. — 495 с.. Проверено 7 июля 2013. Архивировано 11
сентября 2012 года.
3.Котлер Ф. Глава 9. Разработка новых товаров: подход к разработке
новых товаров и проблемам жизненного цикла товара // Основы маркетинга /
Общая редакция и вступительная статья Е. М. Пеньковой. — М.: Прогресс,
1991. — 698 с. — ISBN 5-87672-003-8.
4. О.В. Захаров, В.В. ГоршковОсновы конструкторско-технологической
информатикиУчебноепособиепокурсам«Конструкторско-
технологическая информатика»
5. Котзаогланиан П. Пособие для ремонтника: Справочное руководство по
монтажу,эксплуатации,обслуживаниюиремонтусовременного
оборудования холодильных установок и систем кондиционирования. —
М., Эдем, 2007. Стр. 832.
6. Холодильные машины: Учебник для студентов втузов специальности
«Техника и физика низких температур» / А. В. Бараненко, Н. Н. Бухарин,
В. И. Пекарев, Л. С. Тимофеевский: Под общ. ред. Л. С. Тимофеевского. —
СПб.: Политехника, 1997 г. — 992 с.
7. Кошкин Н. Н., Сакун И. А., Бамбушек Е. М., Холодильные машины,
«Машиностроение», 1985, 510 с.
8. Н. П. Калиниченко, А. Н. Калиниченко. Визуальный и измерительный
контроль. Учебное пособие для подготовки специалистов I, II и III уровня.
— Томск: Изд-во Томского политехнического ун-та, 2010. — 299 с. —
ISBN 978-5-98298-687-0.
9. ГОСТ16504-81Системагосударственныхиспытанийпродукции.
Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и
определения
10.Стандарт ИСО 9004-1-94. Управление качеством и элементы системы
качества (п.5.1.1).
11. Соломенникова С.И. Разработка информационно-аналитической
подсистемы интеллектуальной поддержки высокотехнологичного
предприятия – Ижевск, 2011-124 с.
12. Захаров О.В. Основы конструкторско-технологической информатики:
учеб. Пособие / О.В. Захаров, В.В. Горшков. Саратов: Сарат. гос. техн.
ун-т, 2009. 190 с.
13. С. Каменев, А. Корнипаева, Ш. Насыро Технологическая оснастка – 114
с.
14. Л. Д. Пашков. Раскрой и изготовление воздуховодов промышленной
вентиляции. Литература по строительству. Ленинград, 1970.
15. С. А. Астапчик, В. С. Голубев, А. Г. Маклаков. Лазерные технологии в
машиностроении и металлообработке. — Белорусская наука, 2008. —
ISBN 978-985-08-0920-9.
16.Черпаков Б.И., Альперович Т.А. Металлорежущие станки. — ISBN 5-7695-
1141-9.
17. Гибочный пресс. // «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.
П. Солнцева; НПО «Профессионал», НПО «Мир и семья»; Санкт-
Петербург, 2003 г.
18.Курылев Е. С., Герасимов Н. А., Холодильные установки, Москва-
Ленинград, 1970, 608 с.
19.Кошкин Н. Н., Сакун И. А., Бамбушек Е. М., Холодильные машины,
«Машиностроение», 1985, 510 с.
20.Холодильные установки, Под ред. Чумака И. Г., Агропромиздат,
Москва, 1991.
21.Холодильные установки // БСЭ. 3-е изд., М., Эксмо, 2008, 672 с.
22.Вайнштейн В. Д., Канторович В. И., Низкотемпературные холодильные
установки, «Пищевая промышленность», М., 1972, 352 с.
23.Бочкарев, С.В. Б86 Корпоративные информационные системы: учеб. по-
собие / С.В. Бочкарев, И.А. Шмидт.– Пермь: Изд-воПерм. гос. техн. ун-та,
2010. – 364 с.
24.Основыавтоматизациипроизводственныхпроцессов / подред. Ю.М.
Соломенцева. – М.: Машиностроение, 1995. – 282 с.
25.МаркаД., МакГоуэнК. Методологияструктурногоанализаипроектирования
SADT: пер. сангл. – М.: МетаТехнология, 1993. – 240 с.
26.Организацияпроизводстваиуправленияпредприятием: учеб. длявузов /
О.Г. Туровец [идр.]; подред. О.Г. Туровца. – М.: ИНФРА-М, 2003. – 544 с.