ТПГ

Вимоги до анотацій

1. Оформлене завдання з анотування статей складається з титульного аркуша; стислих анотацій (коротка - біля ½ сторінки - характеристика змісту статті, якій передує правильно оформлений бібліографічний опис цієї статті) десяти статей з обраної теми; списку використаних (анотованих) джерел, оформленого належним чином (див. пункт 3); набору текстів (або ксерокопій) журнальних статей.
2. Зміст анотованих статей має прямо стосуватись обраної української галузі; кількість – десять статей (надрукованих у 2016-17 рр. в бізнес-виданнях або розміщених в Інтернеті).
3. Список використаних (анотованих) джерел оформлюється згідно стандарту і має щонайменше містити:

– стаття: Автори. Назва // Назва журналу або збірки. – рік. – № . – сторінки, на яких розміщено статтю.

– інтернет-джерело: Автори. Назва. – Інші вихідні дані (за наявності). – Дата публікації в мережі. // повна інтернет-адреса сторінки, на якій розміщено статтю.

(Якщо у точній відповідності до стандарту, тоді так: (всі пропуски і розділові знаки мають значення!):

• Мачинская А. Без сиропа [Електронний ресурс] / А. Мачинская // Food & Drinks. – 2003. – № 8. – Режим доступу до журн. : http://www.fnd.com.ua/archiv/8_2003/2003/09/11/bez_siropa_37.html
• Жакмон Д. Не только шнуры и карточки: принципы Тoyota [Електронний ресурс] / Давид Жакмон. – 2009. – 25 мар.– Режим доступу до статті : http://www.reputin.ru/about/publications/iprod/?page=i15.
• Запущен завод Toyota в Санкт-Петербурге [Электронный ресурс]. – 2007, 21 дек. – Режим доступа : http://toyota.110km.ru/autonews/6739.html         )

4. Підготовлене і оформлене завдання з анотування статей (з додаванням текстів статей) висилається на пошту викладача (адреса: barabas@kneu.edu.ua), а за відсутності електронних текстів статей – здається в друкованому вигляді (з набором ксерокопій).

Тематика для підготовки анотацій:

1. Вугільна промисловість
2. Нафтова промисловість
3. Газова промисловість
4. Електроенергетика
5. Гідроенергетика
6. Теплоенергетика
7. Атомна енергетика
8. Альтернативні джерела отримання електроенергії
9. Чорна металургія
10. Виробництво обкотишів та агломерату
11. Виробництво чавуну
12. Виробництво сталі
13. Виробництво прокату
14.  Кольорова металургія
15.  Машинобудування
16. Важке машинобудування
17.  Хімічне машинобудування
18.  Автомобілебудування
19.  Сільське машинобудування
20.  Хімічна промисловість
21.  Деревообробна промисловість
22.  Целюлозно-паперова промисловість
23. Текстильна промисловість
24.  Взуттєва промисловість
25.  Високотехнологічні виробництва
26. Комп’ютерні технології
27. Авіабудування
28.  Ракетобудування
29.  Нанотехнології
30.  Медична промисловість
31. Харчова промисловість

 

 

ТЕМА 1.Введення в курс «Технологічні процеси галузей».

Технологія та її роль в розвитку суспільства

1. Роль технології у розвитку економіки і суспільства.
2. Технологічний рівень розвитку сучасної промисловості.
3. Класифікація технологічних процесів.
4. Економічна оцінка технологічних процесів
5. Стандартизація, сертифікація та метрологія в технологічному розвитку виробництв.

 

1. Роль технології у розвитку економіки і суспільства

 

Сучасний термін «технологія» походить від грецького слова «техно…», що означає майстерність, ремесло та «…лого» - слово, вчення. Колись в Україні казали: «вчення ремесла, вміння ремесла або знання ремесла». Людину, яка вміла щось зробити, називали ремісником. Тепер кажуть «вчення або знання технології», а того, хто знає, як виготовити ту чи іншу річ, надати ті чи інші послуги тощо, називають технологом.

У складних словах «логос» відповідає поняттям «наука», «знання».

Отже, технологія – це знання ремесла. Точніше, технологією називають науку про отримання сировини та виготовлення з неї певної продукції.

Технологію розглядають як сукупність методів обробки, виготовлення, зміни стану, властивостей, форми сировини, матеріалу чи напівфабрикату, які використовуються у процесі виробництва для одержання готової продукції.

Технологію можна розглядати також і як сукупність або систему дій чи процесів, призначених для зміни або утворення нових властивостей (характеристик) будь-якого об’єкта (подрібнення, гранулювання, нагрівання тощо). Ці дії здійснюються машинами і апаратами. Машина, на відміну від апарата, призначена для перетворення енергії в корисну роботу за допомогою робочих органів.

Переробляти сировину на продукцію можна різними способами, тобто за різними технологіями. Отже, кожен спосіб – це окрема технологія, за якою виробляють певний вид продукції. У сучасних технологіях широко використовують наукові досягнення механіки, хімії, фізики, теплотехніки, електротехніки та інших наук. У наш час технологія стала обширною галуззю знань, що вивчає та розробляє промислові способи отримання різних видів продукції.

 Таким чином, в сучасному розумінні технологія почала розглядатися як майстерність і наукова дисципліна в середині ХIХ століття. Цьому значно сприяла поява ряду наукових та технічних винаходів: удосконалення парового двигуна, винахід двигуна внутрішнього згоряння, дизельного двигуна, широкої серії електродвигунів, парових та газових турбін тощо, що справило значний вплив на розвиток технології. Крім того досить важливим було впровадження наукової системи організації праці (науково обґрунтованої системи управління виробництвом), родоначальником якої став американський інженер Фредерік Тейлор, засновник сучасної науки «Менеджмент».

Будь-яка технологія розглядається як цілеспрямована діяльність або як сама праця, предмет праці, засоби праці, які економісти називають засобами виробництва. Поєднання праці з предметом і засобами праці складає зміст будь-якого технологічного процесу. Технологія є складовою цивілізації, тобто такого історично конкретного стану суспільства, що характеризується не тільки духовною культурою, а й матеріальною – засобами праці і технологією.

Нині технологія є складовою суспільства, що забезпечує його споживчими цінностями (потребами), які формує і узагальнює політика. В той же час провідником і регулятором переміщень матеріальних і духовних цінностей є економіка, яка відіграє провідну роль у розвитку продуктивних сил суспільства. Тому технологія тісно пов’язана з технікою, економікою та управлінням. Отже, техніка і технологія у розвитку суспільства відіграють суттєву роль, оскільки зміни в технології позначаються на продуктивності праці, що зрештою впливає на виробничі відносини. Тобто, рівень розвитку технології забезпечує певний рівень життєдіяльності населення (розвиток економіки) і рівень взаємовідносин населення з владою (політика в державі).

Технологія як наукова дисципліна належить до числа прикладних галузей знання і кожна її галузь відрізняється від інших об’єктом, предметом і завданнями.

Об’єктом технології є окремі технологічні операції, лінії та комплексні технологічні процеси виробництва різних галузей промисловості та видів продукції.

Предмет технології можна розглядати як систему уявлень, категорій, принципів та законів синтезу (проектування) ефективних технологічних процесів, які склалися в технології в процесі її становлення і розвитку.

Предметом курсу «Технологічні процеси галузей» є вивчення сучасних технологій виробництва продукції та найбільш загальних закономірностей технологічних процесів; конкретних інструментів економічної оцінки базових технологій, що використовуються в процесі виробництва і на основі яких формується техніко-економічне мислення майбутнього фахівця у сфері економічної діяльності. Предметом пізнання є теорія та практика виробництва, основні технологічні процеси, що використовуються сучасними підприємствами різних галузей промисловості, їх економічна оцінка та перспективи розвитку.

До предмета технології слід віднести й специфічні найменування процесів, продуктів та напівфабрикатів, методи визначення їхніх якісних та кількісних характеристик, конкретні прояви законів фундаментальних наук в технології, закономірності технологічних процесів та їх моделі.

Технологія, як і будь-яка інша прикладна наука,є синтетичною (інтегральною, поліпредметною) і заснована на теоретичних засадах фундаментальних наук, які з’ясовують та описують окремі явища, що проявляються при виконанні технологічних операцій (теплообмін, хімічна реакція тощо).

Отже, технологією можна назвати галузь знань прикладного характеру, яка займається вивченням засобів виробництва продуктів, корисних людині та може вибрати із цих засобів найбільш економічні й найбільш довершені відносно надання належної якості продукту, що виробляється.

Таким чином, з одного боку, технологія – це сукупність засобів переробки сировини в готовий продукт, а з іншого – наукова дисципліна, яка розробляє та довершує ці засоби.

Відповідно до цього основні загальні завдання технології полягають у тому, щоб забезпечити:

1.Найбільш можливо повне вилучення корисної речовини із сировини.

2.Задані або оптимальні (найкращі) властивості (якість) готового продукту.

3.Відсутність шкоди довкіллю в процесі виробництва.

4.Задані або оптимальні витрати енергії і коштів на виготовлення готового продукту.

5. Можливість управління технологічними процесами найбільш простими засобами.

6.Визначену або оптимальну надійність функціонування технологічних процесів.

Виходячи з наведеного визначення предмета і методів технології як науки, можна стверджувати, що її основною метою є забезпечення потреб суспільства в одержанні потрібних людині виробів або послуг, які забезпечують належні умови життя.

Розвиток технологій – це безперервний процес удосконалення машин, механізмів, приладів, пристроїв у різних галузях промисловості, які спрямовані на полегшення умов праці, підвищення продуктивності, зручності, комфорту тощо.

Отже, технологія як самостійна галузь знань в сьогоднішньому розумінні виникла завдяки широкому машинному виробництву.

Умовно технологію поділяють на механічну і хімічну, хоча в процесі розвитку промисловості важко провести чітку межу між цими двома видами технології. Механічна технологія включає процеси, пов’язані зі зміною фізичних властивостей та форми предметів, а хімічна – процеси, пов’язані з хімічними перетвореннями. Але при всіх хімічних перетвореннях мають місце і фізичні зміни, а зміна фізичних властивостей майже завжди пов’язана з хімічними, а іноді і з біохімічними перетвореннями.

Великий російський вчений Д.І. Менделєєв так визначив завдання технології: «Роль хімії – вивчати одержання заліза із руд, а справа технології – вивчати вигідні для того способи, вибирати з усіх можливостей найбільш застосовну за вигідністю до даних умов часу й місця, щоб надати продукту найбільшу дешевизну при бажаних властивостях і формах». Цим визначенням Д.І. Менделєєв встановив взаємозв’язки між наукою фундаментальною (хімією) і наукою прикладною (технологією). Якщо розглядати суспільство системно, то можна визначити його як ієрархічну систему, яка складається із складових нижчого рівня.

Технологію у найбільш узагальненому вигляді розглядають як хімічну, яка дуже розгалужена і поділяється на технологію органічних і неорганічних речовин.

Технологія, як наука, пройшла чотири етапи у своєму розвитку. На першому з них (ХVIII ст.)- хімічна технологія була зібранням рецептів та описів проведення окремих операцій без будь-якого суворого обґрунтування причин вибору того чи іншого способу переробки. На цьому етапі наука мала описовий характер.

На другому етапі (початок ХIХ ст.), крім опису методів та технологічних засобів, розвиток технології характеризувався спробами аналізу фізико-хімічних явищ та обґрунтування причин, що визначають вибір технологічного засобу. На цьому етапі наука мала якісний характер, який дозволяв визначити технологічні процеси на основі якісного аналізу без достатнього кількісного обґрунтування.

На третьому етапі розвитку(початок ХХ ст.) технологія базується на знаннях про одиничні процеси, які є загальними для ряду технологій різних галузей промисловості. Саме у цей період в результаті узагальнення виробничого досвіду виконання окремих технологічних операцій, виникла наука про процеси і апарати. Тому одиничні процеси на даному етапі розвитку технології узагальнювали такі науки як фізична хімія та процеси й апарати. Цей період характеризується більш детальним кількісним обґрунтуванням вибору технологічних режимів. В цей час з’явилась можливість розраховувати тривалість технологічних процесів, кількісні показники технологічних режимів, продуктивність праці, потужність машин і апаратів та підприємства в цілому тощо. Третій етап розвитку технології обумовлений бурхливим розвитком науково-технічного прогресу (НТП). У цей період були винайдені вакуум-випарні апарати, ректифікаційні колони, фільтри безперервної дії, промислові холодильні камери, електричні двигуни, способи адсорбції, екстрагування. У цей же час значним внеском у технологію можна вважати вдосконалення способів одержання низьких температур (-185⁰С), надвисокого тиску (200 МПа), виробництва сплавів, що мають високу хімічну стійкість, механічну міцність тощо.

На четвертому, сучасному, етапі розвитку технологія як наука використовує не тільки теоретичні основи процесів і апаратів, але й методи теорії систем, теорії оптимізації та математичне моделювання. Теоретичні основи процесів і апаратів дозволяють визначити кінетичні закономірності процесів; теорія систем дозволяє розглядати ці закономірності на кожній технологічній операції, на кожній технологічній дільниці в сукупності та узгоджувати їх з позицій кінцевої мети функціонування всієї технологічної лінії. Теорія оптимізації дозволяє вибрати оптимальний варіант технологічної операції, дільниці, секції, лінії тощо, спираючись на методи математичного моделювання. Сукупність цих методів дозволяє вибрати таке поєднання технологічних операцій, яке забезпечує найменші витрати на одержання продукту заданої якості. Широке впровадження автоматизації в процес управління підприємствами обумовлює також розвиток і удосконалення чисто технологічних засобів, методів і процесів, тобто сприяє розвитку технології як науки.

Зараз технологія перебуває на п’ятому етапі свого розвитку і може розглядатися як кібернетична інформаційна система, яка узгоджує не тільки внутрішні проблеми технології (якість, собівартість продукції тощо), а й зовнішні – постачання та якість сировини, збут продукції, поява конкурентів на внутрішньому та зовнішніх ринках та ін.

Головна мета технології може бути досягнута тільки за наявності кількісної оцінки довершеності процесу та якості продукту.

Під системою розуміють множину елементів заданої природи, що мають певну цілісність. За природою розрізняють матеріальні та абстрактні системи. До матеріальних – відносять системи неорганічної природи, фізичні, хімічні, геологічні та живі системи – організми, популяції, екосистеми. До соціально-економічних систем суспільства належать як окремі регіони, так і держава в цілому. Абстрактними системами вважають гіпотези, теорії, наукові знання, мовні, логічні системи тощо.

До складу будь-якої галузі промисловості входять певні підприємства, які забезпечують випуск продукції заданої якості з притаманними їй властивостями.

Підприємство – це складна система, що складається із елементів або підсистем і є соціотехнічною системою, до якої входять техніка (механізми, машини, устаткування, обладнання) та індивідууми і колективи, пов’язані з роботою цієї системи.

Соціальна система – складно організована упорядкована цілісність, що об’єднує окремі індивідууми і соціальні спільноти, пов’язані різноманітними зв’язками і взаємовідносинами.

Економічна система – це сфера функціонування продуктивних сил і виробничих відносин.

Технічна система – це об’єкт, складений із матеріальних засобів (споруд, машин), або процес, що складається з дій (операцій), пов’язаних у систему, яка визначає мету функціонування.

За техніко-економічними особливостями(затрати електроенергії, сировини , палива, води) промислові підприємства бувають:

- електроємні – потребують великої кількості електроенергії для виробництва одиниці готової продукції (виробництво легких металів – титану, магнію, алюмінію), деяка частина хімічних підприємств (виробництво карбіду кальцію, аміаку та ін. Ці виробництва тяжіють, головним чином, до районів дешевої електроенергії;

- матеріалоємні – виробництва, в котрих питома витрата сировини перевищує вагу готової продукції ( чорна та кольорова металургії, збагачення корисних копалин, важке машинобудування, деякі галузі хімічної промисловості та ін.;

- паливоємні – виробництва, що потребують великої кількості палива для виробництва продукції, тобто доля паливо-енергетичних затрат перевищує затрати на сировину і матеріали (теплоенергетика, скляна та керамічна промисловість, окремі підгалузі кольорової металургії й хімічної промисловості;

- водоємні – потребують великої кількості води ( ряд хімічних виробництв: виробництво хімічного волокна, синтетичного каучуку, продуктів органічного синтезу, чорна металургія та інші);

- пароємні – потребують великої кількості пари (очищення бавовнику у текстильній промисловості).

Кожне підприємство є складною виробничою системою, яка призначена для виготовлення продукції, отримання якої є результатом певного виробничого процесу. В той же час кожне підприємство вимагає певної управлінської діяльності.

Технологічний розвиток підприємства суттєво впливає на формування виробничих структур, але організаційна структура управління може перебувати тривалий час у відносно сталому стані, проте і тоді в ній відбуваються порушення прийнятих форм взаємодії. Причинами цього можуть бути такі чинники:

- зміна складу виробленої продукції;

- зміна технології виробництва продукції;

- масштаб і тип виробництва;

- зміна умов і каналів збуту продукції;

- рівень технічної оснащеності підприємства (виробництва).

Усі чинники, пов’язані зі змінами виробничої структури й умов збуту продукції, впливають на організаційну структуру управління виробництвом.

Залежно від розмірів підприємства і його підрозділів ієрархічна структура управління може бути:

- дволанковою (вища адміністрація – заводоуправління);

- триланковою (вища адміністрація – заводоуправління – адміністрація виробничих дільниць);

- чотирьохланковою (вища адміністрація – заводоуправління – адміністрація виробничих груп, адміністрація виробничих дільниць).

Основними завданнями організаційних структур управління є:

- створення умов для виробництва і збуту продукції;

- забезпечення розробки, освоєння і поставки нових видів продукції або їх модифікації на ринок.

Сучасна теорія менеджменту розглядає як найважливіші такі принципи формування організаційних структур управління: оптимальна кількість ланок у системі управління, чіткість розподілу функцій між підрозділами і посадовими особами, а також прав і відповідальності; інноваційна спрямованість; гнучкість та економічність структури.

Принцип оптимальної структури (оптимальна кількість ланок у системі управління) передбачає знаходження раціонального співвідношення спеціалізації та концентрації управлінських робіт.

Принцип чіткого розподілу функційміж підрозділами і посадовими особами в системі управління виключає дублювання і паралелізм у роботі, ліквідує подвійність підпорядкування і забезпечує встановлення чітко окреслених меж у діяльності функціональних підрозділів і керівників. Цей принцип ґрунтується на такому правилі: кожна ланка повинна мати одного безпосереднього керівника і точно визначені функції.

Принцип інноваційної спрямованостіпередбачає адаптацію до новітніх ідей.

Принцип гнучкості організаційної структури створює можливості для своєчасного реагування її на зміни в зовнішньому і внутрішньому середовищі.

Принцип економічності структури забезпечує зменшення витрат на створення і вдосконалення організаційних структур управління.

Принципи функціонування організаційних структур управління:

 а) пропорційність – чисельність персоналу підрозділів управлінського апарату має бути пропорційна обсягові їх діяльності;

 б) прямоточність -під час проектування організаційних структур управління треба забезпечувати прямі шляхи проходження інформації від керівника до безпосередніх виконавців і в зворотному напрямку;

 в) ритмічність– рівномірний розподіл праці протягом певного відрізку часу;

г) розподіл і спеціалізація управлінської праці – цей принцип реалізується під час побудови організаційної структури управління шляхом закріплення однотипних функцій за спеціалізованими структурними підрозділами, а також шляхом розробки посадових інструкцій для всіх працівників управлінського апарату.

Практична реалізація розглянутих принципів дає можливість створювати і розвивати структури, які відповідають сучасним вимогам організації господарської (комерційної) діяльності та забезпечують раціональне функціонування систем управління.

Сучасний розвиток виробничих технологій здійснює суттєвий негативний вплив на довкілля. За людської пам’яті ще ніколи не було так знищено довкілля, як за останні 60 років. Перед людством Світу постало питання порятунку від голоду, холоду та забруднення довкілля.

Охорона довкілля та раціональне використання природних ресурсів за умов швидкого розвитку промисловості, транспорту та сільського господарства є одним з найважливіших завдань кожної держави. Великої шкоди довкіллю завдають викиди, які утворюються в процесі добування та переробки мінеральної сировини, виготовлення з неї продукції, під час виробництва теплової та електричної енергії. Не меншої шкоди довкіллю завдає автомобільний транспорт.

Повітря, вода і земля забруднюються як природно, так і штучно.

До природних джерел забруднення довкілля належать пилові бурі, дія вулканів, пожежі, що викидають велику кількість пилу та газу в атмосферу.

Штучні джерела забруднення довкілля -це результат діяльності людини. Довкілля забруднюють видобувні підприємства (кар’єри);

переробні (гірничо-збагачувальні комбінати) теплоелектростанції, які працюють на різних видах палива; підприємства чорної та кольорової металургії; хімічної, нафтової і газової галузей промисловості тощо. При цьому виді забруднення в атмосферу потрапляють пил, оксиди вуглецю, сірки, азоту і т. ін.;на них припадає понад 85% загальної кількості викидів в атмосферу.

Хімічна промисловість забруднює атмосферу органічними речовинами, хлором і його похідними, оксидом азоту, сірководнем тощо. Значна кількість шкідливих речовин викидається в атмосферу в процесі виробництва кислот, лугів, мінеральних добрив, органічних розчинників, отрутохімікатів тощо.

Водоймища (річки, озера, моря, океани, підземні води) забруднюються в основному штучним способом в результаті викидів в них відходів виробництва та під час аварійних скидів. Саме тому на підприємствах широко практикують замкнені системи водопостачання, до складу яких входять очисні споруди.

Різними способами забруднюється земля. Основними з них є звалювання вскришних порід під час добування корисних копалинта їх збагачення, складування пустих порід у відвалах та хвостосховищах, надмірне внесення мінеральних добрив у ґрунти тощо.

Особливим видом забруднення повітря, води та землі є радіоактивні речовини, виділення яких неминуче під час добування та переробки уранових руд, роботи атомних електростанцій, поховання їх відходів, випробування атомної та водневої зброї й аварій на атомних електростанціях.

Основні завдання охорони довкілля, які постають перед людством – винайти та впровадити нові технології, які зменшать втрати корисних копалин у процесі їх добування; створити таке технологічне обладнання, яке зменшить кількість шкідливих викидів; впровадити очисні споруди на всіх джерелах шкідливих викидів, які зменшать викиди в атмосферу, воду та землю.

 

2. Технологічний рівень розвитку сучасної промисловості

У Господарському кодексі України та статистичних класифікаціях термін «галузь» визначається як діяльність сукупності виробничих (статистичних) одиниць, що беруть участь у переважно однакових або подібних видах економічної діяльності.

Під державним господарством розуміють сукупність галузей матеріального виробництва і невиробничої сфери, тобто комплекс взаємопов’язаних суспільним поділом праці підрозділів (сфер, секторів, ланцюгів).З точки зору організаційних форм державне господарство– це взаємопов’язана система галузей промисловості, територіально-виробничих комплексів та первинних ланцюгів – підприємств.

Матеріальне виробництво включає в себе промисловість, сільське господарство, будівництво, транспорт та зв’язки по обслуговуванню виробництва – торгівлю, постачання, заготівлю, збут.

Невиробнича сфера охоплює галузі та види діяльності по обслуговуванню населення і народного господарства. До цієї сфери відносяться: наука, мистецтво, освіта, охорона здоров’я, державне та суспільне управління тощо.

Сучасна промисловість – це сукупність промислових підприємств – фабрик, заводів, електростанцій, родовищ корисних копалин, шахт, кар’єрів, промислових підприємницьких об’єднань, на яких створюються засоби виробництва, споживчі товари, а також здійснюється добування палива, електроенергії, сировини, заготівля лісу, риби та морепродуктів.

Виходячи із зв’язку промисловості з природними ресурсами та дії на промислове середовище, промисловість ділять надобувну, де людина безпосередньо діє на природне середовище (гірничодобувна, лісозаготовча, рибальство) та обробну, до якої відносяться підприємства, що переробляють сировину та матеріали, добуті добувною промисловістю (машинобудування, металургійна, хімічна, харчова та інші види промисловості).

За призначенням продукції у загальному вигляді промисловість поділяють на важку, легку і харчову.

За принципом фактичного використання продукції промисловість поділяють на дві групи: виробництво засобів виробництва і виробництво предметів споживання.

Суттєву роль у розвитку будь-якої галузі промисловості відіграє її технологічний рівень.

Технологічний рівень галузі промисловості – це комплексна характеристика, яка включає параметри, що визначають її спроможність до технологічних інновацій і на цій основі підвищення конкурентоспроможності продукції підприємств галузі на внутрішньому та зовнішньому ринках.

У свою чергу, відповідно до міжнародних стандартів технологічна інновація визначається як кінцевий результат інноваційної діяльності, що одержав утілення у вигляді нового чи вдосконаленого продукту, впровадженого на ринку, нового чи вдосконаленого технологічного процесу, що використовується в практичній діяльності.

Цільовою й стратегічною спрямованістю інноваційної діяльності підприємств може бути розширення асортименту продукції та видів послуг; поліпшення якості продукції; розширення, збереження колишніх ринків і створення нових ринків збуту та вихід на досить конкурентні світові ринки наукомісткої продукції. Впровадження інновацій дедалі більше розглядається як єдиний спосіб підвищення конкурентоспроможності вироблених товарів, підтримки високих темпів розвитку й рівня прибутковості.

Новизна інновацій оцінюється згідно з технологічними параметрами, а також із ринкових позицій. Так, залежно від технологічних параметрів інновації поділяються на:

 - продуктові, вони включають застосування нових матеріалів, нових напівфабрикатів і комплектуючих; одержання принципово нових видів продуктів; що охоплює центри підтримки інноваційного підприємництва, технопарки, бізнес-інкубатори,

 - процесні, які означають нові методи організації виробництва (нові технології).

За типом новизни для ринку інновації поділяються на:

• нові для галузі у світі;
•  нові для галузі в країні;
•  нові для даного підприємства (групи підприємств).

Залежно від глибини внесених змін виділяють інновації:

- радикальні (базові);

- поліпшувальні;

- модифікаційні (часткові).

При аналізі технологічного рівня галузей промисловості керуються міжнародною класифікацією видів економічної діяльності за ступенем технологічності. У таблиці 2.1 наведена класифікація галузей промисловості, прийнята Євростатом згідно з рівнем технологічної активності та класифікацією видів економічної діяльності NACERev.1.1 classification at 3-digit level (NACE=Classification of economic activities in the European Community). У таблиці наведено також відповідні коди Класифікації видів економічної діяльності (КВЕД).

У ході розроблення методології оцінки технологічного рівня галузі, параметри пропонується згрупувати таким чином:

1. Система параметрів оцінки технологічного рівня галузі промисловості, що визначаються промисловою політикою на державному та галузевому рівнях у сфері технологічного розвитку промисловості з врахуванням світових тенденцій у цьому.

 

Таблиця 2.1

Класифікація обробних виробництв за технологічним рівнем

Технологічний рівень обробних виробництв	Коди КВЕД та види економічної діяльності згідно з класифікацією Євростат
Високотехнологічні види виробництв   Група А	24.4 Виробництво фармацевтичних препаратів, медичних хімічних речовин і лікарських препаратів з рослинних продуктів
	30 Виробництво офісної техніки і комп’ютерів
	32 Виробництво радіо-, теле-, комунікаційного обладнання та апаратури
	33 Виробництво медичного, презиційного̽⃰ та оптичного інструменту, годинників та інших приладів вимірювання часу
	35.3 Виробництво повітряної та космічної техніки
Середньо-високотехнологічні види виробництв Група В	24 Виробництво хімікатів та хімічної продукції виключаючи 24.4
	29 Виробництво машин та устаткування, не включених в інші угрупування
	31 Виробництво електричних машин і апаратури, не включених в інші
	34 Виробництво автомобілів,причепів і напівпричепів
	35 Виробництво транспортного обладнання виключаючи 35.1 Будування та ремонт кораблів і суден та 35.3
Середньотехнологічні види виробництв   Група С	23 Виробництво коксу, продукції нафтопереробки, радіоактивних речовин і продукції
	Від 25 до 28 Виробництво гумових та пластикових продуктів; виробництво базових металів і продукції та іншої неметалевої мінеральної продукції
	35.1 Будівництво та ремонт суден
Низькотехнологічні види виробництв   Група Д	Від 15 до 22 Виробництво харчових продуктів, напоїв та тютюнових виробів, текстилю та продукції з нього; шкіри та продукції з неї, деревини та продукції з неї; паперової маси, паперу та іншої паперової продукції, поліграфічна, видавнича діяльність та тиражування записаних носіїв інформації
	Від 36 до 37 Виробництва, не включені в інші

⃰ Презиційний (фр. precision –точність, визначеність) – техн. високоточний (наприклад, верстат, прилад електровимірювання)

2. В систему включено оцінки таких параметрів:

• наявність структурованої законодавчої бази для здійснення всіх стадій інноваційної діяльності, а також для заходів щодо її державної підтримки;

- наявність технологічної інфраструктури, що охоплює центри підтримки інноваційного підприємництва, технопарки, бізнес-інкубатори, бізнес-інноваційні структури, консалтингові та інжинірингові фірми;

• рівень та ефективність реалізації державної стратегії інноваційного розвитку технологічної бази, що забезпечить підвищення конкурентоспроможності вітчизняної продукції для кардинальної зміни структури експорту на користь наукомісткої кінцевої продукції;
• наявність платоспроможного попиту в Україні на передові технології й нововведення, результати науково-технічної діяльності, наявність сформованого ринку інноваційної продукції;
• рівень податкового навантаження на суб’єкти інноваційної діяльності ;
• наявність спеціальних фінансових механізмів підтримки окремих елементів інноваційної інфраструктури, інноваційного підприємництва;
• -наявність передової науки, наукових шкіл та дослідно-конструкторських колективів на головних напрямках фундаментальних та прикладних досліджень у галузі;
• значимість документальних та прикладних досліджень, що проводяться в галузі для обороноздатності та технологічної незалежності держави;
• рівень базових технологій, що застосовуються в основних виробництвах галузей;
• наявність ефективно діючої системи підготовки та підвищення професійного рівня кадрів у сфері виробництва та галузевої науки;
• наявність та рівень сучасних форм інноваційного менеджменту; наявність ефективної системи захисту інтелектуальної власності;
• рівень залежності галузі від галузей-монополістів (електроенергетики, газової та нафтової промисловості).

3. Система параметрів оцінки технологічного рівня галузі промисловості, що визначаються інтеграційною оцінкою інноваційної діяльності підприємств галузі. Цілеспрямована науково-технічна та інноваційна активність підприємств галузей промисловості є вирішальним фактором, що визначає технологічний рівень галузі. Особливе значення прицьому набуває розвиток науки, бо, як свідчить досвід технологічно розвинутих країн, наукомісткість продукції стає одним із вагомих показників конкурентоспроможності промисловості на світових ринках.
4. Система параметрів оцінки технологічного рівня галузі промисловості, що визначаються інтеграційною оцінкою рівня базових технологій, які використовуються в основних виробництвах промислової продукції.Ця оцінкапроводиться на підставі карток рівня базових технологій, що використовуються у виробництві основної промислової продукції підприємства, які розробляються згідно з «Методикою оцінки рівня базових технологій», що застосовуються у виробництві основної продукції промислового підприємства.

Оцінка базових технологій здійснюється за параметрами, які об’єднані у п’ять груп: 1 – відповідність технології національним пріоритетам і завданням Державних програм; 2 – критерії оцінки базової технології; 3 - критерії оцінки продукції, що виробляється на основі базової технології; 4 – наукові та інвестиційні критерії базової технології; 5 – ефективність виробництва на основі базової технології.На підставі аналізу рівня базових технологій, що застосовуються на підприємствах галузі, розраховується Індекс середнього рівня базових технологій галузі, які використовуються в основних виробництвах промислової продукції згідно з «Методикою оцінки технологічного рівня галузей та підгалузей промисловості».

Виробничим процесом називають сукупність дій, пов’язаних з прогнозуванням, науково-технічними і конструкторськими розробками, проектуванням, транспортуванням і зберіганням сировини, виготовленням проміжної (напівпродукції) та готової продукції, її випробуванням, пакуванням, обліком та зберіганням, ремонтом обладнання тощо.

Як бачимо, до складу виробничого процесу входить виготовлення проміжної та готової продукції. А це належить до технологічного процесу. Отже, технологічний процес є складовою частиною виробничого процесу.

Технологічним процесом називають послідовний вибір операцій, в ході кожної з яких із сировини отримують проміжну або готову продукцію з певними властивостями.

Кожний технологічний процес складається з дрібніших технологічних процесів або є частиною більш складного.Технологічний процес має складну структуру. Його складовими є операції, кожну з яких розглядають як окремий технологічний процес.

Технологічною (виробничою) операцією називають закінчену частину технологічного процесу, яку виконують на одному робочому місці без переналагоджування устаткування один або кілька працівників над одним або кількома об’єктами, які одночасно обробляються, внаслідок чого змінюються форма, розміри або взаємне сполучення виробів.

Оптимізацією технологічного процесу називають спрямовану діяльність людини на пошук такого технологічного режиму, за якого буде отримано найкращий результат(найменші витрати сировини, палива, енергії; найбільша кількість випущеної продукції, найкраща її якість).

Будь-яка технологічна лінія складається із певної заздалегідь визначеної кількості різнорідних технологічних операцій, що поєднані певним чином для виготовлення певного продукту визначеної кількості та якості.

Технологічна лінія – це відкрита система, яка залежить від умов зовнішнього середовища, визначає її життєдіяльність та взаємоурівноваженість із зовнішнім середовищем (попит ринку, технічний прогрес, наукові доробки, нове устаткування тощо).

Усі системи поділяють на класи за певними ознаками: походженням, ієрархією, складністю, зв’язками з оточенням тощо.

1. За походженням, як було вказано раніше,усі системи поділяють на природні та штучні. Детальніше розглянемо штучні системи. До штучних систем належать виробничі, технологічні, технічні, хімічні та ін.

Виробничі системи створені людиною для виготовлення необхідної продукції. Їм властиві зміни, спричинені науковими винаходами, зміною форми організації виробництва, впливом людини тощо. Ці зміни спрямовані на підвищення техніко-економічних показників виробничої системи.

Технологічні системи є складовими частини виробничих систем. Вони створені для переробки сировини у проміжну або готову продукцію. Оскільки технологічні системи є основою розвитку технологічних процесів, розглянемо їх детальніше.

Технологічною системою називають об’єкт, який взаємодіє із зовнішнім середовищем, складається з великої кількості елементів, і функціонує як єдине ціле із спільною метою – забезпечити економічно доцільну переробку сировини в потрібну продукцію. Основними стадіями у технологічній системі є підготовка сировини до переробки (подрібнення, мелення, класифікація за крупністю); переробка сировини; виведення із системи проміжної, готової і побічної продукції та відходів(виробництво чавуну і сталі).

Технічні системи – це машини, апарати, агрегати, печі, прилади, транспортні засоби тощо. Ці системи можуть існувати окремо або входити до складу елементів технологічних систем. Саме на них має великий вплив НТП.

2. За ієрархією системи поділяють на макро- та мікросистеми. Відповідно до цього поділу технологічні системи аналізують на макро- та мікрорівні. До макросистем належать територіально-промислові комплекси та галузі;до мікрорівня - об’єднання чи підприємства.

3. За складністю структури. Складність системи визначається її структурою, числом елементів і зв’язків, обсягом інформації, закладеної в систему тощо. Отже, за складністю структури системи поділяють на безмежно складні; дуже складні; складні та прості.

5. За зв’язками з оточенням системи поділяють на відкриті, які мають принаймні один вхід і вихід;замкнені – без зв’язку з оточенням; комбіновані.

Відкриті системи складаються з елементів, в яких сировина повністю перетворюється на готову продукцію.

У замкненій (циркуляційній) системі передбачено багаторазове повернення сировини або одного з її компонентів до того самого процесу для перетворення на готову продукцію.

У комбінованих системах одна зі складових сировини послідовно проходить усі елементи, а друга циркулює багато разів через окремі елементи системи (наприклад, виробництво бензину).

Замкнені та комбіновані системи компактніші, ніж відкриті. У них менші витрати електричної енергії, палива, повніше використовується сировина. Ці системи є основою для створення маловідходних та безвідходних технологій.

Суттєву роль у розвитку у розвитку технологій відіграютьтехнологічна структура та інфраструктура виробництва.

• ехнологічна структура виробництва – взаємопов’язана упорядкована сукупність всіх технологій - від видобування ресурсів до споживання і утилізації кінцевих продуктів, що утворює певний технологічний цикл. Послідовними стадіями цього циклу є комплекс галузей: 1) видобування первинних ресурсів та енергоносіїв; 2) переробка первинних ресурсів та їх компонентів; 3) обробна промисловість; 4) виробництво кінцевої продукції.

Порівняно з розвиненими країнами галузева структура промисловості України занадто обтяжена виробництвом первинних сировинних ресурсів і напівфабрикатів. Водночас питома вага продукції машинобудування, що є основою інноваційного розвитку, нижча, ніж у розвинених країнах, у 2-3 рази. Така спрямованість промислового виробництва України зумовлює високу енергоємність національного продукту. Відмінності в технологіях, рівнях якості продукції, видах енергоносіїв, які переважно використовуються (вугілля, нафта, газ, електроенергія та ін.), механізмах управління тощо розподіляються по укладах – однорідних сукупностях технологій.

Пануючий сьогодні в розвинених країнах 5-й технологічний уклад – - в Україні не перевищують п’яти відсотків. Провідні країни вже досить активно опановують виробництва 6-го технічного укладу, де ключовими факторами є: мікробіологічна промисловість, наукомістка і високотехнологічна медична техніка, види діяльності, засновані на біотехнологіях і генній інженерії.

Окремі розвинені країни (США, Канада, Франція та ін.) мають достатньо розвинену добувну промисловість, а низка країн, які розвиваються (Китай, Малайзія та ін.) володіють досить сучасними технологіями в обробній промисловості і промисловості кінцевої продукції.

Технологічна інфраструктура є новою економічною категорією, зміст та форми прояву якої ще не набули остаточної визначеності, тож оцінки її параметрів нині залишаються досить різноманітними. Зміст технологічної інфраструктури полягає в структурно- технологічному зрушенні економіки, створенні передумов ефективного засвоєння досягнень науково-технологічного прогресу щодо трансформації наукового і технологічного знання у виробничі інновації.

Згідно з широким трактуванням, до технологічної інфраструктури включають науку, інжиніринг і технічні знання, придатні для використання у виробничому секторі. Інжиніринг - це комплекс інженерно-консультаційних послуг, що надаються відповідними інституціями, на всіх етапах інноваційного циклу для забезпечення процесу виробництва та реалізації продукції. Наука тлумачиться як інтелектуальна діяльність, спрямована на одержання та застосування нових знань для розв’язання інженерно-технологічних, соціально-економічних та інших завдань, а також забезпечення функціонування системи «наука – техніка – виробництво» в органічній єдності.

Усі розглянуті категорії прямо чи опосередковано відносяться до поняття «виробничий процес», який має будуватися на певних принципах, що сприяють поліпшенню економічних показників роботи виробничої системи підприємства.

До цих принципів відносяться:

•  
•  
•  

- інтеграції – випливає з принципу диференціації операції і виробничих процесів та реалізується у гнучких виробничих системах повного технологічного циклу, на яких деталі обробляються без участі людини;

- паралельності – передбачає одночасне виконання окремих частин виробничого процесу (операцій) з виготовлення виробу;

- пропорційності – забезпечення рівної пропускної спроможності виготовлення продукції у всіх частинах виробничого процесу;

- безперервності – скорочення або зведення до мінімуму перерв у процесі виготовлення продукції;

- ритмічності – забезпечення випуску за рівні проміжки часу тієї самої кількості продукції на всіх стадіях і операціях виробничого процесу;

- прямоточності – забезпечення найкоротшого шляху проходження предметами праці всіх стадій і операцій виробничого процесу;

- автоматичності – максимально можливе та економічно доцільне вивільнення людини від безпосередньої участі у виробничому процесі;

- гнучкості - пристосування виробничого процесу до змін економічних, організаційних умов та конструктивно-технологічних вимог до продукції;

- гомеостатичності – створення технічних та організаційних механізмів саморегулювання і стабілізації у виробничій системі.

 

Перспективними напрямками удосконалення технологій є:

- використання мікрохвильових технологій, які засновані на підведенні енергії у вигляді проникання електромагнітних та акустичних коливань у середовище продукту; їх використовують в процесах сушіння, варіння, бланшування, стерилізації, пастеризації, хлібопечення, розморожування тощо;

- застосування нанотехнологій нанонаука і нанотехнологія займаються дослідженням процесів, які здійснюються над наночастинками молекулярного і атомного рівня з розмірами 10^-9 м, що відповідають 1/80 000 товщини волосинки людини або довжині 10 атомів водню, покладених впритул. Нанотехнологія досліджує властивості цих наночастинок з метою зміни структури їх розташування, форми поверхні, утворення нових структур (створення плівки надвисокої міцності, підвищеної бактерицидної дії, самоочисних та самостерилізаційних матеріалів і медичних препаратів, ліків).

- використання основ генетичної або генної інженерії, метою якої є керування генетичною основою живих організмів шляхом введення або вилучення із ДНК специфічних генів на основі відкриття структури дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК) та розшифрування генетичного коду.

 

3. Класифікація технологічних процесів

Технологічні процеси класифікуються за:

• властивостями сировини, які змінюються в процесі її перероблення;
• агрегатним станом сировини;
• тепловим ефектом;
• напрямом руху сировинних і теплових потоків у агрегатах;
• способом організації процесу;
• кратністю оброблення сировини;
• основними технологічними рушіями тощо.

 За властивостями сировини (фізичними, механічними та хімічними), які змінюються в процесі її перероблення на продукцію, всі технологічні процеси поділяють на фізичні, механічні та хімічні.

Фізичні та механічні технологічні процеси (фізико – механічні)– це технологічні процеси, в ході яких змінюються лише форма та фізико-механічні властивості сировини.На цих процесах ґрунтуються добувна, деревообробна галузі промисловості, виготовлення з конструкційних матеріалів виробів литтям, тиском, різанням тощо. До цих процесів належать подрібнення, тепло- та масо-перенесення:

• подрібнення – зменшення розміру великих кусків твердої сировини до менших механічним способом або до порошків (мелення);
• теплоперенесення – перенесення теплоти від більш нагрітого об’єкта до менш нагрітого. Об’єктом може бути сировина або продукція;
• масоперенесення – перехід речовини з однієї фази в іншу. До масоперенесення належать абсорбція, адсорбція, дистиляція та ректифікація, кристалізація, висушування, мембранізація.

Абсорбцією називають процес вбирання газу або пари усім об’ємом речовини. Наприклад, хлороводень (газ) вбирається водою (рідина) з утворення соляної кислоти.

Адсорбцією називають процес поглинання одного або кількох компонентів, що перебувають у газовій або рідинній фазі, поверхнею твердих речовин. Тверду речовину, яка поглинає гази або рідини, називають адсорбентом.

У технології адсорбції використовують для очищення та висушування рідин, газів, розділення сумішей рідин і газів, освітлення розчинів, очищення води тощо. Адсорбцію використовують у харчовій, хімічній, нафтовій та інших галузях промисловості.

Дистиляцією називають розділення сумішей рідин на окремі складові частковим випаровуванням рідини з наступною конденсацією утвореної пари. Для отримання чистих речовин рідину багаторазово випаровують і утворену пару конденсують. Такий спосіб розділення рідин називають ректифікацією, яку проводять в ректифікаційних колонах. Дистиляцію та ректифікацію використовують у нафтопереробній, спиртовій, фармацевтичній та інших галузях промисловості.

Кристалізацією називають виділення твердої речовини у вигляді кристалів із розчинів чи розплавів. Кристалізація лежить в основі виробництва мінеральних добрив, металів і сплавів тощо. Кристалізацію використовують у харчовій, хімічній, фармацевтичній, металургійній тощо.

Висушуванням називають процес вилучення вологи з різних за агрегатним станом речовин. Висушують гази, рідини та тверді речовини.

Висушування є природне і штучне. Природне висушування відбувається під дією сонця, вітру, морозу. Штучне - проводять відтисканням, пресуванням, адсорбцією, сублімацією тощо. Висушування застосовують у процесі виробництва цукру, паперу, будівельних матеріалів тощо.

Мембранізацію називають розділення сумішей (газів або рідин) на складові або вилучення з них окремих складових за допомогою мембран.

За допомогою мембран очищають питну воду, опріснюють морську воду, розділяють повітря на окремі складові: водень, кисень, гелій тощо. Мембрани використовують у мікробіології, харчовій, хімічній галузях промисловості та медицині. Перспективним є використання мембран для очищення газових викидів підприємств хімічної та інших галузей промисловості й атомних електростанцій від шкідливих речовин.

Хімічні технологічні процеси - це технологічні процеси, в ході яких змінюється хімічний склад і внутрішня будова речовини (сировини). Ці зміни відбуваються внаслідок хімічних реакцій між складовими сировини, внаслідок яких утворюються основна, побічна продукція та відходи. Хімічні процеси лежать в основі виробництва металів і сплавів (міді, алюмінію, чавуну, сталі), будівельних матеріалів (вапна, цементу), хімічної продукції (кислот, лугів), нових видів сировини, палива, конструкційних матеріалів.

За агрегатним станом складових сировини технологічні процеси поділяють на гомогенні та гетерогенні.

Гомогенними називають такі технологічні процеси, коли всі реагуючі речовини (складові сировини) перебувають лише в одному агрегатному стані: твердому (Т), рідинному (Р) чи газовому (Г) .

Гетерогенними називають такі технологічні процеси, коли всі реагуючі речовини перебувають у різних агрегатних станах: газовому і рідинному, твердому і газовому тощо. Наприклад, виробництво сірчаної кислоти. Реагуючі речовини перебувають у вигляді газу (Г) і рідини (Р) .

За тепловим ефектом технологічні процеси поділяють на екзотермічні та ендотермічні. Екзотермічними називають такі технологічні процеси, коли у разі взаємодії реагуючих речовин сировини виділяється теплота (+Q). Наприклад, горіння палива,утворення нової хімічної сполуки.

Ендотермічними називають такі технологічні процеси, коли в разі взаємодії реагуючих речовин сировини поглинається теплота (-Q).

 

За напрямом руху сировинних і теплових потоків в агрегатах технологічні процеси поділяються на однобічні, зустрічні, перехресні.

• Однобічними називають технологічні процеси, в ході яких сировина (С) та тепловий (Т) потоки (П) в агрегатах рухаються паралельно в одному напрямі.(рис.1,а.).
• Зустрічними називають такі технологічні процеси, в ході яких сировинний (С) та тепловий (Т) потоки (П) рухаються назустріч один одному.(рис.1,б). Прикладом використання цих процесів є виробництво кислот, мінеральних добрив, цукру тощо.
• Перехресними називають такі технологічні процеси, в ході яких сировинний(С) та тепловий (Т) потоки(П) в агрегатах рухаються перпендикулярно один до одного (рис.1,в). Ці процеси лежать в основі роботи печей із «псевдокиплячим шаром» і широко використовуються в процесі випалювання грудок залізної руди (бездоменне виробництво сталі), вапняку (виробництво вапна) тощо.

                  

За способом організації процесу усі технологічні процеси поділяють на періодичні, безперервні та комбіновані.

У періодичних процесах сировину подають в агрегат визначеними порціями через певні проміжки часу і так само після закінчення перероблення сировини виводять з агрегату продукція(виробництво коксу в коксових батареях, виготовлення відливків у формах, заготівок у штампах тощо).

При безперервних процесах сировина надходить до агрегату постійним безперервним потоком і після перетворення запланована продукція безперервним потоком виходить з агрегату (розливання сталі на машинах безперервного розливання, виробництво цементу, сірчаної кислоти тощо).

Комбіновані процеси – це поєднання періодичних і безперервних процесів.

За кратністю оброблення сировини технологічні процеси поділяють на відкриті, замкнені та комбіновані. Якщо технологічний процес відкритий, то сировина перетворюється на готову продукцію протягом одного циклу перебування її в агрегаті (виробництво сталі в конвертері).

Якщо сировина, або окремі її складові неодноразово повертається до агрегату для повторної обробки, то має місце технологічний процес замкнений (циркуляційний)(виробництво поліетилену високого тиску) Замкнені процеси є основою створення безвідходних, енерго- та сировинноощадних технологій.

У комбінованих процесах основна сировина може перетворюватись на продукцію за один цикл перебування в агрегаті, а допоміжна сировина використовується багаторазово (виробництво сірчаної кислоти).

За основними технологічними рушіями технологічні процеси поділяють на: термічні, барометричні, каталітичні, електрохімічні, біохімічні, плазмові, радіаційно-хімічні, фотохімічні, лазерні, ультразвукові тощо.

Термічні процеси відбуваються за високих або низьких температур. За цією ознакою технологічні процеси поділяють на високотемпературні та низькотемпературні. Високотемпературними називають такі технологічні процеси, для проходження яких сировину нагрівають. Для нагрівання сировини використовують різні види палива та енергії. Ці процеси є енергозатратними. Низькотемпературними називають такі технологічні процеси, для проходження яких сировину охолоджують. Низькотемпературні процеси використовують у харчовій промисловості, в енергетиці, ракетобудуванні, біології. У медицині впроваджується кріогенна хірургія - проведення операцій майже без виділення крові.

Барометричними називають такі технологічні процеси, у ході яких головним рушієм є тиск, який використовують у ході видобування корисних копалин і транспортування їх до місця переробки; для зміни форми та розмірів заготовок - кування, вальцювання, штампування тощо.

Каталітичними називають такі технологічні процеси, в ході яких головним є каталізатор. Каталізом називають зміну швидкості хімічних реакцій у присутності каталізаторів. Каталізаторами називають речовини, які змінюють швидкість хімічних реакцій, а самі залишаються незмінними (виробництв бензину, амоніаку, сірчаної й азотної кислот, спиртів, альдегідів,лікарських речовин, рідинного палива з вугілля тощо.

Електрохімічними називають такі технологічні процеси, у ході яких електрична енергія перетворюється в хімічну і, навпаки, що має місце в гальванічних елементах. Якщо електричну енергію ввести в хімічну систему (розчин чи сплав) за допомогою електродів, то виникнуть хімічні процеси, які називаються електролізом. Електроліз застосовують у хімічній, металообробній промисловості, кольоровій металургії.

Біохімічними називають такі технологічні процеси, в ході яких головним рушієм є мікроорганізми – це бактерії та мікроскопічні грибки. Біотехнологією називають науку про отримання продукції з використанням біохімічних процесів. Вона ґрунтується на досягненнях біохімії, мікробіології, молекулярної біології і широко використовується в харчовій, фармацевтичній і хімічній галузях промисловості тощо.

Плазмовими називають такі технологічні процеси, у ході яких головним рушієм є плазма. Плазмою називають іонізований газ, який складається з позитивно та негативно заряджених частинок, нейтральних атомів і молекул. Кількість позитивних і негативних частинок у плазмі майже однакова. Саме тому плазма є електронейтральною речовиною, яскраво світиться, має електропровідність і активно взаємодіє з магнітним полем. Прикладом плазми є полум’я, яке виривається із сопла двигуна ракети, іскри в електричних приладах, блискавка, електрична дуга тощо. У промисловості «холодну» плазму використовують для хімічного синтезу хімічних сполук, виробництва порошків, вирощування монокристалів, різання та зварювання конструкційних матеріалів тощо.

Радіаційно – хімічними називають такі технологічні процеси, в ході яких головним рушієм є x-промені, γ- промені, електрони, протони,нейтрони, α і β - частинки тощо. Джерелом отримання цих випромінювань є реактори, прискорювачі частинок, радіоактивні ізотопи тощо. Радіаційно-хімічні процеси широко використовують у технології для отримання речовини з наперед заданими властивостями та речовин, яких іншим способом отримати неможливо. Ці процеси використовують у синтезі деяких речовин, для очищення стічних вод, твердих і газових відходів промислових підприємств, при виробництві миючих засобів, мастил, отрутохімікатів, поверхнево-активних речовин.

Фотохімічними називають технологічні процеси, які спричиняються світлом або відбуваються під його дією. Механізм фотохімічних процесів ґрунтується на активації молекул реагуючих речовин при поглинанні ними порцій світлової енергії.

Лазерними називають технологічні процеси, в ході яких головним рушієм є монохроматичне проміння. Лазером називають джерело потужного світлового монохроматичного випромінювання. На сьогодні відомо понад 350 різних сфер діяльності людини де застосовуються лазери. Це – локація, системи передачі інформації, спектроскопія, телебачення, біологія, медицина, військова справа, синтез нових матеріалів.

Ультразвуковими називають технологічні процеси, у ході яких головним рушієм є ультразвук. Ультразвуком (УЗ) називають пружні механічні коливання, які поширюються в середовищі з частотою понад 20 кГц. Ультразвукові хвилі відбиваються від перешкод, які зустрічаються на шляху їх поширення.

Ультразвук використовують для прискорення технологічних процесів у харчовій промисловості: соління м’ясних виробів, виготовлення овочевих консервів, пюре, майонезу, кремів, маргарину, дозрівання сиру,у фармацевтичній і хімічній галузях промисловості при висушуванні сировини та готової продукції. При висушуванні УЗ коливання поширюються назустріч рухові висушуваних речовин, тобто мають місце зустрічні процеси.

УЗ коливання використовують для різання матеріалів, які проводять електричний струм і які не проводять його: виготовляють отвори, канавки, нарізають різь на виробах, виготовлених в основному з крихких матеріалів (скло, кераміка, коштовне каміння тощо). Ультразвук допомагає виявити приховані дефекти у деталях, не руйнуючі їх. Прилади для виявлення дефектів називають дефектоскопами. За допомогою УЗ очищають поверхні виробів перед нанесенням на них покрить і перед паянням.

 У процесі виробництва сірчаної кислоти за допомогою УЗ вловлюють сірчисті гази, які повертають у технологічний процес, а не забруднюють довкілля. Ультразвук використовують військові моряки для виявлення підводних човнів, а також пошуку затоплених.

 

Класифікація сировини

С и р о в и н о ю називають речовини, з яких виробляють продукцію.

Сировину класифікують та такими ознаками як: походження, агрегатний стан, важливість у технологічному процесі тощо.

За походженням сировину поділяють на первинну, штучну і вторинну.

Первинною сировиною називають речовини природного походження, які не зазнавали переробки. Первинну сировину поділяють на мінеральну, рослинну і тваринну:

 а) мінеральною сировиною називають корисні копалини, які видобуваються у надрах Землі чи на її поверхні.

Залежно від мети використання мінеральну сировину поділяють на паливно-енергетичну, рудну, хімічну, будівельну та коштовне каміння, гідромінеральну.

Паливно-енергетична сировина це вугілля, нафта, торф, природний газ, горючі сланці, уран та ін.. Вона є не лише джерелом теплової енергії, а й сировиною для хімічної, металургійної та інших галузей промисловості.

Рудна сировина – це залізні, мідні, хромові, молібденові, нікелеві та інші руди. Промислові руди містять один або кілька металів, які перебувають в них у вигляді оксидів (залізна руда містить залізо у вигляді оксидів - Fe₂O₃ , Fe₃O₄ ), сульфідів (мідна руда містить мідь у вигляді халькопіриту - CuFeS₂) . Дуже рідко у природі зустрічаються руди, в яких метали перебувають у вільному стані - це золотоносні і платинові руди.

Хімічна сировина – це мінерали з малим вмістом металів. Тому її часто називають мінералохімічною сировиною. Це калійні солі, сірка, апатити, фосфорити тощо.

Будівельна сировина і коштовне каміння. До будівельної сировини належать граніт, вапняк, пісок, глина тощо. З цієї сировини виготовляють продукцію необхідну для будівельного виробництва.

 

 

Коштовне каміння ( алмаз, бурштин, кришталевий кварц, аметист тощо ) в основному є сировиною для ювелірної промисловості.

Гідромінеральна сировина – це підземні мінеральні й прісні води та розсоли.

 б) Рослинна сировина. Рослинною сировиною називають наземну та підземну частини рослин ( листя, стовбур, гілля, квіти, насіння, плоди, коріння тощо ).

До рослинної сировини належать льон, коноплі, цукрові буряки, бавовна, деревина, зерно тощо. З них виробляють продукти харчування та продукцію промислового і побутового призначення. Так, з насіння льону отримують олію, з його стебел волокна, а потім пряжу, з якої тчуть тканини; з цукрових буряків виробляють цукор.

 в) Тваринна сировина. Тваринною сировиною називають вовну, шкіру, шовк, молоко, хутро тощо.

Переробляючи сировину тваринного походження, отримують продукти харчування та продукцію побутового і промислового призначення.

 Рослинна і тваринна сировина на відміну від мінеральної потребує швидкого перероблення, оскільки з часом її склад і якість змінюються. Для збереження рослинної і тваринної сировини на довший час її висушують, заморожують, консервують, стерилізують, зберігають в атмосфері захисних газів тощо.

 Сировина мінерального походження має певні райони покладів і обмежену кількість. Сировина рослинного і тваринного походження залежить від природних умов. Проте і мінеральну , і рослинну, і тваринну сировину треба використовувати ощадно.

2.Штучна сировина. Штучною сировиною називають продукцію чи напівпродукцію, виготовлену на іншому підприємстві або на складових цього чи інших підприємств.

 Наприклад, готова продукція доменного цеху – чавун є сировиною для отримання сталі; готова продукція ткацького цеху – тканина є сировиною для пошиття одягу і т. ін.

3.Вторинна сировина. Вторинною сировиною називають промислові та споживчі відходи й побічну продукцію.

Промисловими відходами називають залишки сировини і напівпродукції, що утворилися в процесі виготовлення основної продукції, які частково або повністю втратили свої властивості та не відповідають встановленим стандартам.

Промислові відходи після перероблення, а іноді і без нього можуть бути використані у виробництві або споживанні.

Споживчими відходами називають вироби та речовини, які в процесі користування ними втратили свої властивості.

Наприклад, вироби з металів ( праска, каструля тощо ) втратили придатність до використання і стали металобрухтом, вироби з паперу ( книжки, газети, часописи тощо ) внаслідок застарілої інформації та пошкодження стали макулатурою, бавовняні та вовняні вироби – ганчір’ям.

 Побічною продукцією називають таку продукцію, яка утворилася поряд з основною в процесі перероблення сировини, але не була метою виробництва.

На побічну продукцію встановлять стандарти, технічні умови, ціни. Побічну продукцію часто використовують як готову продукцію або вона є сировиною для виготовлення іншої. Наприклад, у процесі виробництва чавуну ( основна продукція ) отримують шлак ( побічна продукція ), який є сировиною для виготовлення будівельних матеріалів ( шлакоцементу, шлаковати тощо ).

Вторинна сировина повністю або частково замінює первинну сировину при виготовленні продукції. Це економічно і екологічно вигідно: продукція стає дешевшою і менше забруднюється довкілля.

Штучну і вторинну сировину називають матеріалами.

2.За агрегатним станом. За цією ознакою сировину поділяють на тверду, рідинну і газову. Прикладом твердої сировини є металеві руди, вугілля,пісок, льон, зерно; рідинної - нафта,вода, соляні розсоли, молоко; газової – повітря, природні та промислові гази.

3.За важливістю у технологічному процесі. За цією ознакою сировину поділяють на основну і допоміжну.

Основною сировиною називають сировину, яка є основою виготовлення продукції.

Наприклад, залізна руда є основою для отримання чавуну, цукрові буряки – для отримання цукру, тканини – для пошиття одягу.

Допоміжною сировиною називають такі складові сировини, які надають продукції певних властивостей або гарантують нормальний хід технологічного процесу.

Наприклад, мастила забезпечують надійну роботу вузлів обладнання; каталізатор – нормальний перебіг технологічного процесу; фарби надають тканині відповідного забарвлення.

Корисні копалини та способи їх добування

К о р и с н и м и к о п а л и н а м и називають речовини, які знаходяться у надрах Землі чи на її поверхні та використовуються людьми для задоволення своїх потреб.

Ці речовини використовують без або після перероблення.

Поряд із корисними копалинами в земній корі залягають породи.

П о р о д о ю називають речовину, яка не містить основного компонента корисної копалини.

Наприклад, у залізних рудах основним компонентом є залізо, яке міститься у руді у вигляді оксидів та інших сполук заліза. Порода в залізних рудах складається, в основному, з піску та глини.

 Підземні комори України багаті на корисні копалини. У них є майже все або більшість із того, що потрібно для розвитку промисловості та інших галузей.

 Є у підземних коморах України руди ( залізні, мідні, мангові, свинцеві, цинкові, титанові, ванадієві, уранові та ін. ), золото, вугілля, горючі сланці, торф, нафта, газ, озокерит, прісні та мінеральні води, коштовне каміння, графіт,сірка, солі ( харчова, кам’яна та ін. ), гіпс, каолін, апатит, глини ( червоно-бурі, вогнетривкі та ін.), вапняки, пісок, каміння, пірофілітові сланці ( єдине у Світі родовище на Житомирщині ). З пірофілітових сланців виробляють сигнальні світильники для морських маяків. Маємо інші мінерали.

 Природні скупчення корисних копалин у надрах Землі називають родовищем.

Залежно від характеру робіт і виду корисної копалини, яку добувають з родовища,останнє має певну назву, яка склалася історично. Наприклад, залізні, мідні та інші руди, кам’яне вугілля, золото, солі добувають у копальнях; вапняк, пісок, глину, камінь, граніт – в кар’єрах.

Корисні копалини добувають наземним, підземним, свердловинним і геотехнологічним способами.

Наземний спосіб добування копалин

 Наземним способом корисні копалини добувають тоді, коли вони залягають неглибоко під поверхнею Землі. Таким способом добувають пісок, глину, каміння, гальку, руди тощо.

 Добуванню корисних копалин передують підготовчі роботи, які полягають у вирубуванні лісів, чагарників, висушуванні боліт, відведенні води тощо. Ці роботи проводять у разі потреби. Наприклад, якщо є болото, то його висушують. Потім зрізують шар ґрунту та породу, які лежать над корисною копалиною, і транспортують їх до окремих звалищ. Для цього використовують конвеєри та гідротранспортери. При гідротранспортуванні породу подрібнюють і разом з водою подають по трубам до звалища.

 Добувні роботи складаються з виймання корисної копалини та породи, їх навантаження на транспортні засоби, транспортування до місця перероблення та розвантаження.

Кар’єром називають сукупність відкритих виробіток, обладнаних для видобування корисних копалин.

 

перерізу

Згори кар’єр виглядає як величезна яма-лійка, схили якої нагадують сходинки (рис.3). Ці сходинки називають уступами. Ширина уступів досягає кількох десятків метрів. На уступах прокладають автомобільні або залізничні дороги, іноді монтують потужні стрічкові конвеєри.

 

 Уступи з’єднані між собою з’їздами, по яких транспортом вивозять із кар’єру на поверхню породу, корисні копалини та непотрібне обладнання. Корисні копалини добувають за допомогою потужних машин.

 Найчастіше використовують екскаватори ( англ. «excavator» від лат. «excavo» - видовбую), які ковшем зачерпують корисні копалини і породу та вантажать їх у транспортні засоби ( автомобілі-самоскиди, залізничні вагони тощо).

 За допомогою транспортних засобів корисні копалини доставляють на збагачувальну фабрику, а породу у звалище. У багатьох кар’єрах працюють екскаватори, кожний з яких замінює тисячі людських рук. Тому продуктивність праці у кар’єрах велика, а собівартість отриманої продукції мала. У кар’єрах майже повністю вибирають корисну копалину з родовища. Але найголовніше те, що рівень механізації набагато вищий, ніж у копальнях.

 Основні недоліки наземного способу добування корисних копалин – руйнування родючих земель на великій території та забруднення пилом довкілля. Останнім часом практикують рекультивацію земель, тобто їх відновлення та повторне використання на території колишнього кар’єру.

 Підземним способом добувають корисні копалини, які залягають глибоко у Землі. Цим способом добувають кам’яне вугілля, руди різних металів, солі.

Копальнею називають гірниче підприємство , на якому видобувають корисні копалини у закритих виробках.

На території, яку займає родовище корисної копалини, може бути одна або кілька копалень.

 Площу родовища, яка розробляється однією копальнею, називають копальним полем. Воно може бути довільної форми, але найчастіше у вигляді прямокутника.

 Підготовлення копа льняного поля до випробування корисної копалини починається з розкриття пласта. Для цього на місці залягання корисної копалини, а якщо пласти похилі – на незначній віддалі від нього, виконують гірничі роботи, внаслідок яких отримують вертикальні виробки. Останні доходять до пласта корисної копалини. Щоб запобігти руйнуванню виробок, їх укріплюють дерев’яними ( деревина хвойних порід ), металевими та залізобетонними конструкціями.

 Укріплені вертикальні виробки називають стовбурами.

 Копальня може мати два або більше стовбурів. Їх кількість залежить від потужності підприємства, глибини розроблення корисних копалин, розмірів копа льняного поля тощо. Стовбури поділяють на головні ( скіпові, клітьові), вентиляційні та комбіновані.

У головному стовбурі кліттю або скіпом ( англ. « skip», - буквально стрибок, - саморозвантажувальний короп ( кліть) для сипких вантажів) піднімають на поверхню корисні копалини та породу.

 Стовбури можуть мати відділення, оснащені клітями, якими тільки спускають і вивозять з копальні людей. Крім скіпів і клітей у стовбурі розміщені труби для випомповування підземних вод, кабелі для подання електричної енергії та драбини для виходу людей на поверхню на випадок аварії.

 Через вентиляційний стовбур потужними вентиляторами подають у копальню свіже повітря. Цим стовбуром можна опускати в копальню людей.

 Під час проходження повітря по підземним виробках склад його змінюється в наслідок дихання людей, гниття деревини тощо. Крім того в підземну атмосферу надходить велика кількість природних газів і газів, які утворилися під час вибухових робіт. Усе це погіршує умови праці, а іноді спричиняє чисельні жертви.

 Наявність у підземному повітрі метану та кам’яновугільного пилу (у процесі видобування вугілля) може спричинити пожежу та вибух.

 Для дотримання нормальних умов праці необхідно, щоб склад повітря, яке є у копальні, наближався до атмосферного, тобто, щоб кисню було не менше як 20%, а вуглекислого газу – не більше від 0,5%. Для цього у копальню безперервно подають очищене свіже повітря.

Свердловинний спосіб добування корисних копалин

 Корисні копалини, які у родовищах перебувають у рідинному та газовому станах ( вода, нафта, розсоли, природний газ) видобувають свердловинним способом. Суть його полягає в тому, що напроти родовища корисної копалини бурять свердловину. Як тільки свердловина доходить до пласту , з надр Землі на поверхню виривається потік чи фонтан корисної копалини, яку спрямовують у трубу або резервуари ( франц. «reservoir» від лат. «reservo» - зберігаю).

 1.Добування нафти. У родовищі нафта перебуває під великим тиском. Розроблення родовища нафти починається з буріння свердловини та укріплення іі сталевими трубами. Із свердловини нафта виходить на поверхню у вигляді фонтана. Її збирають у спеціальні резервуари. Вихід нафти на поверхню можна регулювати введенням у дію оптимальної кількості свердловин.

 Добувати нафту можна без підтримування тиску на пласт нафти і з підтримуванням.

 За допомогою раціонального вибору розроблення нафтового родовища видобувають заплановану кількість нафти при найменших витратах.

 У разі розроблення нафтового родовища без підтримання тиску на пласт нафта виходить із свердловини у вигляді фонтана. Її збирають у спеціальні резервуари.

 З часом тиск нафти у родовищі зменшується до атмосферного або стає ще меншим, і свердловину переводять на механічні способи добування нафти: компресорний або помповий.

 У разі використання компресорного способу нафта з родовища виходить на поверхню за рахунок енергії стисненого повітря або природного газу чи інших речовин, які нагнітають через спеціальну свердловину за допомогою компресора ( лат. «compressor»- стискач від «comprimo»- стискаю).

 У разі використання помпового способу нафту випомповують з надр Землі за допомогою потужних помп. Добуту нафту подають на очищення і перероблення.

2.Добування газу. Із свердловини газ виходить з дуже великою швидкістю, що може спричинити пожежу та руйнування обладнання. Щоб запобігти цьому потік газу перекривають сталевими засувками і з їх допомогою регулюють тиск газу. Потім газ спрямовують трубами до споживачів, віддалених на десятки й тисячі кілометрів від місця добування.

Геотехнологічні способи добування корисних копалин

 Наземний і підземний способи добування корисних копалин мають певні недоліки, уникнути яких можна, використовуючи хімічні, фізико-хімічні, біохімічні, та мікробіологічні способи добування корисних копалин, які об’єднані назвою геотехнологічні способи добування корисних копалин або геотехнологія.

Геотехнологічні способи добування корисних копалин полягають у добуванні корисних копалин без побудови копалень і кар’єрів.

 В основі геотехнології лежить свердловинний спосіб добування корисних копалин.

Суть геотехнологічних способів добування корисних копалин полягає в тому, що у Земній корі напроти родовища бурять свердловину, в яку заливають спеціальні речовини.

 Цими речовинами можуть бути холодна або гаряча вода, водяна пара, розчини кислот, лугів, бактерії тощо. Під дією цих речовин корисна копалина може перейти у пару, розчин, розплав або гідросуміш, яку випомповують з тих самих свердловин, або із свердловин розташованих поруч.

 Геотехнологія охоплює багато способів добування корисних копалин. Назва кожного із них залежить від речовини, яку подають у свердловину. Якщо цією речовиною є гаряча вода чи водяна пара, то спосіб називають теплофізичним. Таким можна видобувати сірку, важку нафту, бітум, озокерит тощо.

 При гідравлічному способі у свердловину під тиском подають воду. Вода подрібнює мінеральні корисні копалини, які разом з водою випомповують на поверхню. Таким чином добувають золотоносні піски та фосфорити.

Якщо родовище під землею обробляти розчином лугу, кислоти отримані продукти реакції випомповують із свердловини, то спосіб добування корисних копалин називають гідрохімічним. Так добувають уран, мідь.

 Деякі бактерії здатні прискорювати процес вилучення хімічних елементів з мінералів і нагромаджувати їх на своїй поверхні. За допомогою бактерій навчилися вилучати нікель, ванадій, золото тощо. До розчину, в якому міститься потрібний хімічний елемент, додають бактерії – рудокопи. За наявності бактерій руда розчиняється в кілька разів швидше.

 Бактерії всмоктують золото з розчину так швидко й інтенсивно, що за день повністю вкриваються позолотою. Ефективність цього процесу така велика, що за 15-20 год. в осад випадає майже все золото з розчину. Цей спосіб добування золота розробив академік АН України Ф,Д,Овчаренко спільно з науковим колективом фізико-хімічного інституту. Це єдиний у світі спосіб вилучення золота з гірського піску за допомогою мікроорганізмів. Він не має шкідливого впливу на довкілля.

Раціональне використання сировини

Аналіз роботи підприємства показує, що економіка виробництва залежить від раціонального (лат. «rationalis» - розумний) та комплексного використання сировини.

Відомо кілька шляхів раціонального використання сировини. Найважливішими з них є належний вибір сировини, добре збагачення, комплексне перероблення та максимальне використання відходів.

 Собівартість сировини визначає собівартість продукції. Великі темпи зростання виробництва різної продукції збіднюють поклади мінеральної сировини. У багатьох випадках експлуатуються родовища корисних копалин з мізерним вмістом потрібного елемента або родовища, які залягають дуже глибоко. Внаслідок цього збільшуються затрати на добування, підготовлення та транспортування сировини до місця перероблення. Саме тому дуже важливо повністю використовувати мінеральну сировину: вилучати всі її компоненти та використовувати відходи.

 Такий підхід до використання мінеральної сировини забезпечує отримання найбільшого економічного ефекту з найменшим забрудненням довкілля.

 Комплексне використання сировини застосовують у процесі перероблення твердих видів палива, нафти, руд кольорових металів, рослинної та тваринної сировини тощо. Так, при перероблення руди кольорових металів, отримують кадмій, індій, селен, телур, реній та ін., а з викидних газів виробляють сірчану кислоту.

 До комплексного використання сировини залучають одразу кілька підприємств. Наприклад, при конверсії природного газу разом з воднем, який потрібний для синтезу амоніаку, отримують діоксин вуглецю, який не використовується у виробництві амоніаку, тому виробництво амоніаку суміщають із виробництвом карбаміду (сечовини). Для виробництва карбаміду використовують діоксин вуглецю.

 При комплексному використанні сировини зменшуються витрати на транспортування, не забруднюється довкілля та зменшується собівартість основної продукції.

 

4. Економічна оцінка технологічних процесів

 На кожному підприємстві виробляють продукцію певної кількості, собівартості та якості. Визначимо ці показники:

 1. Продуктивність. Кожен робітник або машина за певний проміжок часу можуть виробляти різну кількість продукції. Для порівняння хто краще працює введено такий показник як продуктивність.

 Продуктивністю називають кількість продукції, виготовленої за одиницю часу, на одиницю площі обладнання тощо.

Наприклад, продуктивність доменної печі визначають кількістю чавуну (у тоннах), виплавленого за одну добу; продуктивність мартенівської печі – кількістю сталі (у тоннах), виплавленої за добу, що припадає на один м² череня печі; продуктивність контактного апарата – кількість продукції, яку отримують з одиниці об’єму каталізатора за час його роботи.

 2.Собівартість. Для виготовлення продукції використовують сировину, воду, паливо, енергію. Продукцію виготовляють ручним способом або за допомогою машин, інструментів, різного обладнання тощо. Ремонт і заміна застарілого обладнання потребує коштів. У виготовленні продукції беруть участь усі працівники підприємства, яким виплачується заробітна плата. На реалізацію продукції підприємство також витрачає кошти. Якщо перераховані витрати виразити у грошовій формі (у гривнях) та підсумувати, отримаємо собівартість продукції.

 Є два види собівартості : виробнича і повна.

Виробничою собівартістю продукції називають грошовий вираз витрат, які безпосередньо стосуються з виготовлення продукції на даному підприємстві.

Повною собівартістю продукції називають грошовий вираз витрат, пов’язаних із виготовленням та реалізацією цієї продукції.

 Щоб визначити собівартість кожного окремого виробу ( наприклад, одного телевізора чи одного кілограма цукру) підраховують (калькулюють – від лат. «calculatio» - підраховую) всі витрати, які пішли на : придбання сировини, води, палива та енергії, утримання та експлуатацію обладнання, заробітну платню тощо.

 У собівартість продукції включають такі види затрат:

• вартість маркетингових досліджень;
• підготовка та освоєння нової продукції, включаючи затрати на науково-дослідні та експериментально-конструкторські розробки;
• виробництво продукції, включаючи витрати на сировину, матеріали, енергію, амортизацію основних фондів та оплату праці робітників;
• обслуговування виробничого процесу та управління ним;
• витрати, пов’язані зі збутом продукції;
• витрати, пов’язані із підготовкою кадрів ( пошук, перекваліфікація, підвищення кваліфікації);
• поточна раціоналізація виробництва.

Типова структура статей калькуляції:

1. Сировина та матеріали.
2. Придбання комплектуючих, напівфабрикатів, робіт і послуг виробничого характеру сторонніх підприємств і організацій.
3. Паливо та енергія на технологічні цілі.
4. Зворотні відходи (віднімаються).
5. Основна заробітна плата.
6. Додаткова заробітна плата.
7. Відрахування на соціальне страхування.
8. Витрати, пов’язані з підготовкою та освоєнням виробництва продукції.
9. Відшкодування зносу спеціальних інструментів та пристроїв цільового призначення та інші спеціальні витрати.
10. Витрати на утримання та експлуатацію обладнання.
11. Загальновиробничі витрати.

 Якщо порівняти витрати на сировину, паливо, енергію і т. ін. при отриманні різних видів продукції, то побачимо, що на одних підприємствах важливою статтею витрат є сировина (наприклад, для хімічних підприємств у середньому витрати на сировину становлять 60-70% собівартості продукції), а на інших – електроенергія (наприклад, виробництво металів, хлору, їдкого натру, рафінування металів).

 На заробітну платню впливає ступінь механізації та автоматизації місця праці. Чим вищий ступінь, тим менші витрати. При ручній праці частка на заробітну платню у собівартості продукції буде більшою, ніж при машинній.

 Впровадження нової прогресивної технології з використанням нового обладнання (автоматичні лінії, роботи-маніпулятори тощо) збільшує витрати на амортизацію. Якщо це обладнання виробляє велику кількість продукції і працює без простоїв, то частка амортизації в складі собівартості продукції буде зменшуватися.

 Амортизацією (від лат. «amortisatio» - погашення) називають поступове зношення основних фондів(обладнання, будівель тощо) і перенесення їх вартості на вироблювану продукцію.

Аналіз витрат на виготовлення продукції дає можливість виявити резерви виробництва і знайти шляхи зменшення собівартості продукції. Собівартість продукції належить до основних показників роботи кожного підприємства.

 В умовах переходу до ринку роль цього показника зростає. Основними резервами зменшення собівартості продукції та збереження її якості і відповідних умов праці для тих, хто її виробляє, є раціональне і комплексне використання сировини, палива та енергії.

3. Якість . Крім собівартості продукція характеризується певною якістю.

Якістю продукції називають сукупність властивостей продукції, які зумовлюють її придатність задовольняти певні потреби споживача згідно з її призначенням.

Економічна оцінка технічного рівня устаткування

Економічну оцінку технічного рівня устаткування здійснюють за інтегральними показниками. Інтегральний показник являє собою відношення вираженого в натуральних одиницях (кг, т, м³, шт.) підсумкового корисного ефекту експлуатації обладнання (П_∑) до сумарних затрат – одноразових капітальних вкладень на створення обладнання (З_і) і поточних (експлуатаційних затрат (З_е) на весь час експлуатації (без урахування амортизаційних відрахувань на реновацію обладнання).

 На час експлуатації обладнання більш ніж на один рік інтегральний показник  (ефект/грн.) обчислюється за формулою:

,

де  - поправочний коефіцієнт, який при нормативному коефіцієнті економічної ефективності (Е_н = 0,15) залежить від часу служби обладнання (Т_сл.). При Т_сл =1;5;10;15 років значення  =1,0; 0,262; 0,174; 0,149, відповідно.

 Із технологічних складових мають велике значення витрати енергії на виробництво продукції. Показник енергоємності має суттєвий вплив на собівартість продукції.

 Окрім перелічених показників, технологічні схеми виготовлення будь-якого продукту можуть бути оцінені за такими показниками:

• відповідність властивостей готового продукту їхньому цільовому призначенню;
• відповідність технології вимогам екології та техніці безпеки;
• ресурсо- та енергозбереження;
• інтенсифікація виробництва;
• інформаційна забезпеченість і керованість;
• принципи оптимального варіанту.

 Крім цього, необхідно враховувати показники, які пов’язані з сучасними вимогами до технічних об’єктів:

• гнучкість – тобто можливість протистояти змінним умовам функціонування;
• стабілізація – властивість системи, що пов’язана із якістю перехідних процесів та сталістю;
• надійність – виключення аварійних ситуацій.

 Числова оцінка кожного з наведених показників технологічних процесів виводиться за існуючими нормативами, законодавчими та методичними документами. Наприклад, ресурсозбереження можна оцінити за виходом готової продукції та за витратами допоміжних матеріалів, екологічність – кількістю і концентрацією викидів тощо.

Визначення затрат на здійснення технологічних операцій

 Здійснення окремих одиничних технологічних операцій (переміщення, нагрівання, охолодження, випарювання, сушіння тощо) завжди супроводжується певними затратами енергії і відповідними грошовими витратами на закупівлю чи її власне виготовлення.

Затрати на переміщення рідин та газів. Переміщення рідин та газів по закритих трубопроводах відбувається під дією тиску, що створюється різницею рівнів рідин або роботою насосів (помп) і вентиляторів.

Об’єм рідини або газу, що перетікають через будь-який перетин труби в одиницю часу, називають витратами в м³/с або кг/с.

Швидкістю переміщення називають частку від поділу об’єму чи маси рідини, що перетікає за одиницю часу (V або G), на площу поперечного перетину трубопроводу ( f ):

, м/с.

Витрати енергії на нагрівання, охолодження, заморожування, сушіння.Витрати теплоти на нагрівання рідини або будь-якого іншого тіла ( ) визначають за формулою:

де G – маса тіла, кг;

 с – теплоємність, Дж/(кг К);

 t₁, t₂ – початкова та кінцева температура речовини, що нагрівається, ^оС.

 Як відомо, теплоємність визначається як кількість теплоти (енергії) на нагрівання одиниці маси речовини (1кг) на один ^оС.

 

5. Стандартизація, сертифікація та метрологія в технологічному розвитку виробництв

 

Державна система стандартизації України

Науково-технічний прогрес, розширення наукових, технічних та економічних зв’язків між державами пов’язані з розвитком стандартизації як виду діяльності, яка спрямована на узагальнення досвіду, відомостей, знань для подальшого прогресивного розвитку людства, суспільства, промисловості та випуску високоякісної продукції.

Суть стандартизації полягає в забезпеченні планомірної діяльності на всіх рівнях виробництва з установлення та використання обов’язкових норм і правил, спрямованих на забезпечення технічного прогресу та одержання високої якості готової продукції в різних галузях промисловості: будівництві, машинобудуванні, приладобудуванні, літакобудуванні, хімічній та харчовій промисловості та ін. Об’єктивність і точність оцінки якості продукції пов’язані з технічними вимірюваннями, вдосконаленням метрологічного забезпечення та стандартизації.

Підготовка сучасних бакалаврів і спеціалістів будь-якої галузі промисловості не можлива без знань основ метрології, стандартизації та сертифікації, чинних основних нормативних документів, єдності вимірювань основних параметрів, набору засобів вимірювань для об’єктів автоматизації.

В 1992 р. в Україні створено Державний комітет стандартизації, метрології та сертифікації (Держстандарт України), який є національним органом державного управління в галузі стандартизації, єдності вимірювань, сертифікації, державного нагляду за виконанням стандартів і представляє інтереси держави в міжнародних організаціях. Україна з 1993 р. є членом Міжнародної організації стандартизації.

 

Основні визначення, принципи та методи стандартизації

Правильність, точність і наукова обґрунтованість визначень в галузі стандартизації мають велике значення, тому що терміни, визначення і поняття є основою нормативно-технічної, проектно-конструкторської та технологічної документації. В Україні упорядкування та стандартизацію термінології здійснює Український науково-дослідний інститут стандартизації, сертифікації та інформатики (УкрНДІССІ), Академія наук України та ін.

Стандартизація – діяльність, яка полягає у встановленні положень для загального і багаторазового застосування для вирішення потенційних завдань з метою досягнення оптимального ступеня впорядкування у певній сфері, результатом якої є підвищення ступеня відповідності продукції, процесів та послуг їх функціональному призначенню і сприянню науково-технічному співробітництву.

Міжнародна стандартизація – стандартизація, що проводиться на міжнародному рівні та участь у якій відкрита для відповідних органів усіх країн.

Національна стандартизація – стандартизація, що проводиться на рівні однієї країни.

Державна стандартизація – стандартизація, яка проводиться державними органами, поширюється на всі підприємства держави, а результатом її здійснення є державний стандарт.

Об’єкт стандартизації – предмети, продукція, процеси, технології, обладнання, системи, а також правила, поняття, визначення, процедури, методи тощо.

Орган стандартизації – орган, що провадить стандартизацією, визнаний на національному, регіональному чи міжнародному рівні, основними функціями якого є розроблення, ухвалення та затвердження стандартів.

Нормативний документ – документ, який установлює правила, загальні принципи чи характеристики різних видів діяльності або їх результатів. Цей термін охоплює такі поняття як «стандарт», «кодекс усталеної практики» та «технічні умови».

Стандарт – документ, що встановлює для загального багаторазового застосування правила, загальні принципи або характеристики, які стосуються діяльності чи її результатів, з метою досягнення оптимального ступеня впорядкованості у певній галузі, розробленій у встановленому порядку. Міжнародний та регіональний стандарти – стандарти, прийняті відповідно міжнародним та регіональним органами стандартизації.

Технічні умови – документ, що встановлює технічні вимоги, яким має відповідати продукція, процеси чи послуги. Технічні умови можуть бути стандартом, частиною стандарту або окремим документом.

Метою стандартизації в Україні є забезпечення безпеки життя та здоров’я людини, тварин, рослин, майна, а також охорона довкілля, створення умов для раціонального використання всіх видів національних ресурсів та відповідності об’єктів стандартизації своєму призначенню, сприяння усуненню технічних бар’єрів у торгівлі.

Стандарти мають відповідати потребам ринку, сприяти розвитку вільної торгівлі, підвищенню конкурентоспроможності вітчизняної продукції та бути викладені таким чином, щоб їх неможливо було використовувати з метою введення в оману споживачів продукції, якої стосується стандарт, чи надавати перевагу виробнику продукції або продукції залежно від місця її виготовлення.

Стандарти, застосовані під час виготовлення продукції, мають зберігатися у виробника протягом 10 років після випуску останнього виробу цього виду продукції.

Теорія, принципи та методи в стандартизації сформувалися в процесі її розвитку і використовуються при розробці нових нормативних документів. Принципи стандартизації повзанні з її загальним провадженням і розв’язанням поставлених перед нею задач. До основних принципів слід віднести: плановість, оптимальність, перспективність, динамічність, системність, обов’язковість та ін.

Принцип плановості враховується при складанні перспективних і поточних планів з розробки нових і заміни застарілих стандартів. У плани обов’язково включаються основні завдання комплексної стандартизації, метрології та сертифікації, виконання яких контролюється Держстандартом України.

Принцип оптимальності полягає в тому, що розробка нових стандартів і нормативних документів має бути спрямована на врахування нових досягнень в науці, промисловості й раціоналізації, щоб законодавчо закріпити оптимальні рішення в народному господарстві країни. Прийняті нові стандарти мають сприяти економії сировини, матеріальних, трудових, енергетичних ресурсів тощо.

Принцип перспективності полягає в тому, що нові стандарти мають враховувати підвищені норми та вимоги до об’єктів стандартизації і мають бути випереджаючими стандартами, враховувати новітні досягнення науки і техніки. Роботи зі стандартизації мають враховувати і закріпляти підвищені вимоги до якості продукції та послуг.

Принцип динамічності забезпечує проведення як планових, так і періодичних перевірок стандартів з метою внесення до них відповідних змін та своєчасного їх перегляду. Якщо ж стандарти не відповідають сучасним вимогам, то їх необхідно скасувати, щоб вони не заважали прогресивному розвитку.

Принцип системності визначає розробку стандартів як елемента системи і забезпечує упорядкування розроблених і взаємопов’язаних об’єктів стандартизації в єдину систему стандартизації.

Принцип обов’язковості полягає в тому, що розроблені й прийняті стандарти мають обов’язковий характер в державі і їх повинні дотримуватися всі підприємства і й організації незалежно від форми організації. У стандартизації застосовуються уніфікація, агрегатування, типізація – найпоширеніші методи, які забезпечують взаємозамінність і спеціалізацію на всіх рівнях діяльності.

Уніфікація – найбільш поширений та ефективний метод стандартизації, яким передбачається приведення об’єктів до одноманітності становлення раціонального числа їх різновидів, наприклад, раціональне скорочення типів приладів або розмірів виробів однакового функціонального призначення (болти, гайки, швелери та ін.). Уніфікація дає змогу знизити вартість виробів, підвищити серйозність та рівень механізації і автоматизації виробничих процесів. Основою уніфікації є систематизація та класифікація виробів, процесів, функцій тощо.

Агрегатування – метод стандартизації, який полягає в утворенні виробів шляхом компонування їх з обмеженої кількості стандартних і уніфікованих деталей, вузлів, агрегатів, наприклад, складання приладів, двигунів, машин тощо.

Типізація – метод стандартизації, спрямований на розробку типових конструкцій, технологічних, організаційних та інших рішень на основі загальних технічних характеристик, наприклад, типові будівлі, типова технологія, типова структура управління тощо.

Взаємозамінність – це можливість використання одного виробу, вузла, агрегата чи послуги замість іншого подібного виробу, вузла, агрегата, не змінюючи їх функціонального призначення, наприклад, заміна старого двигуна автомашини новим, заміна в приладі реокорда, електронного підсилювача тощо.

Спеціалізація – організаційно-технічні заходи, спрямовані на створення виробництва для випуску однотипної продукції чи послуг в широкому масштабі, наприклад, кондитерська фабрика для випуску цукерок, завод для випуску телевізорів, холодильників, годинників та інших виробів.

 

Категорії, види, порядок розроблення, затвердження та впровадження стандартів

Нормативні документи (НД) ДСС України включають різноманітні стандарти, в яких установлено вимоги до конкретних об’єктів стандартизації. Залежно від об’єкта стандартизації, складу, змісту, сфери діяльності та призначення нормативні документи поділяють на категорії та види.

Категорії нормативних документів залежно від об’єкта стандартизації та сфери діяльності розподіляються так:

• Державні стандарти України;
• Галузеві стандарти України;
• Стандарти науково-технічних товариства України;
• Технічні умови;
• Стандарти підприємств.

Державні стандарти України (ДСТУ) – це нормативні документи, які діють на території України і застосовуються усіма підприємствами незалежно від форми власності та підпорядкування, громадянами – суб’єктами підприємницької діяльності, міністерствами (відомствами), органами державної виконавчої влади, на діяльність яких поширюється дія стандартів. ДСТУ для будь-якої держави світу є національним стандартом України, який затверджується Держстандартом України, в галузі будівництва – Мінбудархітектурою України. Для ДСТУ характерна міжгалузеве використання і поширення переважно на продукцію масового чи серійного виробництва, на норми, правила, вимоги, терміни та поняття.

Галузеві стандарти України (ГСТУ) – розробляють на продукцію, послуги в разі відсутності ДСТУ чи на потреби встановлення вимог, які перевищують або доповнюють вимоги державних стандартів. Вимоги ГСТУ не мають суперечити обов’язковим вимогам ДСТУ. ГСТУ є обов’язковим для всіх підприємств і організацій певної галузі, а також для підприємств і організацій інших галузей (замовників), які використовують чи застосовують продукцію цієї галузі.

Стандарти науково-технічних та інженерних товариств України (СТТУ) розробляють за потреби поширення та впровадження систематизованих, узагальнених результатів фундаментальних і прикладних досліджень, одержаних у певних галузях знань чи сферах професійних інтересів. Вимоги СТТУ не мають суперечити обов’язковим вимогам ДСТУ та ГСТУ.

Підприємства застосовують СТТУ добровільно, а окремі громадяни – суб’єкти підприємницької діяльності – якщо вважають доцільним використовувати нові передові засоби, технології, методи та інші вимоги, які містяться в цих стандартах. Використання СТТУ для виготовлення продукції можливе лише за згодою замовника або споживача цієї продукції, що закріплено договором або іншою угодою.

Технічні умови (ТУ) – нормативний документ, який розробляють для встановлення вимог, що регулюють відносини між постачальниками (розробником, виробником) і споживачем (замовником) продукції, для якої немає державних чи галузевих стандартів (або за потреби конкретизації вимог зазначених документів); їх затверджують на продукцію, яка перебуває в стадії освоєння і виробляється невеликими групами. ТУ розробляються на один чи декілька конкретних виробів, матеріалів, речовин, послугу чи групу послуг. Запроваджують ТУ в дію на короткі строки, термін їх дії обмежений або встановлюється за погодженням із замовником.

Стандарти підприємства (СТП) – розробляються на продукцію (процес, послуги), яку виробляють і застосовують (надають) лише на конкретному підприємстві. СТП не мають суперечити обов’язковим вимогам ДСТУ та ГСТУ. Об’єктами СТП є частини продукції, технологічне оснащення та інструмент технологічні процеси; послуги, які надають на цьому підприємстві; процеси організації та управління виробництвом. СТП – основний організаційно-методичний документ, у діючих на підприємствах системах управління якістю продукції. Як СТП можуть використовуватися міжнародні, регіональні та національні стандарти інших країн на підставі міжнародних угод про співробітництво.

Вид нормативного документа залежить від специфіки об’єкта стандартизації, призначення, складу та змісту вимог, встановлених до нього. Для різних категорій нормативних документів зі стандартизації розробляють стандарти таких видів: основоположні, на продукцію і послуги; на процеси; на методи контролю (випробувань, вимірювань, аналізу).

Основоположні стандарти встановлюють організаційно-методичні та загально-технічні положення для визначеної галузі стандартизації, а також терміни та визначення, загально-технічної вимоги, норми та правила, що забезпечують впорядкованість, сумісність, взаємозв’язок та взаємопогодженість різних видів технічної та виробничої діяльності під час розроблення, виготовлення, транспортування та утилізації продукції, безпечність продукції, охорону навколишнього середовища.

Стандарти на продукцію, послуги встановлюють вимоги до груп однорідної або певної продукції, послуг, які забезпечують їх відповідність своєму призначенню. У них наводяться технічні вимоги до якості продукції (послуг) при її виготовленні, постачанні та використанні; визначаються правила приймання, способи контролю та випробування, вимоги до пакування, маркування, транспортування, зберігання продукції або якості надаваних послуг.

Стандарти на процеси встановлюють основні вимоги до послідовності та методів (засобів, режимів, норм) виконання різних робіт (операцій) у процесах, що використовуються у різних видах діяльності та які забезпечують відповідності процесу його призначенню.

Стандарти та методи контролю випробувань, вимірювань та аналізу регламентують послідовність операцій, способи (правила, режими, норми) і технічні засоби їх виконання для різних видів та об’єктів контролю продукції, процесів, послуг. У них наводяться уніфіковані методи контролю якості, засновані на досягненнях сучасної науки і техніки.

Розроблення стандартів в умовах сучасної багатогалузевої промисловості є складною науково-технічною роботою, що потребує значних коштів та часу. Тому під час розроблення стандартів необхідно дотримуватися таких вимог.

1. Розроблення стандартів проводиться тільки за потребою. В першу чергу мають розроблятися стандарти, які забезпечують безпеку життя населення, охорону навколишнього середовища, сумісність та взаємозамінність продукції.
2. Використання сучасних методів стандартизації з урахуванням вимог і досягнень міжнародної стандартизації.
3. Взаємне прагнення всіх зацікавлених сторін, які розробляють, виготовляють та споживають продукцію до досягнення згоди щодо управління якістю продукції, її сумісністю та взаємозамінністю.
4. Керуватися вимогами споживачів, для чого представники органів торгівлі та спілка споживачів мають брати участь у розробленні проектів, стандартів, готувати пропозиції щодо розробки, перегляду та зміни стандартів.
5. Встановлення таких вимог до основних властивостей об’єкта стандартизації, які можна об’єктивно перевірити, проконтролювати.
6. Виключення одночасного розроблення стандартів на ідентичні об’єкти стандартизації.
7. Стандарти мають бути викладені чітко, точно і зрозуміло для забезпечення однозначності розуміння їх вимог.

Стандарти розробляють відповідно до плану державної стандартизації з урахуванням норм чинного законодавства України, вимог ДСС України та документів міжнародних і регіональних організацій зі стандартизації.

Розроблення державних стандартів України здійснюють технічні комітети зі стандартизації (ТК), міністерства (відомства), головні (базові) організації зі стандартизації або організації, що мають у відповідній галузі необхідний науково-технічний потенціал.

При розробленні стандартів необхідно дотримуватися таких стадій виконання робіт.

1. Організація розроблення стандартів.
2. Розроблення в першій редакції проекту стандартів.
3. Розроблення в остаточній редакції проекту стандартів.
4. Затвердження та державна реєстрація стандартів.
5. Видання та впровадження стандартів.

Технічний комітет, або організація-розробник подає на затвердження до Держстандарту України (Мінбудархітектури України) остаточну редакцію проекту стандарту українською та російською мовами. Держстандарт України (Мінбудархітектури України) здійснює державну експертизу остаточної редакції стандарту. До експертизи проекту стандарту залучаються науково-дослідні інститути Держстандарту України (Мінбудархітектури України), ТК, відомі вчені та фахівці. Порядок проведення експертизи закріплений КНД 50-049-95.

Для проведення експертизи Держстандарт України розглядає стандарт і приймає рішення про затвердження або повернення остаточної редакції стандарту на доопрацювання. Під час затвердження стандарту визначають дату надання стандарту чинності з урахуванням часу на виконання підготовчих заходів з його впровадження.

Державна реєстрація стандарту проводиться з метою виключення дублювання стандартів і забезпечення централізованої інформації щодо стандартів у країні.

При реєстрації стандартам надається відповідна категорія та позначення, яке складається з індексу (ДСТУ, ТУ, ГСТУ, СТП, СТТУ), реєстраційного номера та року затвердження чи перегляду стандарту (дві останні цифри року, які відокремлені тире). У позначенні державного стандарту України, що входить до комплексу стандартів міжгалузевих систем, в його реєстраційному номері перші цифри з крапкою визначають комплекс стандартів.

Видання та розповсюдження державних стандартів здійснюється Держстандартом України (Мінбудархітектурою України). Галузеве та інші стандарти видають міністерства (відомства), підприємства та організації. Розповсюджують стандарти через мережу спеціалізованих магазинів стандартів.

 

Міжнародна система сертифікації

Неузгодженість національних систем сертифікації стала перешкодою в торгівлі між країнами – членами Європейського Союзу (ЄС) і заважало реалізації ідей вільного простору, в якому б забезпечувалася вільна торгівля, переміщення людей, товарів та послуг. Відмінність у сертифікації стосувалась також і адміністративних аспектів. Необхідно було долати різні технічні бар’єри, обумовлені різними нормативними документами.

У 1989 р. на Раді Європейського Союзу було прийнято важливий документ «Глобальна концепція зі сертифікації і досліджень». Основна ідея цього документа полягає у формуванні довіри до товарів та послуг шляхом використання таких інструментів, як сертифікація та акредитація, що спираються на єдині Європейські норми.

Основні рекомендації Глобальної концепції ЄС можна сформулювати так:

1. Заохочення загального застосування стандартів із забезпечення якості серії EN 29000 і сертифікація на відповідність цим стандартам.
2. Застосування стандартів серії EN 45000, які встановлюють вимоги до органів зі стандартизації та випробувальних лабораторій при їх акредитації.
3. Заохочення до створення централізованих національних систем акредитації.
4. Застосування організацій з досліджень та сертифікацій в галузі, яка не регулюється стандартами.
5. Гармонізація інфраструктури випробувань і сертифікації в країнах ЄС.
6. Укладення договорів з третіми країнами (не членами ЄС) про взаємне визнання випробувань та сертифікатів.

З метою реалізації зазначених рекомендацій європейські країни заснували низку міжнародних організацій із сертифікації, акредитації та випробуваньдля покращення умов міжнародної торгівлі, випробувань та сертифікації; взаємного визнання методів та систем сертифікації, акредитації та випробувань; повірки та калібровки засобів вимірювання техніки; підвищення якості випробувань та впровадження міжнародних стандартів (табл. 5.1)

Міжнародні організації з сертифікації таблиця 5.1

Прийнята абревіатура	Повна назва організації	Мета створення
EUROLAB	Європейська організація з досліджень	Об’єднання випробувальних лабораторій
EUROCHEM	Європейська кооперація з аналітичної хімії	Об’єднання хіміко-аналітичних лабораторій
EQS	Європейський комітет з упровадження і сертифікації систем забезпечення якості	Об’єднання органів із сертифікації систем забезпечення якості
ECITS	Європейський комітет з досліджень і сертифікації в галузі інформаційних технологій	Об’єднання органів дослідження і сертифікації галузевих інформаційних технологій
ELSECOM	Європейський електротехнічний комітет з випробувань і сертифікації	Об’єднання органів із сертифікації і випробувальних лабораторій
ESCIF	Європейський комітет з вогнезахисту і пожежної безпеки	Об’єднання органів з вогнезахисту і пожежної безпеки
EOTC	Європейська організація з випробувань і сертифікації. Заснована в листопаді 1990 р. Штаб-квартира в Брюсселі.	Об’єднання ECITS, ELSECOM та ESCIF для гармонізації сертифікації в Європі
ILAC	Міжнародна конференція з акредитації лабораторій, заснована в 1970 р.	Обмін досвідом між органами з акредитації та лабораторіями
IAF	Міжнародний форум з акредитації, заснований у 1993 р.	Уніфікація систем і критеріїв акредитації в Європі та світі
EA	Європейська кооперація з акредитації випробувальних лабораторій та органів із сертифікації	Формування довіри до випробувань і сертифікації в Європі

 

Основні визначення та терміни в сертифікації

Визначення та терміни в галузі сертифікації потрібні для забезпечення єдиного розуміння спеціалістами правил і процедур сертифікації та акредитації в міжнародному масштабі. Терміни та визначення встановлені керівними вказівками ISO/IEC2 і на європейському рівні закріплені в стандарті EN 45020.

Сертифікація – контрольні випробування, на основі яких встановлюються відповідність продукції чи послуг вимогам нормативного документа, за яким здійснювалось виготовлення продукції чи надання послуг, і що проводяться третьою незалежною стороною.

Сертифікація відповідності – дія третьої сторони, яка доводить, що належним чином ідентифікована продукція, процес, послуги відповідають конкретному стандарту чи нормативному документу. Метою цієї роботи є забезпечення відповідності продукції чи послуг прийнятим вимогам на основі результатів випробувань, проведених третьою стороною.

Система сертифікації – це система, яка має власні правила, процедури й управління для проведення сертифікації відповідності і функціонує на міжнародному чи національному рівні.

Орган із сертифікації – орган, який проводить сертифікацію відповідності самостійно або ж здійснює нагляд за цією діяльністю, яку проводить інша організація за його дорученням.

Сертифікат відповідності – документ, який вказує на те, що певні продукція, процеси і послуги належним чином відповідають конкретному стандарту чи нормативному документу. Документ видається з правилами системи сертифікації.

Знак відповідності – знак, який гарантує, що дана продукція, процеси чи послуги відповідають конкретному стандарту або ж нормативному документу. Знак видається відповідно до правил системи сертифікації.

Третя сторона – особа або орган, які визнаються незалежними від сторін (виробника і споживача), що беруть участь у питанні, яке розглядається чи обговорюється.

Випробування – технічна операція, яка полягає у встановленні однієї або декількох характеристик даної продукції, процесів чи послуг відповідно до встановленої процедури.

Метод випробувань – встановлений порядок проведення випробувань.

Випробувальна лабораторія – лабораторія, яка проводить випробування продукції та її характеристик.

Акредитація (лабораторії). Офіційне визнання того, що випробувальна лабораторія є правочинною здійснювати конкретні випробування чи конкретні типи випробувань.

Орган з акредитації (лабораторії). Орган, який керує системою акредитації лабораторій і проводить акредитацію.

 

Розвиток сертифікації в Україні

Інтеграційні процеси у світовій економіці сприяли розвитку і вдосконаленню в Україні процесів сертифікації та акредитації, узгоджуючи їх з міжнародними стандартами. Сертифікація в Україні раніше проводилась на рівні державних випробувань як одного з видів контролю якості продукції за стандартом ГОСТ – 16504-81.

У 1992 році відповідно до Закону України «Про захист прав споживачів» у державі розпочалася сертифікація продукції та послуг під керівництвом Держстандарту України. Прийнятий у 1993 р. Кабміном України декрет «Про стандартизацію та сертифікацію» сприяв подальшому розвитку стандартизації та сертифікації в державі. Україна в 1997 р. ввійшла до Міжнародної системи сертифікації МЕКСЕ та МЕКБ. Аналіз роботи системи сертифікації УкрСЕПРО міжнародними експертами показав, що українська система стандартизації та сертифікації відповідає принципам, цілям і вимогам ГАТТ/СОТ і не створює перешкод у торгівлі. Визнання УкрСЕПРО торговельними партнерами України свідчить про міжнародний авторитет нашої країни. Зокрема Держстандарт уклав договори про співробітництво в галузі стандартизації та сертифікації з більш ніж 25 державами: Францією, Росією, Білоруссю, Німеччиною, Грузією, Естонією та іншими державами. За п’ять років роботи органами із сертифікації видано більше 70 тисяч сертифікатів відповідності та близько 8 тисяч свідоцтв про визнання сертифікатів, виданих системами сертифікації інших держав. Система сертифікації стала ефективним фактором захисту внутрішнього ринку від небезпечної зарубіжної продукції і захисту наших виробників від недобросовісних конкурентів. Нормативні документи УкрСЕПРО відповідають рекомендаціям ISO/IEC і враховують вимоги європейських стандартів EN 45000.

 

Національна система сертифікації

Надійним інструментом захисту і регулювання ринку є державна система сертифікації УкрСЕПРО, в якій акредитовано більше 140 органів із сертифікацією, близько 700 випробувальних лабораторій, підготовлено та записано до реєстру 230 аудиторів. Система сертифікації України побудована за дворівневою системою: верхній рівень створює державна система сертифікації, а нижній утворюють органи сертифікації за видами продукції та центри випробувань (лабораторії).

 

 

Національний орган із сертифікації (Держстандарт України)

Науково-технічна комісія

Науково-методичний та інформаційний центр

Український науково-дослідний інститут стандартизації, сертифікації та інформатики Держстандарту України

Територіальні центри стандартизації, метрології та сертифікації Держстандарту України

Органи із сертифікації продукції

Органи із сертифікації систем якості

Випробувальні лабораторії (центри)

Українсько навчально-науковий центр стандартизації із метрології та якості продукції

Штат аудиторів

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5.1. Структурна схема системи сертифікації УкрСЕПРО

Органи сертифікації системи УкрСЕПРО спеціалізовані за видами продукції (табл. 5.2), незалежні ні від виробника продукції, ні від споживача, тому їх рішення є об’єктивними, незалежними і справедливими. Органи сертифікації проводять сертифікацію конкретної продукції, акредитують випробувальні центри (лабораторії), співробітничають з Держстандартом України з питань організації роботи і вдосконалення системи сертифікації, видають виробникам продукції сертифікати відповідності та висновки про відповідність продукції чи зауваження стосовно продукції та її якості. За дотримання правил і порядку сертифікації продукції та послуг несе відповідальність Держстандарт України в межах своєї компетенції.

табл. 5.2

Перелік органів з сертифікації окремих видів продукції

№ з/п	Назва органу		Продукція, спеціалізації
1	2		3
1	Центр стандартизації та сертифікації продукції гірничо-рудної промисловос-ті Державного науково-дослідного і проектного інституту «Механобрчормет» (м. Кривий Ріг)		Товарна залізна руда, залізорудні та металізовані котуни, залізорудний і марганцевий агломерат
2	Державний науково-дослідний та конструкторсько-технологічний інститут трубної промисловості (м. Дніпропетровськ)		Сталеві труби та балони, прокат кольорових металів
3	Харківський ЦСМ		Електродвигуни, електроустаткування, кондиціонери, дизелі, трактори та комбайни, оптика
4	Державний дослідний центр (м. Київ)		Радіоелектронна апаратура та прилади
5	Дослідний центр метало- та деревообробного устаткування УкрНДІСІП (м. Одеса)		Метало- та деревообробне устаткування, ковальсько-пресові машини, роботи, маніпулятори
6	Сертифікаційний дослідний центр синтетичних мийних засобів (м. Київ)		Засоби піномийні, шампуні, пасти мийні
7	Державний дослідний центр електропобутових машин і приладів (м. Київ)		Електроприлади побутові, світлотехнічні вироби, медична електроапаратура, обчислювальна та інформаційна техніка
8	Державний центр регулювання якості поставок для об’єктів автономної енергетики Держатомнагляду України (м. Київ)		Устаткування для об’єктів атомної енергетики
9	УкрЦСМ (м. Київ)	Контролери, що програмуються; техніка медичного та виробничого призначення; засоби вимірювання та обчислення; харчова продукція тривалого зберігання, іграшки, вироби з полімерних та інших матеріалів, призначених для контакту з харчовими продуктами
10	Український науково-дослідний інститут металів (м. Київ)		Сортовий і фасонний прокат, гнут профілі, метизи, розмелювальні тіла та ін. металопродукція
11	Державний науковий центр мобільної техніки (м. Одеса)		Тракторна техніка
12	Державний центр сертифікації		Відео- та телевізійна техніка «Електросерт» (м. Львів)
13	Інститут електрозварювання ім. Є. Патона АН України (м. Київ)		Зварювальна продукція
14	Державтотранс НДІпроект		Дорожні транспортні засоби
15	Український науково-дослідний інститут титану (м. Запоріжжя)		Продукція та технології у кольоровій металургії
16	Науково-технічний центр пожежної сигналізації (м. Київ)		Технічні засоби охоронно-пожеж. стандартизації електронної техніки

Метрологія як наука про вимірювання

Галузь науки, що вивчає вимірювання, називається метрологією. Слово «метрологія» утворене із двох грецьких слів: «metron» – міра і «logos» – наука. Дослівний переклад – наука про міри.

Довгий час метрологія була описовою наукою про різні міри та співвідношення між ними. Лише завдяки прогресу фізичних та точних наук метрологія набула суттєвого розвитку у забезпеченні єдності і точності вимірювань фізичних величин, кількість яких дедалі збільшувалася, та щодо якості цих вимірювань. Великий вклад у становлення сучасної метрології як науки внесли вітчизняні вчені: Б.С. Якобі, В.Я. Струве, А.Я. Купфер, В.С. Глухов, Д.I. Менделєєв, Н.Г. Єгоров, Л.В. Залуцький, Л.I. Кременчуцький, Б.І. Руденко, I.П. Глибін та ін.

Особливо слід підкреслити значну роль Д.I. Менделєєва y розвитку метрології. Його роботи з вимірювання маси і температури, а також щодо впровадження метричної системи залишаються актуальними і сьогодні.

Метрологія в її сучасному розумінні – це наука про вимірювання, методи та засоби забезпечення єдності вимірювань і способи досягнення необхідної точності їх.

Єдність вимірювань– стан вимірювань, коли результати виражені у прийнятих одиницях, а похибки вимірювань прийняті із заданою ймовірністю. Єдність вимірювань необхідна для порівняння результатів вимірювань, проведених у різних місцях, в різний час, з використанням різних методів і засобів вимірювання. Результати при цьому повинні бути однаковими, незалежно від використання методів і засобів вимірювання. Так, маса 1 кг чи інша одиниця фізичної величини повинна бути адекватною у різних місцях, при вимірюванні різними засобами, методами та експериментаторами.

Точність вимірювань означає максимальну наближеність їх результатів до істинного значення вимірюваної величини.

Правильність вимірювання– характеристика якості вимірювання, яка відображає близькість до нуля систематичної похибки вимірювання.

Об’єкт вимірювання– матеріальнийоб’єкт, одна або декілька властивостей якого підлягають вимірюванню. Об’єктами вимірювання можуть бути фізичні величини або ж параметри технологічних процесів, апаратів; наприклад, температура, тиск, рівень, витрата, густина, концентрація, якість продукції тощо.

Вимірювані величини– фізичні величини чи параметри, які відображають властивості об’єкта як в кількісному, так якісному відношеннях. Термін параметр походить від грецького слова «вимірюю, співвідношу» і як фізична величина відображає властивості об’єкта. Параметри можуть бути як поодинокими, так і комплексними показниками властивостей об’єкта. Параметри можуть об’єднувати кілька фізичних величин, наприклад. параметр якості хліба, який враховує температуру м’якушки хліба, колір шкоринки, об’єм тощо.

Засіб вимірювальної техніки – технічний засіб, який застосовується під час вимірювання і має нормовані метрологічні характеристики. З огляду на те, що в житті доводиться вимірювати надзвичайно велику кількість фізичних величин і користуватися при цьому різними приладами, вони мають відповідати своєму класу точності, мати нормовані метрологічні характеристики, своєчасно пройти повірки і бути одноманітними.

 

Фізичні величини та їх одиниці

Поняття фізичної величини – це найзагальніше поняття у фізиці та метрології. Під фізичною величиною слід розуміти властивість, спільну в якісному відношенні для багатьох матеріальних об’єктів та індивідуальну в кількісному відношенні для кожного з них. Так, усі об’єкти мають масу і температуру, проте для кожного окремого об’єкта як маса, так і температура різні та конкретні за певних обставин. Розглядаючи електричну схему, можна сказати, що по всіх гілках проходить струм, але у кожній гілці він різний за величиною.

Для встановлення різниці за кількісним вмістом властивостей у кожному об’єкті вводиться поняття «розмір фізичної величини».

До першої групи відносяться величини, множина розмірів яких визначається лише за відношеннями типу «тверде – м’яке», «тепле – холодне», «кисле – солодке» та ін. У математиці такі відношення дістали назву відношення порядку й еквівалентності. Наявність подібних відношень встановлюється теоретично, виходячи із загально-фізичних міркувань, або ж експериментально, за допомогою засобів вимірювання та експериментатора. Так, без особливих зусиль можна визначити, що мідь твердіша за гуму, але визначити відмінність сплавів міді з іншими металами (свинцем, оловом) за твердістю без засобів вимірювання просто неможливо, тому що за твердістю ці метали різняться незначно.

Друга група величин характеризується тим, що відношення порядку и еквівалентності стосується не тільки розмірів величин, а й відмінностей у парах цих розмірів. До другої групи відносяться такі величини, як потенціал, енергія, температура та інші. Можливість порівняння інтервалів їх розмірів зумовлена самими визначеннями цих величин Так, інтервали температур будуть однаковими, якщо будуть однакові відстані між відповідними поділками на шкалі ртутного термометра Йдеться не про температуру як ступінь нагрітості тіла, а лише про рівність інтервалів температур.

Для третьої групи величин крім згаданих раніше визначень характерні відношення, названі операціями, що подібні до арифметичного додавання та віднімання. Операція приймається визначеною, якщо її результати (сума чи різниця) за розмірами подібні до фізичної величини і вона може бути технічно реалізованою. За допомогою операції додавання можна реалізовувати операцію множення на число n. Результат такого множення відповідає сумі n розмірів певної вимірюваної величини. До таких величин відносяться: довжина, тиск, маса, термодинамічна температура тощо. Сума двох мас є масою такого тіла, яка врівноважує маси двох тіл. За наявності різниці двох тіл врівноваження терез проводиться масою тіла, поміщеного на легшу чашу (гирею).

До величин третьої групи можна віднести і множину інтервалів розмірів величин другої групи, тому що для них можливо встановити операцію, подібну до додавання. Оскільки всі арифметичні операції зводяться до додавання, то ці величини виявляються найпридатнішими для використання у фізиці. Тому їх найчастіше називають фізичними.

 

Принципи та методи вимірювання

Вимірювання є одним із важливих шляхів пізнання навколишнього середовища, зв'язків між подіями, закономірностей природи. Завдяки вимірюванням людство відкрило багато законів природи, що сприяло науково-технічному прогресу.

Вимірювання– це процес експериментального відшукування значень фізичної величини за допомогою спеціальних засобів вимірювання. Точні й вірогідні вимірювання фізичних величин, технологічних параметрів мають велике значення для науки, техніки та управління технологічними та тепловими процесами харчової промисловості.

Відповідно до стандарту ДСТУ 2681–94, вимірювання є відображенням вимірюваних величин, їх значень шляхом експерименту та обчислень за допомогою спеціальних технічних засобів.

Число, яке виражає відношення вимірюваної величини до одиниці вимірювання, називається числовим значенням вимірюваної величини. Воно може бути цілим або дробовим, але обов'язково абстрактним числом. Значення величини, прийняте за одиницю вимірювання, називається розміром цієї одиниці. Якщо A– вимірювана величина, U– одиниця вимірювання, g– числове значення вимірюваної величини, то результат в А можна записати у вигляді такого рівняння:

Формула називається основним рівнянням вимірювань. Права частина рівняння називається результатом вимірювання і завжди має розмірність одиниці фізичної величини, а число g показує, скільки разів одиниця вимірювання U вміщується у вимірюваній величині. Тому при написанні результату вимірювання поряд з числовим значенням вимірюваної величини слід ставити позначення відповідної одиниці. Коли вони стають загальними , їх називають методами вимірювань.

Принцип вимірювання– фізичне явище або сукупність фізичних явищ, які покладені в основу вимірювання певної величини. Наприклад, вимірювання температури за допомогою використання термоелектричного ефекту, зміни електричного опору терморезисторного перетворювача чи зміни тиску термометричної речовини газового термометра та ін.

Засіб вимірювальної техніки– технічний засіб, який застосовується під час вимірювань і має нормовані метрологічні характеристики.

Метод вимірювання– сукупність способів використання засобів вимірювальної техніки та принципів вимірювань для створення вимірювальної інформації.

Вимірювальна інформація– інформація про вимірювані величини та залежності між ними у вигляді сукупності їх значень.

У метрології у процесі вимірювань найширше застосовуються прямі методи вимірювання, що забезпечують визначення шуканої величини за експериментальними даними.

До прямих методів вимірювання відносяться: метод безпосередньої оцінки, метод порівняння з мірою, метод протиставлення, нульовий (компенсаційний), диференційний та ін.

Метод безпосередньої оцінки полягає в тому, що вимірювана величина визначається безпосередньо за показниками шкали вимірювального приладу (наприклад, зважування на циферблатних вагах, вимірювання тиску пружинним манометром).

 Вимірювання цим методом проводяться дуже швидко, просто і не вимагають високої кваліфікації, оскільки не потрібно ускладнювати вимірювальний прилад і виконувати складні обчислення. Проте точність таких вимірювань невисока через вплив зовнішнього середовища та розмірів шкали приладу.

При проведенні точніших вимірювань слід користуватися методом порівняння з мірою, який полягає в тому, що вимірювана величина порівнюється з величиною, відтвореною мірою. Результат вимірювання визначається як сума значень порівняльної міри та показів вимірювального приладу або приймається рівним значенню міри (наприклад, аналітичні ваги).

Метод протиставлення– це метод порівняння з мірою, коли вимірювана і відтворена мірою величини одночасно діють на прилад порівняння, за допомогою якого визначається співвідношення між цими величинами. Значення шуканої величини визначається після досягнення рівноваги за значенням зрівноважуючої величини. Нариклад, на важільних вагах маса зваженого вантажу визначається за масою поставлених ваг.

Нульовий (компенсаційний) метод полягає у порівнянні вимірюваної величини з мірою, а результуючий ефект дії величин на прилад доводиться до нуля. Цей метод широко використовується в автоматичних вимірювальних приладах: автоматичних мостах, потенціометрах, аналізаторах рідин, газів та ін. На результати вимірювань, як правило, майже не впливають зовнішні чинники і джерело живлення вимірювальних електричних схем.

Диференціальний (різницевий) метод полягає в тому, що вимірювальним приладом визначається різниця між вимірюваною величиною і величиною-мірою. Наприклад, вимірювання надмірного тиску в апаратах відносно атмосферного тиску за допомогою диференціального манометра типу ДМ.

Метод збіжності є різновидом методу порівняння з мірою і полягає в тому, що різниця між шуканою і відтвореною мірою величинами вимірюється за збігом шкал або періодичних сигналів. Цей метод використовується при вимірюванні точних сигналів часу, частоти обертання тощо.

Крім перелічених методів, у метрологічній практиці використовуються багато інших: інтерферентний – для точних вимірювань лінійних величин, фотоелектричний – у машинобудуванні та ін.

 

Еталони

Для забезпечення єдності вимірювань необхідна чітка тотожність одиниць, в яких були б проградуйовані усі засоби технічних вимірювань однієї й тієї самої фізичної величини. Це досягається шляхом точного відтворення та збереження прийнятих на Міжнародній конференції з мір розмірів і ваги одиниць фізичних величин і передачі їх засобам вимірювань.

Відтворення, збереження та передача розмірів одиниць проводиться за допомогою еталонів та зразкових засобів вимірювань. Вищою ланкою у метрологічному колі передачі розмірів одиниць вимірювання фізичних величин с еталони.

Еталон одиниці фізичної величини– це засіб вимірювальної техніки, який забезпечує відтворення та зберігання одиниці фізичної величини та передавання її розміру відповідним засобам, що стоять нижче за повірочною схемою, офіційно затверджений як еталон.

Всі основні одиниці фізичних величин відтворюються з найвищою точністю за допомогою міжнародних еталонів відповідних одиниць і зберігаються у Міжнародному бюро мір та ваги у спеціальних лабораторіях у м. Севра поблизу Парижа. Програмою діяльності Міжнародного бюро мір та ваги передбачені систематичні міжнародні зіставлення національних еталонів великих метрологічних лабораторій різних держав з міжнародними еталонами та між собою.

Еталони метра та кілограма звіряються раз на 25 років, електричні та світлові еталони (ампера, вольта, ома, кандели та ін.) – раз на 3 роки. Проводяться також епізодичні міжнародні звіряння еталонів джерел іонізаційного випромінювання, платинових термометрів опору, температурних ламп та ін.

Основне призначення еталонів – бути матеріальною базою для відтворення та збереження одиниць фізичних величин.

Міжнародні та національні еталони поділяються на первинні та вторинні еталони. Первинним називається еталон, за допомогою якого відтворюється одиниця фізичної величини з найвищою точністю відповідно у світі й державі. За точністю відтворення одиниці він є найточнішим. Первинні еталони одиниць основних фізичних величин відтворюють одиниці відповідно до їхнього визначення, прийнятого Міжнародною конференцією з мір та ваги. Наприклад, первинний еталон метра у довжинах світлових хвиль випромінювання криптону-86.

Для відтворення одиниць в особливих умовах, в яких пряма передача розміру одиниці від еталонів технічно неможлива із заданою точністю (високий тиск, температура, частота ін.), розробляються та затверджуються спеціальні еталони.

Первинні та спеціальні еталони офіційно затверджуються для держави як первинні і називаються державними еталонами. Державні еталони затверджуються Держстандартом, і на кожний з них ухвалюється державний стандарт.

Державні еталони зберігаються у метрологічних інститутах або центрах держави, а для проведення робіт з ними призначаються відповідальні вчені, зберігачі еталонів.

У метрологічній практиці широко використовують вторинні еталони, значення яких встановлюється за найточнішими первинними еталонами.

За своїм метрологічним призначенням вторинні еталони поділяються на еталони-копії, еталони передавання, еталони-свідки та робочі еталони.

Еталон-копія є вторинним еталоном, призначеним для зберігання одиниці та передачі її розміру робочим еталонам. Він не завжди може бути фізичною копією держав ного еталону.

Еталон передавання– вторинний еталон, який призначений для звіряння еталонів, котрі з тих чи інших причин не можуть безпосередньо звірятися один з одним. Прикладом еталону передавання може бути група нормальних елементів, яка використовується для звіряння державного еталона вольта з еталоном вольта Міжнародного бюро та ваги.

Еталон-свідок– вторинний еталон, призначений для повірки збереження державного еталона та для заміни його у разі псування або втрати. Еталон-свідок має найвищу серед вторинних еталонів точність та використовується лише тоді, коли державний еталон не можна відтворити.

Робочий еталон– вторинний еталон, призначений для збереження одиниці й передачі її розміру зразковим засобам вимірювальної техніки, а в окремих випадках – робочим засобом вимірювальної техніки найвищої точності.

Державні еталони завжди представляють комплекс засобів вимірювань та допоміжних пристроїв, які забезпечують відтворення одиниці фізичної величини, а в необхідних випадках її збереження та передачу розміру одиниці вторинним еталоном.

Вторинні еталони можуть подаватися у вигляді комплексу засобів вимірювань, поодиноких і групових еталонів та еталонних приладів.

Поодинокий еталон складається з одного вимірювального засобу (міри, приладу), який забезпечує відтворення та збереження одиниці самостійно, без участі інших засобів вимірювання того самого типу. Прикладом поодинокого еталона є вторинний еталон одиниці маси – кілограм у вигляді платино-іридієвої та сталевої гирі.

Груповий еталон складається із сукупності однотипних засобів вимірювань, що використовуються як одне ціле для підвищення надійності збереження одиниці. Прикладом групового еталона є еталон-копія вольта у вигляді 20 нормальних елементів.

Вторинні еталони (робочі) використовуються у метрологічних інститутах, метрологічних територіальних органах Держстандарту України, а з дозволу Держстандарту України допускається їх зберігання та використання в органах відомчої метрологічної служби.

 

Міжнародна система одиниць СІ

Наявність численних систем одиниць фізичних величин, а також значної кількості позасистемних одиниць, спричинило багато незручностей при переході від однієї системи одиниць в іншу, а отже, потрібно було якнайшвидше уніфікувати одиниці вимірювання. Необхідна була єдина системи одиниць фізичних величин, яка була б зручною для практичних вимірювань у різних галузях вимірювань та зберігала б принцип когерентності.

Так, система МКГСС успішно використовувалася у механіці та прикладних науках, але не узгоджувалась з практичними електричними одиницями. Розміри одиниць системи СГС широко використовувалися у фізиці, але були занадто незручні для використання у техніці.

У1954 році X Генеральна конференція з мір і ваги встановила шість основних одиниць (метр, кілограм секунда. Ампер, градус Кельвіна, свічка) практичної системи одиниць для міжнародних відносин. На цей час членами Метричної конференції стали близько 40 найрозвинутіших держав. Одночасно Міжнародний комітет з мір і ваги створ комісію щодо розробки єдиної міжнародної системи одиниць. Система одержала назву Міжнародної системи одиниць, скорочено CI (SI – початкові букви французької назви Systeme International).

Ухвалення Міжнародної системи у 1960 році ХI Генеральною конференцією з мір і ваги було важливим прогресивним актом, який закріпив велику багаторічну роботу з цього питання і узагальнив досвід роботи наукових організацій з метрології, стандартизації, фізики й електротехніки.

Міжнародна система одиниць прийнята Міжнародним союзом фізиків, Міжнародною електротехнічною комісією та іншими міжнародними організаціями. Організація об’єднаних націй з освіти, науки і культури (ЮНЕСКО) закликала усі країни ухвалити Міжнародну систему одиниць. Сьогодні 115 держав приєдналися до Метричної конвенції і більшості країн система CI визнана чинною законодавчо.

У 1981 poці в СРСР уведено в дію стандарт ГОСТ 8.417–81 «Одиниці фізичних величин», у якому за основу Міжнародну систему одиниць, і затверджено до обов’язкового виконання.

у 1997 році Держстандарт України ухвалив постанову про введення у державі Міжнародної системи одиниць ДСТУ 3651.097 «Метрологія. Одиниці фізичних величин. Основні одиниці фізичних величин Міжнародної системи одиниць. Основні назви, положення та позначення».

Перевагами Міжнародної системи одиниць CI слід визначити такі:

• універсальність, що забезпечує її використання в науці техніці і господарстві;
• уніфікованість одиниць для всіх видів вимірювання. Так, замість кількох одиниць тиску (атм., мм. рт. ст., мм. вод. ст., бар та інші) у СІ визнана єдина одиниця тиску – Паскаль (Па); замість кількох одиниць роботи й енергії ухвалена одиниця – джоуль (Дж);
• когерентність (узгодженість) системи: коефіцієнти пропорційності у фізичних рівняннях для визначення похідних величин дорівнюють одиниці;
• використання зручних для практичних вимірювань основних та похідних одиниць;
• чітке розмежування одиниць маси (кілограм) і сили (Ньютон);
• спрощений запис рівнянь і формул завдяки відсутності перехідних коефіцієнтів переведення з однієї системи в іншу;
•  позбавлення необхідності визначати всі системи одиниць;
•  сприяння розвитку міждержавних науково-технічних та економічних зв'язків.

У 1954 році X Генеральна конференція затвердила основні одиниці Міжнародної системи одиниць, які мають охоплювати всі галузі науки і техніки, бути основою для утворення похідних одиниць, забезпечувати зручність для практичних вимірювань і відтворюватися за допомогою установок і еталонів з найбільшою точністю.

У 1971 році XIV Генеральна конференція з мір і ваги затвердила сьому основну одиницю кількості речовини – моль.

Основні одиниці системи CI зі скороченими позначеннями українськими та латинськими буквами наведені у табл. 5.3.

табл. 5.3

Основні одиниці системи СІ

Величина	Одиниця вимірювання	Скорочені позначення одиниць
		Українські	Латинські
Довжина	метр	м	m
Маса	кілограм	кг	kg
Час	секунда	с	s
Сила електричного струму	ампер	А	A
Термодинамічна температура	кельвін	К	K
Сила світла	кандела	кд	kd
Кількість речовини	моль	моль	mol

 

Визначення основних одиниць відповідно до рішення Генеральної конференції з мір і ваги:

метр – довжина шляху, який проходить світло у вакуумі за 1/29979245 частину секунди;

кілограм – одиниця маси, що дорівнює масі Міжнародного прототипу кілограма;

секунда – 9 192 631 770 періодів випромінювання переходу між двома надтонкими рівнями основного стану атома цезію-133;

ампер – сила незмінного струму, який, проходячи через два паралельних прямолінійних провідники нескінченної довжини і занадто малого круглого перерізу, що розміщені на відстані метра один від одного у вакуумі, утворив би між провідниками силу в Н на кожний метр довжини;

кельвін – одиниця термодинамічної температури – 1/273,16 частини термодинамічної температури потрійної точки води;

кандела – сила світла, що випромінюється з площі у 1/600 000 перерізу повного випромінювача у перпендикулярному до цього перерізу напрямку при температурі затвердіння платини та тиску 101 325 Па;

моль – кількість речовини, яка вміщує стільки ж молекул (атомів, частинок), скільки вміщується атомів у нукліді вуглецю-12 масою в 0,012 кг.

 

Позасистемні одиниці, допущені до застосування на рівні з одиницями системи СІ

Крім основних одиниць CI є велика група похідних одиниць, які визначаються за законами взаємозв’язків між фізичними величинами або ж на основі визначення фізичних величин. Відповідні похідні одиниці CI виводяться із рівнянь зв'язку між величинами. Залежно від наукового напрямку утворені похідні одиниці для простору, часу, механічних, теплових, електричних, магнітних, акустичних, світлових величин та величин іонізуючого випромінювання.

Поряд з основними та похідними одиницями Міжнародної системи CI є ще позасистемні одиниці. Вони широко застосовуються у повсякденному житті. Крім названих, є ще позасистемні одиниці тимчасового використання (морська миля, яка дорівнює – 1852 м, гектар – 10 000 , ap – 100 , бар – Па та ін.), а також відносні та логарифмічні величини.

 

Метрологічне забезпечення якості продукції

Вирішення важливих науково-технічних та народногосподарських завдань з випуску якісної продукції значною мірою залежить від єдності та достовірності вимірювань у державі.

Одним із головних завдань державної метрологічної служби є забезпечення єдності й точності вимірювань, підтримання одноманітності засобів вимірювальної техніки. Під єдністю вимірювань слід розуміти такий стан вимірювальної справи, при якій результати вимірювань виражаються у законодавчо визначених одиницях і їх точність забезпечується з гарантованою достовірністю. Незалежно від методів, засобів вимірювання, часу і місця проведення результати вимірювань повинні бути однаковими. Сьогодні в Україні перебувають в експлуатації десятки мільйонів засобів вимірювальної техніки, щоденно проводяться мільярди вимірювань, тому забезпечення єдності й достовірності вимірювань є надто важливою, клопіткою і повсякденною роботою.

Аналіз порівняно простих методів вимірювань показує, що похибки результатів вимірювань залежать значною мірою від засобів вимірювань, їх стану, класу точності, кваліфікації і підготовки персоналу тощо. Досягнути високої точності вимірювань неможливо без забезпечення одноманітності засобів вимірювальної техніки, тобто такого їх стану, коли вони відградуйовані у прийнятих одиницях, а їх метрологічні характеристики відповідають нормам.

Забезпечення єдності вимірювань як діяльності, спрямованої на досягнення і підтримку єдності вимірювань в Україні є досить складним і відповідальним завданням, яке й визначає головний зміст метрології і метрологічних служб держави. Виходячи з цього, метрологічне забезпечення – це встановлення і застосування метрологічних норм і правил, а також розроблення, виготовлення та застосування технічних засобів, необхідних для досягнення єдності і потрібної точності вимірювань.

Науковою основою метрологічного забезпечення є метрологія – наука про вимірювання, про методи та засоби забезпечення єдності вимірювань і способи досягнення потрібної точності.

Технічними основами метрологічного забезпечення є: система державних одиниць фізичних величин, система передачі розмірів одиниць фізичних величин від еталонів усім засобам вимірювань, система розробки, постановки на виробництво і випуску в обіг робочих засобів вимірювань необхідної точності для промисловості, система обов'язкових державних і відомчих повірок або метрологічної атестації засобів вимірювань, система стандартних зразків складу та властивостей речовин і матеріалів, система стандартних довідкових даних про фізичні константи та властивості речовин і матеріалів тощо.

Організаційною основою метрологічного забезпечення є Державна метрологічна та відомча служба, метрологічні служби центральних органів виконавчої влади, підприємств та організацій.

Основними завданнями метрологічного забезпечення є:

• підвищення якості продукції, ефективності управління виробництвом і рівня автоматизації виробничих процесів;
• забезпечення взаємозамінності деталей, вузлів та агрегатів, створення необхідних умов для кооперування виробництва і розвитку спеціалізації;
• підвищення ефективності науково-дослідних експериментально-конструкторських робіт та випробувань;
• забезпечення достовірності обліку і підвищення ефективності матеріальних цінностей і енергетичних ресурсів;
•  підвищення рівня автоматизації управління транспортом і безпеки його руху;
• забезпечення високої якості і надійності зв'язку.

Держстандарт України відповідно до Закону України «Про метрологію та метрологічну діяльність», проводить технічну політику по забезпеченню єдності вимірювань шляхом реалізації таких основних заходів:

• організація і проведення фундаментальних досліджень у галузі метрології;
• організація еталонної бази України;
• координація діяльності метрологічної служби;
• визначення загальних метрологічних вимог до засобів вимірювальної техніки та методів вимірювання;
• організація і проведення державного метрологічного контролю і нагляду;
• участь у діяльності міжнародних метрологічних організацій;
• організація навчання та підготовки кадрів з метрології стандартизації та сертифікації тощо.

 

Державна метрологічна служба України

Відповідно до декрету Кабінету Міністрів України від 26 квітня 1993 року за №40-93 «Про забезпечення єдності вимірювань», утворено Державний комітет України із стандартизації, метрології та сертифікації (Держстандарт України).

Цей декрет спрямований на захист інтересів народного господарства і громадян України. Він має на меті сприяння науково-технічному та економічному прогресу на основі використання результатів вимірювань гарантованої точності, виражених у прийнятих одиницях.

Законом України № 113/98-ВР від 11 лютого 1998 року «Про метрологію та метрологічну діяльність» визначені правові основи забезпечення єдності вимірювань в Україні, врегульовано суспільні відносини у сфері метрологічної діяльності. Цей закон спрямований на захист громадян і національної економіки від наслідків недостовірних результатів вимірювань. Закон поширюється на центральні та місцеві органи виконавчої влади, органи місцевого самоврядування, підприємства, установи і організації незалежно від форм власності та виду діяльності, що діють на території України.

Державна метрологічна система забезпечує єдність вимірювань у державі і спрямована на:

• реалізацію єдиної технічної політики в галузі метрології;
• захист громадян і національної економіки від наслідків недостовірних результатів вимірювань;
• економію усіх видів матеріальних ресурсів;
• підвищення рівня фундаментальних досліджень і наукових розробок;
• забезпечення якості конкурентоспроможності вітчизняної продукції;
• створення науково-технічних, нормативних та організаційних основ забезпечення єдності вимірювань у державі.

Діяльність щодо забезпечення функціонування та розвитку державної метролоriчної системи координує Державний комітет України із стандартизації, метрології та сертифікації (далі –Держстандарт України) –центральний орган виконавчої влади.

Метрологічна служба України складається із державної метрологічної служби і метрологічних служб центральних органів виконавчої влади, підприємств та організацій. Структурну схему метрологічної служби України подано на рис. 5.2.

Держстандарт України безпосередньо підпорядкований Кабінету Міністрів України, який здійснює загальне керівництво Держстандартом, затверджує загальнодержавні стандарти і проводить механічну політику в країні.

 

 

Базові організації метрологічної служби

Відділи головних метрологів

Кабінет Міністрів України

Підрозділи центрального управління Держстандарту

Держстандарт України

Науково-дослідні інститути

Навчальні заклади

Заводи «Еталон» «Прилад»

Територіальні органи та центри Держстандарту України

Державна служба єдиного часу і еталону

Державна служба стандартних зразків складу та властивостей речовин і матеріалів

Державна служба стандартних довідкових даних про фізичні сталі і властивості речовин

Державний метрологічний контроль та нагляд

Обласні центри стандартизації, метрології та сертифікації

Метрологічні служби центральних органів виконавчої влади, об’єднань підприємств і організацій

Відомча метрологічна служба

Відділ метрологічної служби міністерства

Головна організація метрологічної служби

Український виробничий центр стандартизації метрології та сертифікації

Міські центри стандартизації метрології та сертифікації

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5.2 Структурна схема метрологічної служби України

До Державної метрологічної служби належать:

• відповідні підрозділи центрального апарату Держстандарту України;
• державні наукові метрологічні центри;
• територіальні органи Держстандарту України в автономній республіці Крим, областях, містах Києві і Севастополі та містах обласного підпорядкування (Горлівці, Дрогобичі, Кременчузі, Кривому Розі, Маріуполі, Мелітополі, Краматорську, Червонограді);
• державна служба єдиного часу та стандартних частот;
• державна служба стандартних зразків складу та властивостей речовин і матеріалів;
• державна служба стандартних довідкових даних про фізичні сталі та властивості речовин і матеріалів.

До складу Держстандарту України входять декілька науково-дослідних інститутів (Львівський ДНДІ «Система»,Харківське науково-виробниче об’єднання «Метрологія», УкрНДIICCI), два навчальних заклади (Вище училище метрології та якості в Одесі та український навчально-науковий центр із стандартизації, метрології та якості продукції у Києві), заводи «Еталон» (у Києві, Харкові, Донецьку, Умані, Білій церкві), досліднізаводи «Прилад» (у Вінниці та Полтаві), магазини стандартів у Києві та Харкові.

Крім того, до Держстандарту входять метрологічні служби міністерств(відомств) центральних органів виконавчої влади, об’єднань, підприємств та організацій, які підпорядковані територіальним органам або центрам.

Державна метрологічна служба організовує, здійснює,координує діяльність, спрямовану на забезпечення єдності вимірювань, а також виконує державний метрологічний контроль і нагляд за проведенням єдиної у країні технічної політики щодо забезпечення єдності вимірювань та додержанням вимог, нормативно-технічних актів і нормативних документів з метрології.

Рішення Держстандарту України з питань метрології, прийняті у межах його компетенції, є обов'язковим для виконання центральними та місцевими органами виконавчої влади, органами місцевого самоврядування, підприємствами, організаціями, громадянами-суб’єктами підприємницької діяльності та іноземними виробника.

Література

1.Березівський П.С. Системи технологій: Навчальний посібник / П.С.Березівський, Н.І.Михалюк – К.: Центр навчальної літератури, 2006, - 288с.

2.Збожна О.М. Основи технології: Навчальний посібник / О.М. Збожна; М-во освіти і науки України; Тернопільська академія народного господарства. – 2-е вид. – Тернопіль: «Карт – бланш», 2002. – 486 с.

3.Основы технологии важнейших отраслей промышленности в 2 ч. / И.В. Ченцов, И.А.Мочальник, А.А.Мащенский и др.; М-во народного образования БССР. – 2-е изд. – Ч.1. - Минск «Вышэйшая школаза», 1989. – 326 с.

4.Остапчук М.В. Система технологій / М.В.Остапчук, Л.В.Сердюк, Л.К.Овсянникова; М-во освіти і науки України. – К.: Центр учбової літератури, 2007. – 368 с.

5.Саліхова О.Б. Високотехнологічні виробництва: від методології оцінки до піднесення в Україні: монографія / О.Б.Саліхова; НАН України, Ін-т екон. та прогнозув. – К.: 2012. – 624 с.

6.Скібіцька Л.І. Менеджмент. Навч.посібник / Л.І.Скібіцький О.М.; М-во освіти і науки України. – К.: Центр учбової літератури, 2007. – 416 с.

7.Технологічні процеси галузей промисловості: навч.посібник / Д.М.Колотило, А.Т.Соколовський, С.В.Гарбуз та ін.; М-во освіти і науки України; Київський національний економічний університет. – К: КНЕУ, 2003. – 380 с.