Тема: РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ВНЕДРЕНИЮ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИИ В РОССИЙСКОЕ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Объект исследования - аддитивные технологии в металлургии.
Предмет исследования - организационно-технические и экономические отношения, возникающие в процессе изготовления изделий на основе аддитивных технологий.
Целью диссертационной работы является разработка рекомендаций по внедрению аддитивных технологий в металлургическое производство с учетом изменений в бизнес-процессах и экономических моделях, отражающих производственную деятельность предприятий.
Цель обусловила ряд следующих задач:
1 Изучить влияние аддитивных технологий на экономическое развитие в России и за рубежом, обозначить основные перспективы их применения в различных отраслях экономики.
2 Определить современные тенденции развития аддитивных технологий в металлургии, охарактеризовать основные технологические процессы и их параметры.
3 Разработать элементы стратегии внедрения аддитивных технологий с учетом изменения в бизнес-процессах и экономических моделях функционирования организаций.
Актуальность темы исследования обусловлена возрастающим интересом ученых и инженеров к проблемам вовлечения аддитивных технологий в производство функциональных изделий из металлических порошков. Существующие барьеры, препятствующие внедрению аддитивных технологий, постепенно ослабляются, и в связи с этим требуется оценить возможности технологий, в т.ч. провести анализ экономической эффективности внедрения. Однако в отечественных научных изданиях, данная проблема освещена недостаточно полно ввиду инертного характера внедрения новых технологий на российские предприятия, слабой заинтересованности представителей бизнеса и промышленности в формировании новых конкурентных преимуществ организаций, отчасти обусловленной жесткой и закрытой от остального мира формой российского рынка.
Научная новизна заключается в конкретизации механизма изменений в цепочках поставок на уровне внешней и внутренней среды и формировании универсальной бизнес-модели функционирования организации применительно к внедрению аддитивных технологий, приведен механизм оценки возможностей предприятия к внедрению таких технологий, обладающий рекомендательным характером.
Купить

В первой главе были рассмотрены структура рынка аддитивных технологий, основные российские и зарубежные компании-производители установок АП и программного обеспечения, отрасли, активно внедряющие такие технологии и выгоды, извлекаемые от вовлечения АТ в производственный процесс. Рассмотрена концепция быстрого
прототипирования, приведены различные классификации аддитивных технологий, преимущества АТ по сравнению с традиционными технологиями производства, принцип процесса аддитивного производства от этапа проектирования до выращивания готового изделия и основные критерии выбора АТ. Описаны барьеры, препятствующие внедрению АТ. К наиболее критичным следует отнести высокую стоимость установок и сырьевых материалов, слаборазвитую российскую сырьевую базу, не удовлетворяющую потребности внутреннего рынка, недостаточное количество квалифицированных специалистов данной отрасли, а также технологические ограничения установок (низкая производительность, ограниченный рабочий объем для построения, ограниченный спектр применяемых металлов и сплавов), не позволяющие адекватно оценить преимущества внедрения.
Во второй главе приведены требования к порошкообразным материалам применительно к процессам послойного осаждения материала, расписаны основные технологии получения металлических порошков. Процесс газовой атомизации «EIGA» наиболее применим для производства порошков, использующихся в SLM-установках. Процесс «PREP», относящийся к центробежной атомизации, способен произвести качественные порошки, применимые в технологии EBM. Приведены основные технологии аддитивного производства металлических изделий, относящиеся к принципу послойного осаждения материала, к которым относятся процессы SLM и EBM. Приведены достоинства и недостатки данных процессов, проведено сравнение технических характеристик данных процессов между собой. Также были указаны механизмы формирования основных дефектов, возникающих в процессе аддитивного производства, к которым относятся образование пор и флокенов, волнистая структура поверхности, наличие остаточных внутренних напряжений.
Третья глава включает в себя аспекты влияния аддитивных технологий при их внедрении в структуру промышленного предприятия.
Внедрение новых технологий является основой успешного функционирования любого коммерческого предприятия, поскольку в условиях нестабильности рынка необходимо постоянно изменять продукцию и бизнес- процесс. По своей экономической сущности процесс внедрения новых технологий означает управление изменениями на предприятии, т.е. процесс совершенствования и формирования его новых аспектов и структурных характеристик, которые зачастую являются единственным способом их существования в условиях жесткой конкуренции.
В рамках использования аддитивных технологий все этапы реализации проекта от идеи до материализации (в любом виде — промежуточном или в виде готовой продукции) составляют единую технологическую цепь.
Основная задача внедрения АП на предприятии состоит в повышении ее экономических показателей эффективности и устранении недостатков традиционных способов производства, выражающихся в перепроизводстве и потерях, обусловненных наличием лишних запасов, затратами времени на простой оборудования, наличием лишних длинных производственных цепочек, высокими транспортными расходами.
Расчет инвестиционных проектов внедрения процессов ЗЕМ и ЕВМ, показал, что основным фактором формирования себестоимости и в целом влияющий на показатели экономической эффективности является производительность процесса. Результаты расчета показывают существенное преимущество процесса ЕВМ. Основные показатели экономической эффективности ЕВМ-технологии: ЧДД, ВНД и индекс доходности в 15, 6 и 3 раза превышают данные показатели для ЗЕМ-технологии, соответственно.
В настоящее время аддитивное производство по-прежнему является новой технологией, но в ближайшем будущем прогнозируется увеличение количества товаров и изделий, поскольку АТ способствуют интеграции в сторону индивидуального, клиентоориентированного производства (потребители смогут свободно проектировать и определять материалы, а затем выгружать файл проекта в производственный центр по сети). Аддитивное производство «толерантно» в вопросах защиты окружающей среды и степени использования ресурсов, подразумевая сокращение отходов и повышение выхода годного; минимизируется использование вредных химических веществ, используемых, например, при травлении. Затраты также могут быть скомпенсированы за счет упрощения и сокращения цепей поставок, упрощения глобального распределения и рисков, связанных с внедрением новой продукции, а также снижением стоимости хранения готовых изделий и запасов материала.
Нивелировать высокие затраты на оборудование и снизить производственные издержки позволит лишь жесткое планирование и формирование объемных и регулярных портфелей заказов. Это указывает на то, что до тех пор, пока скорости выращивания недостаточно высоки, чтобы амортизировать затраты на машину на достаточно большом количестве производимых единиц продукции, стоимость приобретения системы АТ не имеет первостепенного значения...
Купить