Программное обеспечение и Интернет-ресурсы…………………………………………….
5. Рекомендации по курсовому проектированию………………………………………………
6. Задание для курсового проектирования…………………………………………………………
Приложения:
Приложение 1. Вариант А. Курсовой проект по теме «Совершенствование заданного конкретного процесса получения продукции на конкретном (базовом) предприятии»
Приложение 2. Вариант Б. Курсовой проект по теме «Модернизация технологической линии по переработке нефти или газа»
1. Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе
1.1. Цель преподавания дисциплины «Основы проектирования продукции» — это формирование у студентов знаний общих закономерностей по установлению, реализации и контролю норм, правил и требований к продукции (услуге), технологическому процессу ее производства, применения (потребления), транспортировки и утилизации;
1.2. Задачи изучения: дать учащимся необходимый объем теоретических и практических навыков:
— проектирования продукции на основе требований к системе качества – по ИСО серии 9000, дополняющих технические требования к продукции;
-расчет и проектирование деталей и узлов измерительных, контрольных и испытательных приборов и стендов в соответствии с техническими заданиями и с использованием стандартных средств автоматизации проектирования;
-сбор и анализ исходных информационных данных для проектирования средств измерения, контроля и испытаний;
— использованию современных информационных технологий при проектировании средств и технологий метрологического обеспечения, стандартизации и определения соответствия установленным нормам.
1.3. Перечень дисциплин, усвоение которых студентами необходимо для изучения
данной дисциплины: Математика, физика, химия, информатика, экология
1.4. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля).
Общекультурные компетенции (ОК)- ОК-4; ОК-5; ОК-12; ОК-15; ОК-19; ОК-20. Профессиональные компетенции (ПК) — ПК-1; ПК-6; ПК-12; ПК-22; ПК-23; ПК-24; ПК-25.
Стандартизация и сертификация продукции растениеводства
... стандартизации и сертификации. маркировка стандартизация качество сертификация 1. Сущность дисциплины «Стандартизация и сертификация продукции растениеводства» Проблема повышения качества сельскохозяйственной продукции ... специальных дисциплин. Целью изучения дисциплины является приобретение студентами теоретических знаний в области стандартизации, потребительских свойств растениеводческой продукции, ...
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
|
знать : |
|
|
— основы проектирования продукции и методы расчетов на прочность, |
жесткость, |
|
устойчивость и долговечность ее элементов; |
|
|
уметь : |
|
|
— проводить расчеты деталей и узлов машин и приборов по основным |
критериям |
|
работоспособности; |
|
|
владеть : |
|
|
— навыками конструирования типовых деталей и их соединений; |
2. Структура и содержание дисциплины:
Общие основы проектирования. Жизненный схема цикл продукции и проекта. Проектирование как вид жизнедеятельности. Правовые основы проектирования. Этапы проектирования: предпроектная проработка (ППР); разработка технического проекта и рабочий проект. Алгоритм технологического проектирования. Технический проект: анализ задания и исходных данных; определение основных характеристик проектируемого производства; общий анализ химико-технологического процесса и химикотехнологической схемы (химическая схема процесса, технологическая схема процесса, аппаратная схема производства); сбор данных о свойствах веществ и материалов; расчет материального баланса процесса; предварительный выбор оборудования; расчеты динамики процесса (поверочные); разработка эскизных вариантов чертежей. Согласование доработок проекта по разделам. Технологические регламенты. Проектно-конструкторская часть. Критерии работоспособности СИ и влияющие на них факторы. Принципы построения, примеры реализации и особенности выбора измерительные преобразователей (ИП) и датчиков контроля технологических процессов. Безопасность жизнедеятельности объектов проектирования и экологичность прокта. Экономическое обоснование принятых решений.
Общая трудоемкость дисциплины составляет __ 4___ зачетных единиц, _144 _ часов.
2.1. Объем дисциплины и виды учебной работы
Таблица 1
|
аудитВсего. часов |
В том числе |
работаИндив. |
самостОбъем. работычас, |
||||||||||
|
Семестр |
Экзамен |
Зачет |
|||||||||||
|
Число недель |
Контр. |
||||||||||||
|
Лек- |
Лаб. |
Практ. |
семи- |
раб . |
|||||||||
|
часов в неделю |
РГР, |
||||||||||||
|
ции |
зан. |
зан. |
нары |
КР |
|||||||||
|
(КП) |
|||||||||||||
|
очное обучение |
|||||||||||||
|
1 |
1/0/2 |
54 |
18 |
— |
36 |
— |
КП |
6 |
84 |
+ |
— |
||
|
ИТОГО |
54 |
18 |
— |
36 |
— |
КП |
6 |
84 |
+ |
— |
|||
|
заочное обучение |
|||||||||||||
|
1 |
14/0/12 |
26 |
14 |
— |
12 |
— |
КП |
— |
118 |
+ |
— |
||
|
ИТОГО |
26 |
14 |
— |
12 |
— |
КП |
— |
118 |
+ |
— |
|||
2.2. ПРОГРАММА КУРСА (основные положения).
РАЗДЕЛ № 1. ОБЩИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Введение.
Содержание и объем курса. Цели и задачи курса основные понятия, термины. Стандарт на термины и определения. Стандарты ИСО 9001. Жизненный цикл продукции (ЖЦП).
Этап жизненного цикла продукции – условно выделяемой его части, которая характеризуется спецификой производимых на этом этапе работ и конечными результатами. ГОСТ Р. 15. Система разработки и постановки продукции на производство (СРПП).
Предписывающие технические регламенты (ТР).
Стандарты на продукцию.
Тема 1. Проектирование как вид инженерной деятельности.
Сущность проектирования. Всю производственную техносферу с известной долей условности можно разделить на три больших области: а) строительство – производство долговременных зданий и сооружений; б) машино- и приборостроение – производство подвижных средств техники; в) технологические отрасли – производство веществ и материалов, а также энергии. При этом во всех означенных областях можно выделить две тесно связанных, но относительно самостоятельных специфических сферы деятельности.
А. Создание (разработка, дизайн) самих предметов труда: веществ и материалов; машин, механизмов, аппаратов приборов, строительных конструкций, дорог, мостов и т.д. Б. Разработка методов получения, изготовления предметов труда – т.е. технологии
производства в самом широком смысле слова.
Техническая (проектная, конструкторская, технологическая, эксплуатационная) документация. Система документации. В нашей стране это следующие Системы, относящиеся к основным областях техносферы.
1. Строительство. В этой сфере принят термин проектирование. Принципы, нормы и правила определяет Система Проектной Документации для Строительства – СПДС.
2. Создание новой техники. Принят термин конструирование. Принципы, нормы и правила определяет Единая Система Конструкторской Документации – ЕСКД.
3. Создание новых производственных процессов. Здесь также принят термин проектирование (технологическое проектирование в узком смысле слова).
Принципы, нормы
и правила определяет Единая Система Технологической Документации – ЕСТД (в частности, сюда относятся принципы и правила разработки и построения Технологических Регламентов).
4. Качество и безопасность продуктов, услуг, работ.
Национальная (государственная) [ГОСТ – межгосударственные СНГ; ГОСТ Р -российские] и международные (ISO) системы стандартов. Общие межотраслевые правила безопасности – Технические Регламенты.
Тема 2. Правовые основы проектирования.
Проектирование должно производиться в соответствии федеральными (технические регламенты) и региональными законами и общими правилами технической безопасности; соответствующими национальными и международными договорами; стандартами и нормами. Кроме того, техническая (в т.ч., проектная) документация по содержанию; построению; терминологии и языку; порядку разработки, согласования и утверждения должна позволять чётко устанавливать правоотношения субъектов технической деятельности друг с другом, обществом и государством; а также способы разрешения этих отношений вплоть до судебных. Проекты подлежат согласованию в органах местной, региональной и федеральной исполнительной власти. Важнейшие из них: Гостехнадзор; Госсанэпиднадзор МЗ; Госпожнадзор МЧС; Минприроды; Минсельхозпрод; Госкомстрой.
Организация проектного дела. Проектным делом занимаются следующие юридические
лица.
1. Индивидуальные специалисты, имеющие лицензии на определённые виды проектных работ и личные печати, зарегистрированные в соответствующих государственных
и иных правовых структурах.
2. Специальные проектные (проектно-конструкторские, научно-исследовательсткие и проектно-конструкторские) организации – фирмы и институты (ПИ, НИПИ, ПКИ, НИПКИ).
3. Проектные и конструкторские подразделения предприятий.
Тема 3. Этапы проектирования.
Три основных этапа: предпроектная проработка (ППР); разработка технического проекта и рабочий проект.
А. Предпроектная проработка (ППр). В зависимости от конкретных задач ППр может включать следующие работы.
1. Маркетинг будущего производства: оценка потребности и «рыночной судьбы» продукта.
2. Накопление и анализ всевозможных данных о научных основах и возможных методах получения продукта; о свойствах полупродуктов и материалов.
3. Проведение инженерно-геологических (гидрологических) изысканий с целью поиска
и характеристики возможного места строительства (для расширения и нового строительства).
4. Комплексное обследование и оценка существующего места строительства (для реконструкции и техперевооружения); либо характеристика участка размещения.
5. Оценка наличия и состояния имеющегося оборудования и иных технических средств.
6. Анализ имеющегося производственного опыта и технической документации.
7. Анализ социально-экономической, экологической и демографической ситуации.
8. Выработка требований к будущему или реконструируемому производству.
ППр имеет целью и завершается разработкой документов, на основании которых ведут проектирование. К ним относятся:
— 1) исходные требования.
— 2) задание на проектирование (ЗП) (его разделы: а) Обоснование необходимости проектирования (разработки); б) Цели и задачи проектирования (разработки); в) требования
к проекту (создаваемой научно-технической продукции); в) состав проекта (научнотехническая продукция, передаваемая Заказчику); г) порядок выполнения, сдачи и приёмки проектных работ; д) порядок реализации проекта (использования результатов разработки).
— 3) техническое задание (ТЗ). Этот вид документа применяется главным образом в области машино- и приборостроения. По структуре — аналогично ЗП.
— 4) исходные данные (ИД) разрабатываются как приложение к ЗП/ТЗ, либо как самостоятельный документ.
С ОБСТВЕННО ПРОЕКТИРОВАНИЕ.
Б) Технический проект.
В) Рабочий проект.
Во всех возможных случаях этапы проектирования соединяют, разрабатывая технорабочий проект .
СОСТАВ И РАЗДЕЛЫ ПРОЕКТА . Любой проект производства содержит ряд обязательных разделов.
1).
Технология производства. Центральный раздел. (Для данного курса это единственно важный раздел; остальные – смежные – лишь упоминаются).
2).
Управление и автоматизация производства.
3).
Механизация производства.
4).
Электроснабжение: силовое и слаботочное.
5).
Общее энергообеспечение. Паросиловые системы. Газоснабжение. Компрессорные и вакуумные системы. Печи и котлы технологического назначения.
6).
Отопление и вентиляция.
7).
Водоснабжение и канализация.
8).
Системы информационной и физической защиты.
9).
Строительная часть. Производственные здания (или помещения).
Здания (или помещения) иных технических систем, складские или вспомогательные. Административнобытовые здания. Подземные, наземные и надземные сооружения и сети. Внутренние и внешние рельсовые и нерельсовые пути. Бассейны и водотоки.
Проектные материалы излагаются в ряде документов.
1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА. Текстовый документ. Содержит необходимые обоснования, расчёты, комментарии и изложение принципов, заложенных в проект.
2. ГРАФИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ. Схемы и чертежи, в соответствии с которыми ведут строительство, монтаж и эксплуатируют производство.
3. ЗАКАЗНЫЕ ВЕДОМОСТИ И СПЕЦИФИКАЦИИ. Документы обычно табличной или текстово — табличной формы. Содержат точные указания относительно типов и технических характеристик оборудования, покупных материалов и комплектующих: т.е. всего материального обеспечения строительства и производства.
4. СМЕТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ. Текстовые и табличные документы, содержащие необходимые экономические выкладки и обоснование стоимости реализации проекта.
РАЗДЕЛ №2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ Тема 4. Основы технологического проектирования
А. Место и роль технологического проектирования. Центральной частью проекта является проектирование производственного процесса – т.е. технологическая часть.
Б. Алгоритм технологического проектирования.
Проектирование осуществляется в соответствии со схемой технический проект→рабочий проект.
1. Т ЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ.
1.1. Анализ Задания и Исходных Данных.
1.2. Определение основных характеристик проектируемого производства . Выбирают режим работы производства в целом. Выбирают тип технологического процесса по стадиям: непрерывный, периодический или непрерывно-периодический. Оценивают график плановопредупредительных и текущих ремонтов (ППР); вычисляют реальный годовой (квартальный, месячный) фонд рабочего времени (ФРВ).
Находят среднесуточную производительность.
3. Общий анализ химико-технологического процесса (ХТП) и химико-технологической системы (ХТС).
По существу заключается в построении химической, технологической (ХТП) и аппаратурной (ХТС) схем (по определениям ОСТ 42-505-96), также циклограмм процесса.
Химическая схема процесса.
Необходимо оценить степени превращения исходных субстратов, химические выходы целевого и побочных продуктов, параметры химических и фазовых равновесий;
- кинетические параметры химических и массобменных процессов; особенности и точностные характеристики применяемых методик анализа.
Химическая схема производства изображается согласно ОСТ 64-03-002-2002 с использованием линейной или вертикальной формы записи.
Технологическая схема процесса (ТСП).
Схему строят в соответствии с принципами и классификацией стадий и операций ОСТ 64- 03-002-2002.
Для выделения стадий производства фрагментируют текст по указаниям на выделяемые или определяемые аналитически в реакционных массах полупродукты и конечный продукт (либо на изложение процессов очистки продуктов).
Для разбиения стадий производства на технологические операции находят указание на использование основного технологического оборудования: реакторов, массообменных аппаратов, фильтров, центрифуг, сепараторов, смесителей, сушилок, механико-
технологических машин и т.д. Вспомогательное и многоцелевое оборудование: мерники,
сборники, весы, теплообменники общего назначения, насосы, газодувки, транспортёры — не учитывают.
Построение ТСП позволяет:
— сразу увидеть общую логическую и трудовую структуру процесса;
— наглядно представить схему движения сырья и полупродуктов; оценить виды и состояние отходов и выбросов.
Тема 5. Аппаратурная схема производства
Аппаратурная схема производства (АСП) является упрощённым документом; на ней представляют только технологическое оборудование и средства КИПСА, задействованные в данном конкретном процессе. Оборудование общего назначения и сети не отображают; типы трубопроводной арматуры не детализируют; правила и особые требования к монтажу не приводят.
Построение АСП позволяет выделить именно то оборудование, которое в первую очередь требуется для создаваемого процесса, а также предварительно выбрать типы этого оборудования; представить схему потребления энергоресурсов; отобразить общую схему технологических трубопроводов; показать общие принципы контроля, автоматизации и управления процессом.
Циклограмма – схема, отражающая ход процесса во времени. Построение циклограмм необходимо при проектировании периодических процессов (в непрерывных процессах все стадии и операции осуществляют одновременно).
Выделяют два вида (два уровня) циклограмм.
Для описания стадий производства и технологического процесса в целом применяют т.н. топологические циклограммы, показывающие общее состояние основных аппаратов во времени по принципу: «работает одновременно — работает независимо — не работает».
Для описания динамики хода процессов в конкретных аппаратах (технологические операции и процедуры) применяют циклограммы физического состояния аппарата.
4. Сбор данных о свойствах веществ и материалов.
5. Расчёт материального баланса процесса. Центральный этап всех расчётов.
Материальный баланс – основа для выбора оборудования; расчётов динамики процессов; определения потребностей в сырье и материалах; оценки экономических и экологических характеристик процесса.
6. Предварительный выбор оборудования. Выбор оборудования производят на основании сведений о материальном балансе стадий и операций процесса; свойствах продуктов и сред, условиях ведения процесса.
7. Расчёты динамики процессов. Расчёты динамических характеристик процесса (скорости; тепловые мощности процессов; реальное время протекания превращений, массообменных, тепловых и иных процессов).
Эти расчёты имеют характер поверочных; их выполнение преследует две цели.
7а. Подтвердить пригодность выбранного оборудования для осуществления процесса в рациональных режимах, соответствующих Заданию.
7б. Выявить недостатки выбора оборудования. Определить необходимые усовершенствования, переделки, изменения норм технологического режима.
8. Разработка эскизных вариантов чертежей.
В раздел ТП входят следующие графические документы.
8а. Монтажно-технологические (функциональные) схемы; отражающие последовательность подключения и принципы работы всего – технологического, энергетического, транспортного, управляющего — оборудования.
8б. Планы и разрезы, изображающие пространственное расположение оборудования 8в. Монтажно-технологические чертежи, показывающие компоновку (точное
расположение) оборудования и трассировку в пространстве технологических трубопроводов
и сетей.
9. Согласование доработок проекта по разделам.
Тема 6. Рабочий проект
Рабочее проектирование по доработанным со смежниками деталям Задания включает следующие стадии.
1).
Уточнение общей структуры процесса и расчётов.
Работы ведут аналогично стадиям 1-8 Технического проекта параллельно по всем аспектам.
В итоге получают следующие сведения:
— уточнённый график работы и ППР;
— уточнённую аппаратурную схему производства;
— уточнённую технологическую схему производства;
— уточнённые нормы технологического режима процесса (порядок загрузок, время на осуществление технологических операций; рабочие значения температуры и давления; динамика стадий и операций процесса);
— уточнённые требования к качеству сырья и материалов;
— нормы потерь и выходы продуктов по стадиям;
— энергетический баланс процесса (требования к параметрам и расходу энергоносителей);
— уточнённые требования к автоматизации и механизации производства;
— уточнённые требования к системе аналитического контроля и метрологического обеспечения производства;
— состав и количество отходов и выбросов в окружающую среду;
— трудоёмкость производства; нормы занятости, состав и численность персонала.
2).
Изготовление рабочей документации.
По результатам уточнённых расчетов изготавливают рабочую документацию, в соответствии с которой осуществляют строительство, монтаж и пуск нового производства.
1).
Пояснительная Записка.
2).
Рабочие чертежи (монтажно-технологические схемы; планы и разрезы; монтажнотехнологические чертежи).
3).
Спецификации оборудования.
4).
Заказные спецификации (ведомости) материалов и комплектующих изделий. 5).
Сметные данные.
6).Пусковой регламент – для нового производства. Изменения в регламент и инструкции – для технического перевооружения .
Тема 7. Технологические регламенты
Действительно, проектирование неразрывно связано с разработкой технологии: из технологической документации оно исходит и ею завершается.
Def. Технологический регламент – технический документ установленной формы, определяющий правила ведения технологического процесса.
ОСТ 64-03-002-2002 определяет для ХФП следующие виды регламентов.
1. Лабораторный — ЛР. Разрабатывается по результатам НИР. Служит основой ИД для проектирования опытного производства.
2. Опытно-промышленный — ОПР. Разрабатывается по результатам ОКТР на опытном производстве. Служит основой ИД для проектирования серийного производства.
3. Пусковой (временный) – ПУР. Разрабатывается по результатам проектирования серийного производства. Используется в период пуска и освоения производства – обычно: 6- 12 месяцев.
4. Промышленный – ПР. Основной вид регламента. Разрабатывается по результатам производства. Используется для ведения освоения серийного производства. Подлежит пересмотру и уточнению не реже, чем каждые 5 лет.
5. Типовой – ТР. Специфический вид ПР для параллельных производств с единой технологией.
Регламент состоит из следующих разделов: а) характеристика конечного продукта; б)
химическая схема производства; в) технологическая схема производства; г) аппаратурная схема производства и спецификация оборудования; д) характеристика сырья, материалов и полупродуктов; е) изложение технологического процесса; ж) материальный баланс технологического процесса; з) переработка и обезвреживание отходов производства; и) контроль производства и управление технологическим процессом; к) техника безопасности, пожарная безопасность и производственная санитария; л) охрана окружающей среды; м) перечень производственных инструкций; о) информационные материалы.
Раздел 3. Проектно-конструкторский раздел Тема 8: Техническое задание на конструкторскую разработку.
Требования к СИ и техническим изделиям, критерии работоспособности и влияющие на них факторы . Критерии работоспособности. Критерии прочности. Смысл и источники получения допускаемых напряжений. Напряжения статические и переменные (циклические).
Предел выносливости и его получение. Напряжения смятия и контактные. Сведения о концентрации напряжений. Критерий износостойкости. Критерий жесткости. Прочие критерии работоспособности (вибростойкость, теплостойкость, коррозионная стойкость, биологическая стойкость, радиационная стойкость).
Критерии долговечности СИ.
Тема 9. Принципы построения, примеры реализации и особенности выбора измерительные преобразователей (ИП) и датчиков.
Принципы построения и выбор элементов систем автоматизации измерений дискретного действия. Алгебра логики: аксиомы и законы. Логические переменные и логические функции. Дизъюнктивная и конъюнктивная форма. Типовые логические элементы. Построение логических функций в базисах И, ИЛИ; НЕ; И-НЕ; ИЛИ-НЕ. Минимизация логических функций с использованием диаграмм Вейча. Сумматоры, триггеры, счетчики, регистры, шифраторы, дешифраторы,мультиплексоры, демультиплексоры и преобразователи кодов, запоминающие устройства.
Классификация датчиков автоматизации измерений и контроля технологических процессов, примеры реализации и особенности выбора.
Датчики электрических величин: напряжения, тока и эдс. Физическая реализация, расчет коэффициентов передачи и постоянных времени. Механоэлектрические преобразователи. Аналоговые датчики скорости: тахогенераторы переменного и постоянного тока, тахометрический мост. Передаточные функции. Аналоговые датчики перемещения и рассогласования: резистивные и индукционные: сельсины, синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы, резольверы, индуктосины. Импульсные датчики скорости и перемещения. Цифровые тахометры1 и 2 рода. Метод прямой и обратной функции при измерении скорости. Кодовые датчики перемещения. Конструкция датчиков и особенности выбора. Комбинаторный код Грея и диаграмма Карнауга. Датчики силы и ускорения: тензометрические, пьезокерамические, электретные, струнные и др. Датчики температуры, расхода, давления и т.п.
Измерительные преобразователи (ИП).
