Твердость алмаза: от чего зависит твердость и прочность камня

Автоматизация и планирование процессов производства на предприятиях

В случае если предприниматель собирается осуществить внедрение автоматизации на производстве, ему необходимо разобраться в основных ее особенностях. Это нужно в первую очередь, для того чтобы уменьшить подготовительный процесс и сократить расходы на введение такого процесса.

Основы автоматизации производства включают в себя такие главные принципы:

процессы, которые автоматизируются, должны быть согласованны между собой;
проводимые операции проводятся с минимумом перерывов;
автоматизируемые процессы должны быть ритмичными;
действия выполняются параллельно, когда одновременно запускаются сразу несколько процессов.

После того как с главными правилами определились, нужно выявить, какие процессы будут автоматизироваться. Это производственные, управленческие этапы или планирование.

Автоматизация планирования производства основана на использовании программ, обеспечивающих быстрый и точный сбор информации, а также производящих прогнозные действия. Такие программы, основываясь на заданных параметрах, достаточно быстро анализируют большой объем данных и выдают точный результат.

Автоматизация управлением производства не так широко распространена, как предыдущая. Это связано с тем, что принятие управленческих решений основывается не только на объективных данных, но и на интуиции управленческого коллектива.

Выделяют такие степени автоматизации производства:

Частичная. Степень, при которой данный процесс прошли отдельные производственные агрегаты и приборы.
Комплексная. Это степень, когда автоматизации подверглись целые цеха или же отделы. Они работают обособленно и выполняют конкретную задачу.
Полная. Вид вовлеченности в процесс, при которой производство полностью функционирует автономно.

Чаще всего на предприятия внедряют автоматические процессы первой или же второй степени. Третья же пока остается перспективной и практически не встречается на практике.

Существуют разные системы автоматизации управления производством, например, такие как MMS, ERP и так далее.

Более подробно ознакомиться этой тематикой можно, посетив специализированные выставочные мероприятия.
На них непременно будут освещаться такие вопросы, как механизация и автоматизация производства и управления. К тому же в их рамках проводят конференции и семинары. А также происходит наглядная демонстрация продукции, такой, как программы для автоматизации производства.

К тому же у участников подобных выставок появится возможность продемонстрировать собственные достижения в данной сфере. Заключить выгодные контракты и договора, изучить продукцию конкурентов. Подыскать новых или же перезаключить контракты с уже существующими поставщиками.

Узнать больше об автоматизации планирования производства можно на выставках ЦВК «Экспоцентр»

Ещё интересные ссылки на статьи

Бытовое энергосбережение и энергоэффективностьИнжиниринг: типы, цели, примеры на выставкахМеханизация и автоматизация производства

Посещайте и участвуйте в интересных мероприятиях и выставках в удобный для Вас месяц!

Читайте интересную подборку статей и полезной информации.

Методика решения проблем

Методику решения проблем используют для:

анализа рекламаций заказчика или гарантийных возвратов;
решения проблем, связанных с недостаточным уровнем качества;
решения проблем с поломками оборудования, инструмента;
решения проблем с простоями оборудования (например, по обеспечению комплектующими).

Работа по решению проблемы должна фиксироваться в специально разработанной форме с целью:

по данной форме руководитель может рассмотреть, как решается или как была решена проблема, увидеть каждый шаг, логику решения, оказать необходимую поддержку; дополнительно проводить обучение персонала в случае необходимости;
решение проблем можно использовать для передачи опыта на другие аналогичные процессы;
при обучении данная форма может выступать в качестве визуального образца, как нужно решать проблемы;
позволяет формировать правильное мышление.

Какие этапы входят в методику решения проблем

Шаги решения проблем:

Уведомление о проблеме;
Формирование команды;
Детализация проблемы;
Определение и внедрение срочных действий;
Определение коренной причины;
Разработка и реализация корректирующих мероприятий;
Стандартизация решения, тиражирование опыта.

После внедрения срочных действий (временных мер) проблема на время исчезает, перестает доставлять хлопоты и о ней забывают.

Именно поэтому важно, как можно быстрее внедрить мероприятия, устраняющие коренную причину. Для поиска коренной причины мы используем такие инструменты как:

Для поиска коренной причины мы используем такие инструменты как:

Мозговой штурм;
Диаграмма причинно-следственной связи Исикавы («Рыбья кость»);
Метод «5 почему?».

Как определить твёрдость минералов, используя шкалу Мооса?

Часто требуется определить тип минерала в полевых условиях, то есть при отсутствии специальных лабораторных условий и соответствующих инструментов. Для этих целей геологу достаточно воспользоваться шкалой Мооса и несколько простых подручных средств, способных царапать.

К примеру, при помощи карманного ножа можно определить, относится ли образец к числу менее или более твердых минеральных пород, значение которых по Моосу переваливает за 5-6. Вот таблица некоторых подручных предметов и степени их твёрдости, которые могут помочь в определении относительной твёрдости, а, соответственно, и типа минерала:

Материал	Степень твёрдости
Карандаш	1
Соль поваренная	2
Монета (медь)	3
Гвоздь	4-4,5
Стекло	5
Нож – стальные напильники	5,5-6,5
Режущий инструмент из закалённой стали	7 – 7+
Наждачная бумага	8
Обратная проба (образец способен царапать/резать стекло)	9-10

В практических целях могут пригодиться и знания о том, что ногтем можно оставить царапину на гипсовой поверхности и образцах, которых уступают по твёрдости гипсу. Твёрдость стального ножа приближена к природному кварцу – им можно без проблем царапать стекло.

Некоторые разновидности драгкамней по показателю твёрдости приближены к кварцу. Кроме того, из можно отличить внешне от изделий из стекла, воспользовавшись напильником.

Если прочностной показатель для камня составляет не менее 7 баллов по Моосу, на практике это означает, что он не способен царапать кварц, равно как и кварц не способен поцарапать этот камень.

В этой системе измерения твёрдости минералов присутствуют и промежуточные значения, например, 6,5, 7,5 и т.п. Если взять хирозоберилл, то он относится к 8,5 степени твёрдости. По сути, это значит, что эталон способен царапать топаз примерно так же, как его способен царапать корунд. А вот гранат пироп немногим твёрже кварца (7), но немного уступает по этому показателю бериллу (7,5). Тем не менее, его твёрдость также обозначается числом 7,5.

Какие инструменты бережливого производства есть

Существует большое количество инструментов, методов и технологий бережливого производства. Наиболее популярные — это:

Картирование потока создания ценности.
Вытягивающее поточное производство.
Канбан.
Кайдзен.
Система 5S.

Картирование потока создания продукта и, соответственно, ценности предполагает создание детальной схемы всех процессов производства вплоть до самых мелких. Такая карта позволит быстро выявить слабые места и процессы, не формирующие ценности.

Для картирования потока создания ценности прежде всего необходимо детально документировать текущее состояние всех процессов и проанализировать все производство. На основе всех этих данных строится карта, на основе которой может быть разработан план внедрения улучшений.

Организация производства продуктов по вытягивающему принципу предполагает использование, закупку и хранение такого объема продукции, который определяют исключительно потребности конкретных этапов производства.

Кайдзен — это система, которой мы активно пользуемся в компании сейчас. Это целая философия, в рамках которой предполагается не только постоянное стремление к улучшениям, но и стимулирование сотрудников предлагать такие улучшение предлагать.

Для обработки предложений от сотрудников мы создали целый отдел и за последний год реализовали больше тысячи таких предложений.

Система 5S — это все о создании эффективного и комфортного рабочего места. Основана эта система на пяти принципах:

сортировка;
рациональное расположение;
уборка;
стандартизация;
совершенствование.

Эти принципы мы стараемся реализовывать при создании своих офисных помещений. 5S — один из первых инструментов, которые были внедрены в компании. Все сотрудники прошли внутреннее обучение, и с 2015 года было реализовано по системе 5S более трех тыс. мероприятий по улучшению рабочих мест. Например, визуализация инструкций, стандартизации и оконтуривание на рабочих местах и многие другие инициативы.

Мы активно работаем над внедрением технологий «умного дома» в наших офисных помещениях. Это позволит как уменьшить объем потребляемых ресурсов за счет поддержания оптимального уровня освещения, отопления и вентиляции, так и создать для сотрудников максимально комфортную среду.

Работники офиса смогут лучше концентрироваться, не отвлекаясь на мелочи вроде включения кондиционера и его настройку.

Какие примеры применения подхода есть

Grass активно применяет инструменты и технологии бережливого производства. Это позволяет не только максимально эффективно организовывать производство, но и внедрять экологические инициативы.

Например, в компании существует отдел, который собирает от всех сотрудников абсолютно любые предложения относительно улучшения любых процессов. Отдел отфильтровывает эти предложения и разрабатывает наиболее интересные и перспективные.

Мы создаем комфортные офисные помещения, учитывая принципы бережливого производства. Например, каждый продукт разрабатывается командой, в которую входят представители всех важных отделов.

Это сокращает время на разработку продукта и позволяет не тратить время на организацию взаимодействия между отделами. Более того, наличие технолога в команде позволяет изначально учитывать все особенности формулы того или иного продукта и быстро вносить изменения.

В чем заключается ценность продукта

Понятие ценности — ключевое положение бережливого производства. Собственно ценность — это набор свойств и качеств, ради которого клиент приобретает продукт. Ценность любого продукта определяет в первую очередь потребитель.

Ценность создается в ходе производственных процессов. Каждое производственное действие создает какую-то ценность либо нет. Например, длительное ожидание поставки не создает никакой ценности. Именно действия второго рода, в соответствии с концепцией lean-технологий, необходимо стремиться полностью исключить из производственного процесса.

Для наиболее полного понимания потребительской ценности продукта проводятся исследования мнений клиентов

Важно регулярно получать обратную связь от ваших потребителей, чтобы постоянно стремиться к совершенству продукта

Мы открыты для любых комментариев и предложений от потребителей, внимательно изучаем отзывы к средствам на всех каналах продаж. Более того, продукты часто тестируются внутри компании, и мы собираем мнения сотрудников о потребительских качествах новинок.

Как измеряется твердость алмаза

Даже ребенку известно, что прочность алмаза невероятна (имеется в виду именно его твердость, а не устойчивость к ударам). Она принята за базовую величину по всем шкалам измерения. И это удивительно, ведь ближайшие родственники алмаза, графит и каменный уголь, имеющие тот же элементарный химический состав, не могут похвастаться выдающейся прочностью.

Секрет твердости алмаза кроется в уникальных условиях его образования: высочайших температурах и невероятном давлении. При них атомы углерода образуют уникальную кубическую кристаллическую решетку. Это определяет невероятную твердость конечного вещества, которое может существовать в естественных условиях миллиарды лет!

Шкала Мооса

Первая удачная попытка создать шкалу твердости материалов принадлежит немецкому минералогу Фридриху Моосу. Несмотря на то, что эта система была презентована научному сообществу еще в 1811 году, она продолжает использоваться до сих пор, причем преимущественно в приложении к минералам естественного происхождения (в том числе, и драгоценным камням).

Твердость алмаза в баллах по шкале Мооса равна 10, то есть этот минерал был принят за абсолют: тверже его априори нет ничего. Основа этого теста – царапание. Если на поверхности испытываемого образца остается царапина, то он априори мягче эталона.

Второе место по твердости по классической шкале Мооса удерживают корунды, к которым относятся сапфиры и рубины – 9 баллов. Поцарапать их можно только алмазом!

Однако очень редко встречающийся природный муассанит и его искусственный аналог карборунд (химическая формула SiC) имеет прочность аж в 9,5 баллов по Моосу. Кстати, карборунд зачастую заменяет алмаз как в промышленности, так и при производстве ювелирных изделий. Визуально он практически неотличим от благородного собрата, но стоит на порядок дешевле!

Система Роквелла

С появлением синтетических материалов и свехтвердых сплавов общепринятая шкала Мооса стала неудобной. Было предложено множество систем, но в металлургической промышленности более всего прижилась шкала Роквелла (точнее, Роквеллов, ибо их было двое, отдаленных родственников с одной фамилией).

Твердость алмаза по Роквеллу не измеряется – он принят за эталон и основной рабочий инструмент. Измерительный станок Роквеллов визуально напоминает швейную машинку, но вместо иглы используется алмазный конус, а ткань заменяет испытуемый материал.

На образец воздействуют алмазным конусом с заданным давлением в течение нескольких секунд, затем оценивают параметры вмятины по литерно-цифровой шкале.

Проектирование систем автоматизации технологических процессов на производстве

Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами представляет собой использование средств компьютерного и программного снабжения.

Создание системы автоматизации нацелено на эффективное управление технологиями и механизмами промышленного объекта.

На первых этапах проектирования таких систем разрабатывается техническое задание.

При эксплуатации автоматизированных систем осуществляют монтаж, программирование и настройку аппаратной оснастки.

В проектах автоматизации описываются главные свойства создаваемой системы управления. Также вносятся основные технические решения и схемы построения комплекса.

Ниже представлена структура проектов:

Карта распределения предметов автоматики на совместном плане промышленного объекта.
Рабочие схемные чертежи автоматического контроля, регулирования, сигнализации и питания.
Расчет доходов и затрат на ведение системы автоматизированного управления.
Описание технических постановлений.
Заявка на недостающее технологическое оборудование.
Расчеты экономических результатов от эксплуатации автоматизированных технологий.

Кроме формулировки технического задания, на производствах проводятся аудиторские проверки для выбора наиболее подходящих программных и технических ресурсов автоматизации.

Функции, структура и уровни автоматизации

Исследование автоматизированных систем сбора и обработки информации управления технологическими процессами требует внедрения специального построения сетей передачи данных, которые конструируются по иерархическому принципу, имея многоуровневую структуру.

Уровни автоматизации производства:

Нулевой – участие человека исключается только для выполнения рабочих ходов.
Автоматизация рабочего цикла первого уровня исключает участие человека при выполнении холостых ходов на конкретном оборудовании.
Автоматизация второго уровня. Здесь решаются вопросы доставки и отгрузки, контроля управления системами машин и удаления отходов.
Третий уровень автоматизации. Охватывает все этапы процесса производства, начиная от самых простых и заканчивая испытаниями и отгрузкой готовой продукции.

Отметим, что комплексная автоматизация промышленных производств требует полного освоения первоначальных уровней. Это связано с высокой технической оснащенностью и капитальными вложениями производств.

Полная автоматизация эффективна в том случае, если они направлены на объемную программу выпуска изделий.

Узнать подробнее об автоматизации можно на тематических выставках, проходящих в «Экспоцентре».

НИКЕЛИРОВАНИЕ АЛМАЗА

В последние годы только единичные работы посвящены металлизации алмаза некарбидообразующими
металлами (в основном, никелем), когда адгезия покрытия с алмазом определяется механическим
сцеплением.

Диаграмма состояния системы Ni–C – диаграмма простого эвтектического типа, в которой
соединения отсутствуют. Метастабильный карбид Ni₃C может быть получен только при высоких скоростях охлаждения расплава Ni–C или при
повышенных давлениях. При металлизации на гетерогенной границе алмаз–Ni отсутствует
сильное химическое взаимодействие и качественное сцепление покрытия с алмазом может
быть достигнуто только механически на шероховатостях рельефа алмаза.

В работе [] никелирование алмазов проведено методом химического восстановления ионов металла
из раствора. Использованы синтетические алмазы разной дисперсности марок АС5 63/50,
АС5С 100/80, АС5 160/125. Перед никелированием проводили предварительную обработку
порошков алмазов в различных растворах травления, не содержащих соли олова и палладия,
с целью повышения шероховатости рельефа и обеспечения лучшего сцепления никелевого
слоя с поверхностью кристалла. Металлизация алмазов проведена при температуре 35–40°С
в щелочном растворе, концентрированном по солям никеля и содержащем в качестве восстановителя
гипофосфит натрия Na(PH₂O₂). После обработки в течение 1 ч металлизированные порошки содержали 35–45 мас. %
Ni. По результатам исследования предложено вводить в раствор никелирования добавку,
принадлежащую к группе нафталинсульфонатов, для ускорения процесса восстановления
металла и получения никелевого покрытия с низкими внутренними напряжениями.

В работе [] представлены результаты исследований по повышению эксплуатационных характеристик
бурового инструмента, оснащенного синтетическими алмазами разной степени металлизации.
Показатели работоспособности буровых коронок существенно повышаются при использовании
металлизированных алмазов.

Оказывает положительное влияние никелирования алмазов на механическую скорость бурения
и износостойкость буровых коронок конструкции ИСМ НАН Украины. Для испытаний использованы
никелированные алмазы АС125 250/200 с разной степенью металлизации 25 и 50%. Толщина
никелевого слоя составляла 3–5 мкм. Испытания коронок проведены в производственных
условиях при бурении скважин в интервале глубин 50–1000 м.

По результатам испытаний установлено, что скорость износа коронок с металлизированными
алмазами на 20–60% ниже скорости износа коронок на основе неметаллизированных алмазов
(). При использовании никелированных алмазов со степенью металлизации 50% средняя проходка
на одну коронку возрастает в 1.56 раза, при этом удельный расход алмазов снижается
на 37% ().

Рис. 4.

Зависимость скорости износа коронок, оснащенных неметаллизированными (а) и металлизированными (б) алмазами, от величины осевого усилия при различной частоте вращения, мин–1: 600 (1), 750 (2), 950 (3), 1180 (4), 1500 (5) [].

Производственный анализ

Производственный анализ – один из важнейших инструментов Бережливого производства, направленный на оперативное выявление проблем производства путем получения точных данных о ходе выполнения плана производства на любом из этапов производства продукции.

Производственный анализ должен опираться на данные почасового производственного анализа на рабочем месте. В ходе проведения производственного анализа фиксируются отклонения от выполнения производственной программы (план/факт/отклонение), объем брака, причины простоев по классификатору и их длительность.

Для ключевого оборудования рассчитывается показатель «ОЕЕ» — показатель общей эффективности использования оборудования.

ОEE=А*P*Q, где

A — Доступность (Availability);

P — Производительность (Performance);

Q — Качество (Quality).

Записывайте истинные фактические данные за установленный период времени.

Создайте атмосферу доверия в которой проблемы не скрываются, а последовательно решаются

Ведение производственного анализа должно проходить в комплексе с эффективной процедурой решения проблем.

Уровни автоматизации процессов

Автоматизация процессов необходима для поддержки управления на всех уровнях иерархии компании. В связи с этим уровни автоматизации определяются в
зависимости от уровня управления, на котором выполняется автоматизация процессов.

Уровни управления принято разделять на оперативный, тактический и стратегический.

В соответствии с этими уровнями выделяют и уровни автоматизации:

нижний уровень автоматизации или уровень исполнителей. На этом уровне осуществляется автоматизация регулярно выполняющихся процессов. Автоматизация
процессов направлена на выполнение оперативных задач (например, исполнение производственного процесса), поддержания установленных параметров (например,
работа автопилота), сохранения определенных режимов работы (например, температурный режим в газовом котле).
уровень управления производством или тактический уровень. Автоматизация процессов этого уровня обеспечивает распределение задач между различными
процессами нижнего уровня. Примерами таких процессов являются процессы управления производством (планирование производства, планирование обслуживания),
процессы управления ресурсами, документами и т.п.
уровень управления предприятием или стратегический уровень. Автоматизация процессов уровня управления предприятием обеспечивает решение аналитических
и прогнозных задач. Этот уровень автоматизации необходим для поддержки работы высшего звена управления организацией. Он направлен на финансово-хозяйственное
и стратегическое управление.

Автоматизация процессов на каждом из указанных уровней обеспечивается за счет применения различных систем автоматизации(CRM
системы, ERP системы, OLAP системы и пр.). Все системы автоматизации можно разделить на
три базовых типа.

Типы систем автоматизации включают в себя:

неизменяемые системы. Это системы, в которых последовательность действий определяется конфигурацией оборудования или условиями процесса и не может
быть изменена в ходе процесса.
программируемые системы. Это системы, в которых последовательность действий может изменяться в зависимости от заданной программы и конфигурации
процесса. Выбор необходимой последовательности действий осуществляется за счет набора инструкций, которые могут быть прочитаны и интерпретированы
системой.
гибкие (самонастраиваемые) системы. Это системы, которые способны осуществлять выбор необходимых действий в процессе работы. Изменение конфигурации
процесса (последовательности и условий выполнения операций) осуществляется на основании информации о ходе процесса.

Эти типы систем могут применяться на всех уровнях автоматизации процессов по отдельности или в составе комбинированной системы.

Как оптимизировать процессы

Процессы постоянной оптимизации — это важнейший аспект lean-производства. Совершенствование продукта и процессов — ведущие принципы бережливого производства.

Процесс оптимизации в данной концепции — это процесс постоянного уменьшения издержек и поиска таких возможностей. Оптимизация процесса при этом должна идти не сверху, а снизу. Именно сотрудники лучше всего видят, от каких операций возможно безболезненно отказаться.

Для этого наш отдел бережливого производства постоянно собирает предложения от сотрудников. Этот процесс возможен также благодаря инструментам, о которых мы поговорим ниже.