Основные направления машиностроения. Этапы развития технологии машиностроения как науки

Современное машиностроение транспортный комплекс в МЭВ 90-е годы инвестиционный процесс в машиностроительном комплексе развитых стран характеризовался дальнейшим усилением притока капитальных вложений в наукоемкие отрасли, увеличением доли расходов на средства комплексной автоматизации производственных процессов, резким сокращением инвестиций на расширение традиционных отраслей.

Интенсификация процесса технического перевооружения машиностроения индустриально развитых стран, существенное повышение уровня его автоматизации, широкомасштабное распространение новейших форм организации и управления производством, интенсификация использования техники и технологии получат свое развитие и в первое десятилетие XXI в.

Автоматизация в той или иной мере будет охватывать все существующие типы производства в машиностроении, независимо от уровня их серийности. Со второй половины 90-х годов началось ускоренное развитие автоматизированной сборки, что означает новый этап в создании компьютеризированных интегрированных производств.

Численность станочного парка в отраслях машиностроения индустриально развитых стран будет иметь долговременную тенденцию к сокращению при одновременном увеличении его производственной мощности и технико-экономической эффективности. около 40-50% общей суммы ежегодных валовых капиталовложений в обрабатывающую промышленность (44% в 1985 г.). Доля инвестиций в активную часть основного капитала будет, очевидно, на протяжении всего прогнозного периода оставаться неизменно высокой (в среднем около 80%). В то же время преобладающая часть капиталовложений будет, как правило, направляться на замену и модернизацию оборудования, хотя не исключены периоды активного нового строительства, когда в расширение производственных мощностей будет вкладываться больше средств, чем на модернизацию. США занимают лидирующее положение в мире по масштабам производства продукции машиностроения. На долю США приходится около 45% производственных мощностей предприятий машиностроения в развитых странах, в то время как на долю ФРГ, Франции, Великобритании и Италии - 36%, Японии - 19%.

Фактором, несколько сдерживающим дальнейшее увеличение доли машиностроения в обрабатывающей промышленности всех рассматриваемых стран, является продолжающееся выделение из машиностроения в сферу услуг, производственную инфраструктуру таких функций, как программирование и обслуживание электронно-вычислительной техники и автоматизированного проектирования и управления; проектирование сложных производственных систем и локальных сетей связи; оказание услуг в инжиниринге, лизинге, подготовке кадров; консультационные услуги и т.п

Среди машиностроительных отраслей в центре современной государственной промышленной политики в рассматриваемых странах стоят авиаракетно-космическая промышленность (АРКП), микроэлектроника и автомобилестроение. Именно эти отрасли играют и, по всей видимости, сохранят в рассматриваемой перспективе ключевую роль в развитии не только машиностроения, но и всей экономики ведущих стран Запада как важнейшие "поставщики" базисных технологий (микроэлектроника и АРКП) и центр сосредоточения широчайших кооперационных связей в экономике стран в целом (автомобилестроение).

Государственное регулирование указанных отраслей осуществляется по двум основным направлениям - по линии стимулирования инновационного процесса и путем реализации различных мер, включая протекционистские, с целью облегчения национальным фирмам условий конкуренции на внутреннем и внешних рынках.

Последние данные западных исследований показывают, что военно-технический прогресс в этой сфере все больше расходится с гражданским, и эффект "spin-off" оказывает весьма ограниченное влияние на научный потенциал и конкурентоспособность гражданского самолетостроения США. Доминирование этой страны на мировом рынке гражданской авиатехники обусловлено не государственной поддержкой,а многолетним опытом, полным использованием эффекта масштаба производства и обусловленной этим экономией на издержках.

Контрастом к опыту США выглядит государственная политика в области гражданского авиастроения в Западной Европе и Японии. В этих странах данная отрасль активно поддерживается государством, что обеспечило западноевропейским странам возможность потеснить США на мировом рынке авиатехники, а Японии - необходимые условия для будущего выхода на этот рынок.

В Японии эта поддержка осуществляется в рамках политики "мелких шагов" и стимулирования интенсивного кооперирования с США. Уже в 50-х годах японские фирмы выступали в качестве субпоставщиков фирмы "Боинг", которая была заинтересована в создании в Японии мощностей по обслуживанию и ремонту своих самолетов. Министерство промышленности и внешней торговли поддерживало отечественные фирмы двояко: путем исключения возможности конкуренции между ними и стимулированием кооперирования. В 1986 г. в стране был принят специальный "Акт содействия развитию авиации", предусматривающий предоставление фирмам льготных кредитов через вновь созданный фонд. Эти кредиты использовались для разработки и производства реактивных пассажирских самолетов средней грузоподъемности и возвращались лишь после успешного завершения проекта.

Государственное регулирование микроэлсктронной отрасли осуществляется в развитых странах в основном в рамках федеральных инновационных программ.

В последнее время странами ЕС принят целый ряд крупных программ, призванных ускорить разработку и распространение в производстве новейших видов микроэлектронной техники и технологии с целью преодоления отставания в этой сфере от Японии и США.

В то же время в последние годы в рассматриваемых странах отмечается процесс коренного пересмотра концепции государственного стимулирования машиностроительных отраслей, включая и переосмысление роли крупных государственных инновационных программ, осуществляемых с целью достижения национальных (региональных) преимуществ в тех или иных приоритетных технологиях. В условиях прогрессирующей интернационализации производства в машиностроении Запада идет активный процесс слияния и поглощения фирм, который облегчает межгосударственную диффузию результатов работ по программе и резко снижает эффективность государственного вмешательства в данную сферу.

В качестве альтернативы узконациональному подходу к государственной политике в области машиностроения практически повсеместно рассматривается расширение поддержки интенсивного кооперирования между фирмами, как оно уже сегодня практикуется, например, в микроэлектронике между США и Японией или между Японией и ФРГ в области разработки динамического ЗУ с произвольной выборкой емкостью 64 Мбайт.

Если в микроэлектронике и АРКП государственное регулирование осуществляется практически во всех странах двояко - как путем внешнеторговой защиты, так и принятием мер по непосредственному стимулированию национальных фирм (в АРКП США - за счет государственных заказов на вооружения), поддержка автомобилестроению во всех странах главным образом оказывается через внешнеэкономический инструментарий. Само становление автопромышленности Японии было во многом обеспечено поддержкой правительства, вплоть до 1988 г. практически полным закрытием внутреннего рынка страны от американских и западноевропейских конкурентов, включая запрет иностранных инвестиций в эту ключевую отрасль экономики.

Развитие машиностроительного комплекса органически связано с интенсификацией научно-исследовательской деятельности. Активизация НИОКР обусловлена сокращением жизненного цикла товаров, обострением конкуренции, усложнением научных проектов, приобретающих в массе своей междисциплинарный характер. В настоящее время США тратят на НИОКР в машиностроении больше, чем Япония, ФРГ и Великобритания вместе взятые. По абсолютной величине годовые расходы на НИОКР в США в целом по машиностроительному комплексу сопоставимы с суммарными капиталовложениями в основной капитал машиностроения, а в отдельных отраслях даже превышают их. Наиболее быстрыми темпами растет объем научных исследований и разработок в новых, наукоемких отраслях машиностроения, таких, как АРКП, электронная промышленность, производство ЭВМ, приборостроение. Общая величина годовых затрат на НИОКР в этих секторах машиностроения в 1994 г. достигла в США около 50 млрд. долл., что составило свыше 70% всех затрат на НИОКР машиностроительного комплекса по сравнению с 63% в 1970 г. Быстро наращивает свой научно-технический потенциал Япония. Если в середине 70-х годов он оценивался в 30% к американскому уровню, то в середине 90-х достиг уже 41%.

В группе традиционных отраслей в Японии (общее, транспортное машиностроение) главными направлениями качественного совершенствования продукции в прогнозном периоде, видимо, будут повышение надежности, безопасности, экологической чистоты, энергетической экономичности, производительности машин и оборудования, использование автоматизированных систем управления работой основных агрегатов на базе микропроцессорной техники.

В странах ЕС суммарная доля электротехнической промышленности (включая производство ЭВМ и радиоэлектронику), приборостроения и АРКП в общем объеме продукции машиностроения, по имеющимся оценкам, в среднем увеличится с 40% в 1990 г. до примерно 50-55% в 2015 г., в том числе собственно производство ЭВМ - с 7 до 15% в том же году.

В Японии объем производства промышленных роботов возрастет, по нашим расчетам, за 1991-2015 гг. примерно в десять раз, а станков с ЧПУ - в четыре раза, что потребует более высоких по сравнению с общим машиностроением темпов наращивания мощностей соответствующих производств. Опережающее развитие получит и электротехническая промышленность.

4. Транспортный комплекс: основные направления развития на перспективу

Финансирование транспортного комплекса в промышленно развитых странах традиционно является одной из приоритетных функций государства, ибо транспорт, наряду с энергетикой и связью, является всеобщей важнейшей базой нормальной деятельности производства и социальной среды в государстве. Как показывает мировой опыт, государство не может снять с себя ответственность за развитие транспорта общего пользования и отказаться от элементов регулирования важнейших направлений его хозяйственной деятельности. В сфере капиталовложений оно или прямо участвует в инвестиционном процессе, или берет на себя функции регулирования деятельности частного капитала по привлечению средств на транспорт.Важное значение с точки зрения влияния на инвестиционный процесс на транспорте оказывает научно-технический прогресс. Под воздействием НТП существенно изменилась роль основных фондов транспортного комплекса, которые в количественном отношении достигли необходимого уровня развития и адекватно удовлетворяют потребности населения и экономики промышленно развитых стран в перевозках. В связи с этим инвестиции в основном направляются на обеспечение не экстенсивного, а интенсивного развития транспорта: повышение доли технически усовершенствованных путей сообщения и транспортных средств, более широкое распространение прогрессивных технологий, обеспечивающих рост производительности труда работников данной сферы и качества обслуживания.

Такие изменения в инвестировании сопровождались сокращением общих объемов капитальных вложений на транспорте США, ФРГ и Японии. В то же время на отдельных видах транспорта, наиболее приспособленных к структурной перестройке хозяйства, наблюдалась некоторая активизация инвестиционной деятельности.

Городской транспорт субсидируется в основном государством, региональными и местными органами власти. Однако их участие в этом различно. В одних странах государственные инвестиции обеспечивают всю сумму единовременных и текущих затрат (Бельгия, Голландия), в других они практически не используются (Канада, Дания, Великобритания).

В долгосрочной перспективе в странах с рыночной экономикой ожидается дальнейшее развитие научно-технического прогресса на транспорте. Структура сети путей сообщения претерпит существенные изменения. Протяженность малодеятельных и нерентабельных железнодорожных линий и участков будет сокращаться. В то же время предполагается сооружение ряда новых, в основном скоростных, линий. Ожидается развертывание работ по электрификации железных дорог. Длина автомобильных дорог с твердым покрытием увеличится. Основное внимание будет уделено совершенствованию существующей сети. Увеличится количество аэропортов (в основном грузовых) и протяженность внутренних авиалиний. В США возрастет протяженность трубопроводов, в первую очередь - газо- и нефтепроводов. Как в США, так и в западноевропейских странах на внутреннем водном транспорте предстоят гидротехнические работы, реконструкция портов. На морском транспорте предусматривается модернизация портов.

Существенные изменения произойдут в парке транспортных средств. Их численность несколько возрастет, и заметно увеличится доля прогрессивных видов тяги. Повысятся доля специализированного подвижного состава, его грузоподъемность и удельная мощность.

В области взаимодействия различных видов транспорта будут совершенствоваться существующие и создаваться новые средства для бссперегрузочных сообщений "от двери до двери", охватываться контейнеризацией перевозок не только генеральные, но и значительная часть массовых грузов, объединяться автоматизированные информационные системы разных видов транспорта, сооружаться объединенные системы разных видов транспорта, объединенные вокзалы и перегрузочные терминалы улучшенной планировки и др.

Научно-технический прогресс на транспорте позволит существенно улучшить его экономические показатели, повысить качество обслуживания клиентуры и безопасность движения. На транспорте намечается широкое использование маркетинга, изучение спроса, введение учета потребностей, применение моделирования и т.д. Ожидается освоение на всей сети путей сообщения компьютерной системы Райлинка (соединяющей между собой в настоящее время железные дороги, клиентов и банки) или другой аналогичной ей системы, что позволит включить транспорт в сеть коммерческих обменов.

В странах Европейского союза предстоит большая работа по совершенствованию стандартов на транспорте, особенно железнодорожном. От исследований в области создания электровозов, работающих на нескольких системах тока, по-видимому, перейдут к работам по совместимости аппаратуры, устанавливаемой на локомотивах, полевой аппаратуры и системы спутниковой связи. Предстоит также продолжить работу по обеспечению совместимости информационных систем, чтобы связать между собой национальные компьютерные сети.

Эффективное развитие всех отраслей экономики страны в решающей мере зависит от машиностроения. Именно в машиностроении в первую очередь материализируются передовые научно-технические идеи, создаются новые машины, определяющие прогресс в других отраслях экономики.

Для современного машиностроения характерно повышение требований к техническому уровню, качеству и надежности изделий, сокращение сроков морального старения средств техники. Это приводит к необходимости постоянного сокращения сроков проектирования при одновременном совершенствовании конструкций новых машин и технологии их изготовления, внедрения новых материалов, более точных методов расчета.

Показателем высокого уровня машиностроения является гибкое автоматизированное производство (ГАП) - производство изделий, основанное на комплексной автоматизации собственно технологического процесса и таких операций производственного процесса, как контроль качества, диагностика технологического оборудования, складирование и транспортировка, а также процедур и операций проектирования и технологической подготовки производства. В связи с этим технологический процесс реализуется в ГАП с помощью роботизированного технологического оборудования - гибких производственных модулей (робот-станок, робот-пресс, робот - сварочный центр). Управление модулями осуществляется с помощью сменяемых программ, при этом широко используются микропроцессоры (устройства для автоматической обработки информации и управления этим процессом). Проектирование объектов в ГАП выполняют с помощью систем автоматизированного проектирования (САПР, см. ниже) и автоматизированных систем технологической подготовки производства.

Характерным является применение материало-, трудо- и энергосберегающей технологий, станков с программным управлением, гибких производственных систем, в которых технологическое оборудование и системы его обеспечения функционируют в автоматическом режиме и обладают свойством автоматизированной переналадки в пределах установленного класса изделий и диапазонов их характеристик.

Применение промышленных роботов позволяет повысить производительность оборудования, улучшить условия и безопасность труда рабочих, уменьшить влияние субъективного фактора и повысить качество за счет оптимизации и автоматизации технологических процессов.

Дальнейшее повышение технико-экономического уровня и качества машиностроительной продукции связано с тем, насколько успешно будут решены следующие задачи:

1) расширение областей применения автоматизированного проектирования;

2) повышение надежности и ресурса машин;

3) уменьшение материалоемкости конструкций;

4) уменьшение энергозатрат, повышение КПД механизмов.

В основе решения многих из этих задач лежит совершенствование расчетов и оптимизация конструкции, которые, в свою очередь, могут быть решены с применением современной вычислительной техники.

Сложившийся тип производственных структур машиностроительных предприятий характеризует ряд признаков:

Отсутствие ярко выраженной технологической специализации машиностроительных производств;

Распыленность технологических ресурсов;

Во многих случаях избыточность или недостаточность мощностей производственных систем;

Отсутствие гибкости производственных систем при переходе предприятия к выпуску новой продукции.

Предметная специализация по предприятиям лежала в основе отрасли. Переход на выпуск принципиально новой продукции в этих условиях требует коренной перестройки с привлечением дополнительных инвестиций, получение которых затруднено.

На смену постоянным организационным структурам промышленных предприятий предметной специализации должна прийти переменная структура на основе так называемой перманентно-изменяющейся матрицы. Промышленное производство представляется как система предприятий корпоративного типа, состоящего из головного предприятия, определяющего вид выпускаемой продукции, и набора технологически специализированных предприятий. Состав и количество таких предприятий определяются видом изготовляемых изделий. Такая структура легко изменяется в зависимости от запросов рынка. Ее формирование тесно связано с особенностями современного машиностроительного производства:

Формируется сфера информационных технологий инжиниринга, рынка предоставления информационных услуг, которые превращаются в самостоятельную отрасль, имеющую приоритетное значение для развития машиностроения;

Наука становится самостоятельным элементом производительных сил общества. Растет объем производства наукоемких изделий. Их разработки базируются на опережающих фундаментальных исследованиях, а не на ранее доминирующем эмпирическом подходе к созданию новых изделий;

В качестве важнейшего фактора развития предприятий выступает конкуренция при регулирующей роли государства;

Происходит реструктуризация предприятий на основе рыночных законов экономики. Структура предприятия обеспечивает выполнение полного жизненного цикла изделий. Корпоративные стремления находят развитие в виде создания виртуальных предприятий;

Индивидуализация заказов, частая смена моделей изделий приводят к повышению трудоемкости технологической подготовки производства и относительному уменьшению трудоемкости самого производства;

Основными показателями эффективности деятельности предприятий становятся: время и надежность сроков выполнения заказов, качество и себестоимость изделий;

Возрастает роль информационных технологий инжиниринга, существенным образом влияющих на все основные показатели экономики предприятия;

Развитие кооперации между предприятиями, расширение рынков сбыта изделий приводят к необходимости создания для производства единой информационной базы.

Таким образом, современный этап развития машиностроения характеризуется необходимостью обеспечения конкурентоспособности производимой продукции, что означает оперативное реагирование производства на изменение потребительского спроса, снижение себестоимости ее выпуска при существенном сокращении сроков выпуска и обеспечение качества.

1) расширение областей применения автоматизированного проектирования;

2) повышение надежности и ресурса машин;

3) уменьшение материалоемкости конструкций;

4) уменьшение энергозатрат, повышение КПД механизмов.

Требования к машинам и деталям

В соответствии с современными тенденциями к большинству проектируемых машин предъявляют следующие общие требования:

высокая производительность;

необходимые точность, надежность и долговечность;

экономичность изготовления и эксплуатации;

удобство и безопасность обслуживания;

транспортабельность;

современный дизайн.

При расчетах, конструировании и изготовлении машин должны строго соблюдаться стандарты: государственные (ГОСТы), отраслевые (ОСТы), предприятий (СТП). Стандартизация в области деталей машин охватывает материалы, геометрические параметры (предпочтительные ряды размеров, форма и размеры резьб, шлицевых, шпоночных соединений, исходные контуры зацепления и др.), нормы точности, последовательность создания и характер конструкторской документации, правила оформления чертежей и т. д.

Стандарты в максимально возможной степени основываются на стандартах Международной организации по стандартизации (ISO).

Применение в машине стандартных деталей и узлов уменьшает количество типоразмеров, обеспечивает взаимозаменяемость, позволяет быстро и дешево изготовлять новые машины, а в период эксплуатации облегчает ремонт. Изготовляют стандартные детали и узлы машин на специализированных заводах или в специализированных цехах, что повышает их качество и снижает стоимость.

Стандартизация изделий, узлов и деталей предполагает их унификацию. Унификация - приведение изделий одинакового функционального назначения к единообразию, включающее обеспечение преемственности при изготовлении и эксплуатации. Показателем уровня стандартизации и унификации является коэффициент применяемости по типоразмерам деталей, определяемый как отношение разности общего числа типоразмеров деталей и числа типоразмеров впервые разработанных деталей к общему числу типоразмеров деталей в изделии.

Одним из главных требований, предъявляемых к машинам и их деталям, является технологичность конструкции, которая существенно влияет на стоимость машины.

Технологичной называют такую конструкцию, которая характерна наименьшими затратами при производстве, эксплуатации и ремонте.

Технологичность конструкции характеризуется:

1) применением в машине деталей с минимальной механической обработкой. С этой целью широко используют штамповку, точное литье, фасонный прокат, сварку;

2) унификацией деталей, т. е. применением одинаковых деталей в различных узлах машины;

3) максимальным применением стандартных конструктивных элементов деталей (резьб, канавок, пазов, фасок и др.), а также стандартных допусков и посадок;

4) применением деталей и узлов ранее освоенных в производстве;

5) учетом количества выпускаемых изделий (серийности), условий изготовления и технологической целесообразности;

6) снижением трудоемкости сборочных операций, удобной компоновкой с легко доступными местами крепления, возможностью применения сборочных автоматов, роботов;

7) возможностью «сращивания» систем автоматизированного проектирования и производства.

Показателями технологичности конструкции являются: трудоемкость, материалоемкость, энергоемкость в изготовлении, обслуживании, эксплуатации и ремонте.

Показатели стандартизации и технологичности характеризуют качество изделия.

Надежность машин

Надежность - свойство изделия сохранять во времени способность к выполнению требуемых функций в заданных режимах применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

Надежность характеризуется работоспособностью и отказом.

Работоспособность - состояние изделия, при котором оно способно нормально выполнять заданные функции.

Отказ - событие, заключающееся в полной или частичной утрате работоспособности.

Показателями качества изделия по надежности являются безотказность, долговечность и ремонтопригодность.

Безотказность - свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение заданного времени.

Долговечность - свойство изделия длительно сохранять работоспособность при соблюдении норм эксплуатации до наступления предельного состояния. Под предельным понимают такое состояние изделия, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна.

Ремонтопригодность - свойство изделия, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособности путем технического обслуживания и ремонта.

Ресурс - суммарная наработка изделия от начала эксплуатации до перехода в предельное состояние. Ресурс выражают в единицах времени работы (в часах) или длины пути (в километрах).

Срок службы - календарная продолжительность эксплуатации изделия от начала до перехода в предельное состояние. Выражается обычно в годах. Срок службы включает наработку изделия и время простоев.

Основными показателями надежности являются:

по безотказности - вероятность безотказной работы и интенсивность отказов;

по долговечности - средний и гамма-процентный ресурс;

по ремонтопригодности - вероятность восстановления.

Под вероятностью безотказной работы P(t) понимают вероятность того, что в заданном интервале времени или в пределах заданной наработки не возникает отказ изделия.

Если за время t наработки из числа N одинаковых изделий были изъяты из-за отказов п изделий, то вероятность безотказной работы изделия

P(t) = (N- n)/N= 1 - n/N.

Пример 1.1. Если по результатам испытания в одинаковых условиях партии изделий, состоящих из N= 1000 шт., после наработки 5000 ч вышли из строя w=100 изделий, то вероятность безотказной работы этих изделий

P(5000) = 1 - n/N= 1 - 100/1000 = 0,9.

Вероятность безотказной работы сложного изделия равна произведению вероятностей безотказной работы отдельных его элементов:

p(t) = p ] (t)P 2 (t) ... P n (t)

Если P l (t) = P 2 (t) = ... = P n (t), то P(t) = P n (t). Отсюда следует, что чем больше элементов имеет изделие, тем ниже его надежность.

Интенсивность отказов λ (t). В разные периоды эксплуатации или испытаний изделий число отказов в единицу времени различно. Интенсивность отказов - отношение числа п отказавших в единицу времени t изделий к числу изделий (N-n), исправно работающих в данный отрезок времени при условии, что отказавшие изделия не восстанавливают и не заменяют новыми:

λ(t)=n/[(N-n)t].

Средние значения интенсивностей отказов составляют: для подшипников качения - X(t) = 1,5 10 -6 1/ч; для ременных передач -

X(t) = 15 10 -6 1/ч.

Вероятность безотказной работы можно оценить по интенсивности отказов

p(f)~l- λ(t)-t.

Для деталей машин в качестве показателя долговечности используют или средний ресурс (математическое ожидание ресурса, выраженное в часах работы, километрах пробега, миллионах оборотов), или гамма-процентный ресурс (суммарная наработка, в течение которой изделие не достигает предельного состояния с вероятностью у, выраженной в процентах). Для изделий серийного и массового производства наиболее часто используют гамма-процентный ресурс: для подшипников качения, например, 90%-ный ресурс.

Под вероятностью восстановления понимают вероятность того, что время восстановления работоспособного состояния изделия не превысит заданное значение.

Основы надежности закладывает конструктор при проектировании изделия (в частности, точностью составления расчетной схемы). Определение показателей надежности выполняют методами теории вероятностей, их используют при выборе оптимальных вариантов конструкции. Надежность зависит также от качества изготовления (неточности влияют на распределение нагрузок в зоне силового взаимодействия) и от соблюдения норм эксплуатации.

В технике имеются высоконадежные устройства, например, в железнодорожном транспорте, авиации, космонавтике и др.

Одной из главных задач машиностроения является коренная реконструкция и опережающий рост таких отраслей, как станкостроение, приборостроение, электротехническая и электронная промышленность, производство вычислительной техники, что позволит России набрать темпы для приближения к мировому уровню экономики.

Отечественному машиностроению присущ целый ряд проблем , которые можно сгруппировать в зависимости от их характера.

1. Проблемы, связанные с развитием машиностроительного комплекса:

низкие темпы роста ведущих отраслей, а в некоторых случаях и спад производства;
нарушение технологических связей;
простои многих предприятий;
низкие темпы обновления оборудования и выпускаемой продукции (например, 60% металлообрабатывающих станков имеет возраст более 10 лет).

2. Необходимость структурной перестройки:

основная часть продукции российского машиностроения имела оборонное значение в течение длительного времени, в связи с чем возникла необходимость обоснованного перепрофилирования отраслей;
необходимость сокращения диспропорций в темпах роста отдельных отраслей;
необходимость опережающего роста таких отраслей, как станкостроение, приборостроение, электротехническая и электронная промышленность.

3. Проблемы повышения качества производимых машин:

несоответствие подавляющей части отечественного оборудования и машин мировым стандартам;
низкая надежность производимых машин (из-за плохого качества комплектующих деталей в первый же год эксплуатации из строя выходит от 20 до 30% изделий машиностроения).

Среди основных направлений развития машиностроительного комплекса в условиях перехода к рыночными отношениям можно выделить:

приоритетное развитие наукоемких отраслей, машиностроительного оборудования, автомобилестроения;
демонополизация (на сегодняшний день доля монопольного производства в России составляет 80%);
наращивание на территории России многих машиностроительных производств (точных станков, нефтяного оборудования, микроавтобусов);
налаживание новых технологических связей со странами ближнего и дальнего зарубежья;
оживление инвестиционной активности, государственная поддержка предприятий, ориентированная на производство продукции высоких технологий.

Факторы развития машиностроения

Для обеспечения своего лидерства машиностроению необходимы определенные условия. Одно из них можно изобразить соотношением: «1:2:4». Оно означает, что если темпы развития хозяйства страны принять за единицу, то машиностроение должно развиваться в 2 раза быстрее, а важнейшие его отрасли (электроника, приборостроение и другие) — в 4 раза быстрее. В России это соотношение было примерно таково — «1:0,98:1».

Машиностроительная промышленность отличается широким развитием межотраслевых и внутриотраслевых связей, основанных в значительной мере на производственном кооперировании.

На долю машиностроения приходится более 1/3 объемов производства товарной продукции промышленности России, около 2/5 — мышленно-производственного персонала и почти 1/4 основных промышленных производственных фондов.

Ассортимент выпускаемой продукции российского машиностроения отличается большим разнообразием, что обусловливает глубокую дифференциацию его отраслей и существенно влияет на размещение производства отдельных видов продукции.

В России машиностроение принадлежит к числу наиболее распространенных в территориальном отношении отраслей промышленности. Однако в одних районах оно имеет профилирующее значение, а в других его функции ограничены главным образом удовлетворением внутренних потребностей.

По характеру технологического процесса многие отрасли машиностроения тяготеют к районам высокой технической культуры. В то же время эти районы обычно являются довольно емкими потребителями готовой продукции.

Совпадение источников сырья с местами потребления готовой продукции представляет собой оптимальный вариант размещения машиностроительных предприятий. В этом случае значительно сокращаются транспортные расходы по перевозке металла, машин и оборудования, возникают условия для установления связей между машиностроением и черной металлургией. Машиностроительные заводы освобождаются от некоторых операций, в большей мере свойственных металлургии, а металлургические заводы получают возможность использовать отходы машиностроения и специализироваться в соответствии с его потребностями.

При территориальной разобщенности сырьевых баз и основных потребителей машин и оборудования районы потребления имеют преимущества. Дело в том, что в машиностроении расход сырья на 1 т готовой продукции составляет в среднем 1,3- 1,5 т, между тем как затраты на транспортировку любой машины намного выше, чем затраты на транспортировку металла, который был использован для ее производства. Поэтому даже металлоемкие производства, дающие малотранспортабельную продукцию, часто тяготеют к районам потребления.

Анализ проведенных научных исследований по проблемам размещения отдельных отраслей машиностроения показан, что в решении вопросов их территориальной организации еще нет единства ни в постановке проблемы, ни в методах расчета и оценки эффективности, что усложняет поиск рационального варианта размещения машиностроения в целом.

Экономическая наука располагает многими приемами расчета сравнительной эффективности вариантов размещения. Основными из них являются:

расчет по предприятию-аналогу (размещаемое предприятие берется в качестве аналога для всех экономических районов; по этому методу проводят расчеты затрат, связанных с размещением предприятия-аналога для каждого экономического района);
расчет по условному представителю (в качестве условного представителя выбирают тип изделия, производство которого преобладает в отрасли);
расчет по фактическим технико-экономическим показателям производства (при данном методе расчеты ведутся по конкретным производствам, а при оценке эффективности их размещения получают более достоверные результаты);
определение на основе оптимизационных расчетов (этот метод с применением математического моделирования позволяет одновременно решать многие проблемы территориальной организации производства).

Среди факторов, влияющих на размещение машиностроения, значительная роль принадлежит специализации и кооперированию производства.

Специализация дает большие возможности для использования высокоэффективного производственного оборудования, а также средств автоматизации производственных процессов. Специализация может быть следующих типов:

детальная или подетальная, которая подразумевает выпуск отдельных частей или деталей готового продукта;
предметная, т.е. отвечающая за выпуск определенных конечных видов продукции;
технологическая — производство полуфабрикатов (литье, различные виды заготовок) или осуществление отдельной операции и технологического процесса.

Специализация тесно связана с кооперированием , которое предполагает участие в процессе производства готового продукта нескольких предприятий.

Машиностроение отличается от других отраслей промышленности рядом особенностей, которые влияют на его географию.

Наукоемкость. Производство наиболее прогрессивной и сложной техники концентрируется в районах и центрах, обладающих высокоразвитой научной базой: крупными НИИ, конструкторскими бюро, опытными заводами в Москве, Санкт-Петербурге и Новосибирске. Ориентация на научный потенциал — ведущий фактор размещения машиностроительных предприятий.

Трудоемкость — это большие затраты и высокая квалификация используемого труда. Производство машин требует очень больших затрат рабочего времени. Поэтому многие отрасли машиностроения тяготеют к районам с высокой концентрацией населения. Для разработки новых образцов техники необходимы не просто людские ресурсы, а высококвалифицированные рабочие и инженерно-технические кадры. Высокая трудоемкость присуща станкостроению (Москва), авиационной промышленности (Казань, Самара), производству приборов и электронной техники (Ульяновск, Новосибирск).

Металлоемкость. Машиностроительный комплекс потребляет значительную часть черных и цветных металлов. В этой связи машиностроительные заводы, выпускающие металлоемкую продукцию (металлургическое, энергетическое, горно-шахтное оборудование), ориентируются на металлургические базы. Крупные заводы тяжелого машиностроения расположены на Урале (Екатеринбург).

Многие отрасли машиностроения развиваются в районах с благоприятным для организации кооперирования экономико-географическим положением. Например, автомобилестроение — в Центре и Поволжье. Поскольку перевозка машин обычно осуществляется на большие расстояния и в разных направлениях, машиностроительные заводы размешаются на крупных транспортных магистралях.

Некоторые машиностроительные предприятия ориентируются на потребителей их продукции, поскольку их продукцию сложно транспортировать из-за большого веса и крупных размеров. Выгоднее их производить прямо в районах потребления. Например, тракторы для перевозки леса производятся в Карелии (Петрозаводск), комбайны для уборки зерновых — на Северном Кавказе (Ростов-на-Дону, Таганрог).

В зависимости от особенностей взаимодействия таких факторов, как материалоемкость, трудоемкость и энергоемкость, выделяют тяжелое машиностроение, общее машиностроение и среднее машиностроение.