История машиностроения

Введение

Машиностроение-это  совокупность отраслей промышленности,производящих разнообразные машины.Это главный комплекс обрабатывающей промышленности мира,но него приходится около 35% стоимости мировой промышленной продукции и 34-36% занятых в промышленном производстве.В развитых странах машиностроение составляет 32-38% стоимости промышленного производства,в странах с переходной экономикой 20-25%,в новых индустриальных странах 15-25%.Машиностроение играет огромную роль в хозяйстве:его основная задача обеспечение орудиями труда все отрасли производства.Машиностроение включает в себя:

Тяжёлое машиностроение

Является совокупностью  подотраслей:

Подъёмно-транспортное машиностроение (выпуск подъёмно-транспортных машин - грузоподъёмных кранов, лифтов, подъёмников (вышек), машин непрерывного транспорта (конвейеры и пр.))

Железнодорожное машиностроение

Судостроение

Авиационная промышленность

Ракетно-космическая  отрасль

Энергомашиностроение

Производство  технологического оборудования по отраслям

Строительное и  коммунальное машиностроение

Сельскохозяйственное  машиностроение

Нефтегазовое машиностроение

Химическое машиностроение

Лесопромышленное  машиностроение

Среднее машиностроение

В состав среднего машиностроения входят автомобилестроение, тракторостроение, станкостроение, инструментальная промышленность, производство технологического оборудования для легкой и пищевой  промышленности.

Автомобильная промышленность

Тракторостроение

Станкостроение

Робототехника

Инструментальная  промышленность

Оборудование легкой промышленности

Оборудование пищевой  промышленности

Промышленность бытовых  приборов и машин

В советское  время Министерством среднего машиностроения (Минсредмаш) называлось ведомство, главными объектами которого были разработка и производство ядерного оружия. Оно было организовано в 1953 году, и в его структуру входили собственные рудники, заводы, НИИ, транспорт, сеть связи, вузы и пр.

Точное  машиностроение

Ведущие отрасли  точного машиностроения — приборостроение, радиотехническое и электронное машиностроение, электротехническая промышленность. Продукция отраслей этой группы исключительно разнообразна — это оптические приборы, персональные компьютеры, радиоэлектронная аппаратура, авиационные приборы, волоконная оптика, лазеры и комплектующие элементы, часы.

Приборостроение

Радиотехническая  и электронная промышленность

Электротехническая  промышленность 

История  машиностроения

В 1791 г. придворный механик Екатерины II Иван Петрович Кулибин создал трехколесную « самокатку », которую приводил в движение слуга, находясь сзади «на запятках». Нажимая на педали, он толкал тяги, которые передавали усилие на храповой механизм, насаженный на ось маховика, и далее парой шестерен на продольный вал и через штифтовую передачу - на оси задних колес.  

Здесь мы видим детали и узлы современных  машин храповой механизм, выполняющий  роль муфты свободного хода; маховик, обеспечивающий равномерность движении; зубчатые колеса, являющиеся прообразом коробки передач. Рулевой привод состоял из двух рычагов, двух тяг  и обода, на котором располагалось  руление колесо. Поворотный круг направляющего  колеса и задние ведущие колеса опиратись на подшипники качения.    
 

В начале 19 века начали развиваться железные дороги, по поскольку их было небольшое количество, то стали получать распространение паровые повозки (более всего в Англии). Например, четыре «паровика» Голдсуорси Гэрнея в 1831 г. наездили 6 тысяч километров. Но из-за ряда препятствий и ограничений паровые дилижансы в Англии прекратили свое существование.  

Затем паровые автомобили возродились  во Франции с различного рода усовершенствованиями (вместо угольных топок использовались керосиновые горелки, котел заменен  змеевиком, применены пластичные шины, рулевая трапеция, дифференциал, цепная передача (или карданный привод) от паровой машины к колесам и  т.д.). Например, французский инженер  Л. Болле спроектировал в 80-х годах 19-го столетия паровую коляску массой 3,5 т, с расходом угля 1,5 кг и 7 литров воды на 1 км, двигавшуюся со скоростью 38 км/ч. т.е. она могла уже состязаться с только что появившимся бензиновым автомобилем. Следует отметить, что повозки А, Болле значительно более похожи по компоновке на будущий автомобиль, чем перше бензиновые автомобили.  

Однако, несмотря на все усовершенствования, паровой автомобиль был сложен и  эксплуатации (затрудненный запуск, периодическое  заполнение котла водой, постоянный контроль давления пара и т.п.), недостаточно надежен для массового потребителя. Но. несмотря па все недостатки, он сыграл свою позитивную роль в развитии автомобильной техники. От паровых автомобилей до нашего времени дошло и слово «шофер» (которое переводится с французского - «кочегар»).   

Вместо  паровой установки неизбежно  должен был появиться другой более  компактный и мощный двигатель.

В 1860 г. французский механик Этьен Ленуар сделал газовый двигатель, напоминающий паровую машину. Газовая смесь (свесильный газ и воздух) воспламенялась в поршне от электрической свечи, ввернутой в крышку цилиндра, т.е. это уже был двигатель «внутреннего сгорания». Двигатель Ленуара - двухсторонний (рабочий процес происходит с обеих сторон поршня) и двухтактный- При первом ходе происходит впуск и расширение смеси в цилиндре, а мри втором ходе - выпуск отработавших газом. Впуском и выпуском управляет задвижка, а задвижкой - эксцентрик, смонтирован ими на валу двигателя. Газовый двигатель был значительно проще в обслуживании, но его КПД был очень низок (около 4%). 

Виды  специализации в  машиностроении

Машиностроение - одна из ведущих отраслей промышленности. Создавая наиболее активную часть основных производственных фондов - орудия труда, машиностроение существенно влияет на темпы и направления научно-технического прогресса в других отраслях хозяйства, рост производительности труда, другие показатели, определяющие эффективность  производства. Современное машиностроение развивается все более стремительными темпами и затрагивает уже практически все сферы экономической и производственной деятельности человека, глубоко укореняясь в повседневную жизнь. Более того, машиностроение является базовой отраслью обрабатывающей промышленности и, как следствие, способствует изучению и становлению других отраслей, подотраслей и производств.

Машиностроение  по праву можно считать двигателем прогресса, так как достижения именно этой отрасли, в частности электроники, во многом способствуют вступлению человечества в эпоху информационного общества, на пороге которого мы сейчас находимся.  

Основные  факторы, влияющие на размещение предприятий  машиностроения. Повышение эффективности  машиностроительного производства определяется не только внедрением в  производство новых типов машин  и оборудования, совершенствованием его отраслевой структуры, реконструкцией и техническим перевооружением. Большие возможности скрыты в  совершенствовании территориальной  организации области, лучшему расположении ее предприятий.  

На это  существенно влияет традиционный уровень  машиностроения и использования  производственных мощностей, а также  различные региональные факторы  и условия, потребность районов в продукции отрасли, обеспеченность топливом, электроэнергией, транспортом, наличие промышленных площадок и т.п. Кроме того, важным условием рационального размещения отрасли является наличие трудовых ресурсов, в частности квалифицированных кадров. 

Итак, по своим тенденциям в размещении предприятия  машиностроения можно разгруппировать  следующим образом: 

- Отрасли,  характеризующиеся высокой металлоемкостью,  малой процентностью выпускаемой небольшими сериями или одиночными экземплярами (подъемно-транспортное, металлургическое, энергетическое машиностроение). Предприятия таких отраслей целесообразно располагать в районах металлургических баз; 

- Отрасли,  характеризующиеся средним металлоемкостью,  невысокой транспортабельностью  готовой продукции за небольших  объемов ее выпуска (производство  оборудования для нефтяной и  химической промышленности, строительных, дорожных и сельскохозяйственных  машин); предприятия должны размещаться,  как правило, в районах потребления  продукции; 

- Отрасли,  выпускающие массовую продукцию(автомобиле строение,тракторостроение, дизелестроение, оборудования для легкой, пищевой и полиграфической промышленности); обычно размещаются в центрах машиностроительной промышленности с наличием квалифицированных кадров;  

- Области  точного машиностроения, которым  свойственны очень высокая трудоемкость, малая металлоемкость (радиотехническая  и электронная промышленность, приборостроение,  некоторые производства электротехнической  промышленности); размещаются в районах  высокой технической культуры, имеющие  высококвалифицированные кадры,  экспериментальные базы, научно-исследовательские  институты. 

Осложнения  машиностроительного производства определило разделение стран на производителей массовой и наукоемкой продукции. Это  сохранило высококвалифицированные  производства в странах с высоким  уровнем научно-технического прогресса, где есть большие затраты на научные  исследования при освоении новых  видов продукции. 

Надо  подчеркнуть немалую роль специализации  и кооперирования производства в  машиностроении. Специализация производства предполагает концентрацию выпуска  конструктивно и технологически подобных изделий, а также концентрацию отдельных операций в обособленных отраслях, на предприятиях. Она способствует росту производительности труда  за счет использования производительного  оборудования. 
 

Точное  машиностроение

Ведущие отрасли  точного машиностроения — приборостроение, радиотехническое и электронное  машиностроение, электротехническая промышленность. Продукция отраслей этой группы исключительно  разнообразна — это оптические приборы, персональные компьютеры, радиоэлектронная аппаратура, авиационные приборы, волоконная оптика, радиоэлектронная аппаратура, лазеры и комплектующие элементы, часы.

Например:

приборостроение, например ОАО "Завод "Старорусприбор"

радиотехническая и электронная промышленность

электротехническая  промышленность. 

Среднее машиностроение 

Среднее машиностроение включает группу машиностроительных предприятий, отличающихся узкой специализацией, широкими связями по кооперационным поставкам. Сюда относят автомобилестроение, самолетостроение, станкостроение (производство небольших и средних металлорежущих станков), производство технологического оборудования для пищевой, легкой и  полиграфической отраслей промышленности.

Одной из показательных  отраслей среднего машиностроения является автомобилестроение, где наиболее ярко выражена специализация и прослеживаются обширные связи по кооперации. Предприятия  автомобильной промышленности построены  во многих регионах России. Грузовые автомобили средней грузоподъемности (3-6 т) выпускает Московский (ЗИЛ) и Нижегородский (ГАЗ) заводы, автомобили малой грузоподъемности - Ульяновский (УАЗ) завод. Новый центр по производству большегрузных автомобилей создан в Татарстане (КамАЗ, г. Набережные Челны).

Высококлассные  легковые автомобили производят в Москве, среднего класса - в Нижнем Новгороде, малолитражные автомобили - в Москве, Тольятти, Ижевске, микролитражные автомобили в Серпухове. Создана широкая  сеть автобусных заводов (Ликино, Павлово, Курган). По лицензии фирмы "Мерседес-Бенц" начата сборка автобусов различных модификаций на заводе ГолАЗ (г. Голицино Московской области)

Автомобильная промышленность включает также производство моторов, электрооборудования, подшипников  и т.д.

Станкостроение  является базой научно-технического прогресса всего машиностроения. Среди факторов, влияющих на размещение предприятий станкостроения, главным  выступает обеспеченность отрасли  квалифицированными трудовыми ресурсами, инженерно техническим персоналом. Большое развитие станкостроение получило во многих районах. Наряду со старыми, сложившимися районами станкостроения Центра (Москва) и Северо-Запада (Санкт-Петербург), станкостроение получило развитие в Поволжском и Уральском районах. 
 

Тяжёлое машиностроение 

Тяжёлое машиностроене-совокупность подотраслей машиностроения, предприятия которых заняты производством металлургического, горнорудного, крупного кузнечно-прессового, дробильно-размольного, подъёмно-транспортного оборудования, а также крупных экскаваторов, роторных комплексов, тепловозов, железнодорожных вагонов, дизелей. В состав тяжёлогомашиностроения  входят металлургическое, горнорудное, угольное, подъёмно-транспортное машиностроение, вагоно-, тепловозо- и дизелестроение.Тяжёлое машиностроение. — основа тяжёлой промышленности  и строительства. Значительная часть заводов Тяжёлого машиностроения имеет в своём составе уникальные по размерам производственные цехи, располагает заготовительной базой для производства крупных отливок, поковок, металлоконструкций; механосборочные цехи для обработки деталей и сборки крупных машин оснащены уникальными станками и мостовыми кранами большой грузоподъёмности. Заводы тяжёлого машиностроения, как правило, комплексные, универсального типа, многие из них характеризуются индивидуальным и мелкосерийным типами производства.         

 В дореволюционной  России тяжёлое машиностроение  было развито слабо. Продукцию  тяжёлого машиностроения  выпускали  немногие машиностроительные заводы: Ижорский, Краматорский (ныне Старокраматорский), Сормовский, Коломенский, Харьковский, Путиловский (ныне Кировский), Брянский и некоторые др. В СССР тяжёлое машиностроение начало развиваться в восстановительный период. В годы первых пятилеток (1929—1940) быстрыми темпами развивалось производство металлургического, транспортного, угольного и горнорудного оборудования. К производству продукции тяжёлого машиностроения были привлечены многие машиностроительные заводы, построены новые и реконструированы старые заводы, что позволило в короткий срок освободиться от импорта из капиталистических стран многих видов оборудования

Факторы размещения

Размещение  машиностроительных предприятий осуществляется научно обосновано. При выборе мест размещения конкретных предприятий  учитываются различные факторы  и условия. Машиностроение относится  к отраслям так называемого «свободного  размещения», поскольку оно незначительно  зависит от таких факторов, как  природная среда, наличие полезных ископаемых, воды и т. д. Здесь следует  учитывать только наличие равнинных  мест (желательно не пригодных к  развитию сельского хозяйства) для  размещения самого предприятия и  строительства подъездных путей  к нему. 

Определяющую  роль при размещении конкретных машиностроительных предприятий играют сырьевой, потребительский  и трудо-ресурсного факторы.

В частности, сырьевой фактор является одним из ведущих, поскольку производство всех видов машиностроения тесно связано  с использованием металла. На 1 т  готовой продукции расходуется  до 1,5 т основных материалов и сырья. В общих затратах на производство машин сырье и основные материалы  составляют до 50%, а иногда и больше. Но далеко не все отрасли машиностроения ориентируются на сырье. Это объясняется  тем, что: 

1)источники сырья часто не совпадает с размещением машиностроительных предприятий; 

2)во многих случаях транспортировка сырья обходится дешевле, чем транспортировка готового металла. 

В целом  сырьевой фактор определяющее влияние  оказывает на размещение наиболее металлоемких отраслей, в частности производства грузовых вагонов и цистерн, тепловозов, тракторов, продукции тяжелого машиностроения.  

Существенное  влияние на размещение предприятий, производящих крупногабаритные, объемные, часто с большим весом машины, производит потребительский фактор. Это производство сельскохозяйственных машин, оборудования для легкой, пищевой, химической промышленности, а также  металлургического комплекса, нефте-, газодобывающей и угольной промышленности. Исключительно на потребителя ориентируются морское и речное судостроение, которое размещается в морских и речных портах.  

Большинство отраслей машиностроения отличается высокой  трудоемкостью, высоким уровнем  квалификации рабочих и инженерно-технических  работников. Сложность производства машин требует не только больших  трудовых затрат, но и размещение машиностроительных заводов вблизи или непосредственно  в центрах сосредоточения научно-исследовательских  и конструкторских баз. Таким  образом размещаются области точного наукоемкого машиностроения, в частности станко-и приборостроения, электронной, электротехнической и других подотраслей.  

Влияние названных факторов необходимо рассматривать  в их совокупности, потому что некоторые  отрасли машиностроения одновременно ориентируются и на сырье, и на потребителя, и на трудовые ресурсы. Это связано с тем, что производство современных машин требует не только наличия металла, но и высокой  квалификации работающих и наличия  платежеспособного потребителя. Развитая транспортная система региона. 
 

Сырьевые  ресурсы отрасли 

     Основным  конструкционным материалом в машиностроение является черный металл и, следовательно, главный сырьевой поставщик –  черная металлургия. В то же время, в  современном машиностроении черные металлы все в большей степени  заменяются цветными, прежде всего  – легкими (алюминий), а также  – композитами и пластмассой.

Однако в машиностроение, которое является наиболее сложной  отраслью, определяющей уровень развития НТП, все не так однозначно, как  в других отраслях промышленности. Здесь основную роль играют трудоемкие, наукоемкие, нематериалоемкие производства (за исключением ряда подотраслей тяжелого машиностроения, производства металлических изделий и конструкций, заготовок и др.). Поэтому, прежде всего, следует говорить об основном ресурсе – достаточно большом количестве высококвалифицированной рабочей силы. Большое значение имеют и потребители, которыми являются не только население, но и другие предприятия и даже отрасли.

Непосредственно к машиностроению относятся следующие  проблемы: уменьшения потребления металла  за счет повышения его качества и  снижения веса изделий, сокращения отходов  и потерь металла при его обработке  – за счет производства большей  доли проката.

Мировое машиностроение в  конце 80-х годов

В эпоху НТР  машиностроение возникло и стало  быстро развиваться в десятках новых  стран, поэтому ни одна другая отрасль  промышленности не может сравниться с ним по распространенности в  мире. И тем не менее различия между отдельными странами остаются еще очень большими, о чем свидетельствуют данные таблицы 1, показывающие «кто есть кто» в мировом (зарубежном) машиностроение.

Из первой колонки  таблицы вытекает, что лидируют в  мировом машиностроении три страны – США, Япония и ФРГ. Они же имеют  наиболее полную номенклатуру машиностроительного  производства, включающую все или  почти все его подотрасли. (Из стран СНГ в лидирующую группу входит Россия). Кроме этих стран в состав «первой десятки» входят также Франция, Великобритания, Италия и Испания, обладающие весьма широкой номенклатурой машиностроения, Китай, Канада и бесспорный лидер развивающегося мира в этой отрасли – Бразилия.

Производство  машиностроительной продукции в  мире в конце 80-х годов 

Примечание: Без  стран СНГ и Восточной Европы

В составе «второй  десятки» преобладают менее крупные  страны Западной Европы с характерной  для них гораздо более узкой  специализацией. В нее входит также  Австралия, а из развивающихся стран  – Индия, Мексика и Республика Корея, далее других продвинувшиеся по пути индустриализации. ( Из стран  Восточной Европы на этом уровне находятся  Польша и Чехословакия). Наконец  в «третьей десятке» экономически развитые страны и развивающиеся страны представлены поровну.

Данные второй колонки таблицы существенно  дополняют абсолютные показатели ее первой колонки. Хотя на их основе возможна своя группировка стран, ограничимся  лишь констатацией того, что в большинстве  развивающихся стран доля машиностроения в стоимости продукции всей обрабатывающей промышленности не превышает пока 20 %. Данные третьей колонки косвенно отражают степень втянутости машиностроения в международное географическое разделение труда. Наиболее высока она в Японии, США, ФРГ, Швеции, Канаде, а незначительна в Австралии, Новой Зеландии, Турции, ЮАР, Нигерии.

Ведущее место  среди них по масштабам производства (30% мирового) занимает регион Северной Америки, включающий США, Канаду, Мексику. Он особенно выделяется по крупным  ЭВМ, самолетам, ракетно-космической  технике, причем в США почти половина всей машиностроительной продукции  направляется на экспорт.

Регион зарубежной Европы по размерам производства примерно равен региону Северной Америке  и фактически делит с ним первое-второе места. В качестве бесспорного лидера здесь выступает ФРГ, затем следует  Франция, Великобритания, Италия, Испания, специализирующиеся прежде всего на массовых видах машиностроения, включая станкостроение, автомобилестроение и т. п. Доля машиностроительной продукции в экспорте наиболее велика в ФРГ. Но по экспорту машин и оборудования из расчета на душу населения первое место не только в регионе, но и в мире занимает Швейцария.

На третий регион, включающий страны Восточной и Юго-Восточной  Азии приходится более 1/5 мирового машиностроения. Лидирует в нем Япония, которая  по темпам роста этой отрасли опередила  и США и зарубежную Европу. Еще  в середине 50-х годов по стоимости  машиностроительной продукции Япония находилась на уровне Италии, но к середине 60-х годов достигла уровня ФРГ  и Великобритании, а в середине 70-х годов намного его превзошла. Как вытекает из таблицы, в наши дни  по общим размерам машиностроения в  экспорте Япония – самая высокая  в мире. Помимо Японии, в состав региона  правомерно включить и такие «страны  новой индустриализации» как  Республика Корея, Сингапур, а также  Китай.

Таков в общих  чертах региональный подход к теме. Но углубления заслуживает и характеристика некоторых отдельных отраслей машиностроения.

Это относится  к станкостроению, как ведущей  отрасли общего машиностроения. Данные таблицы 2 позволяют подсчитать, что  на пять ведущих стран производителей (Япония, ФРГ, СССР, США, Италия) по стоимости  приходилось 2/3 выпуска станков в  мире. Добавим, что они же обеспечивали почти 60% их экспорта и 45% импорта. Первое место по размерам экспорта занимала ФРГ, второе – Япония.

Это относится  к автомобилестроению и судостроению, как ведущим отраслям транспортного  машиностроения. Однако пути их развития в последнее время стали различаться  довольно сильно.

Автомобилестроение  за последние десятилетия превратилось в одну из крупнейших отраслей машиностроения, да и всей промышленности. Если перед второй мировой войной все страны производили примерно 4 млн. автомобилей в год, а в 1950 году 10 млн., то в 70-х годах их выпуск превысил 30 млн., в 80-х годах 40 млн., а в начале 90-х годов 45 млн. Из этого количества немногим более 70% приходится на легковые автомобили, а остальное – на грузовые и автобусы. В «первую десятку» стран по выпуску легковых автомобилей в 1993 году входили: Япония (9,7 млн.), США (5,7), ФРГ(4,4), Франция (2,6), Испания (1,8), Италия(1,5), Великобритания (1,2), Республика Корея (1,2), Россия (0,9), Канада (0,9). Добавим, что во «вторую десятку» входили Бразилия, Мексика, Бельгия, Австралия, Турция, Аргентина, Польша, Чехия, ЮАР, Украина. По расчетам производство легковых автомобилей в мире в 2000 году достигнет 40 млн.

Подводя итог, можно утверждать, что к началу 90-х годов в мире сложилось три главных региона автомобильной промышленности: Западная Европа (33%) и Япония (30%). Существенное различие между ними заключается в том, что в США автомобильная промышленность работает почти исключительно на внутренний рынок, тогда как в Западной Европе и особенно в Японии – на внешний.

Мировое станкостроение в конце 80-х годов

В судостроительной промышленности мира бум пришелся на 60-е и первую половину 70-х годов. Своего пика он достиг в 1975 году, когда  на воду были спущены суда суммарным  водоизмещением в 35 млн. бр.-рег. т. (Для сравнения: в 1950 г. – 3,5 млн., в 1960 г. – 8 млн.). Но затем эта отрасль вступила в полосу длительного спада и даже кризиса, вызванного прежде всего мировым энергетическим кризисом и резким сокращением морских перевозок нефти. У в 1980 году спуск на воду морских судов составил 13 млн. бр.-рег. т., т. е. всего за пять лет он сократился почти в три раза! К концу 80-х годов он уменьшился до 11 млн. бр.-рег. т. Производственные мощности мирового судостроения в наши дни используются лишь на 40%.

Одновременно  произошли кардинальные сдвиги и  в географии мирового судостроения. До второй мировой войны главным  ареалом развития этой отрасли была Западная Европа, в которой особенно выделялась Великобритания, державшая  мировое первенство в этой области  с начала XIX века. Перед второй мировой  войной она одна спускала на воду половину всего мирового тоннажа морских  судов. Крупным судостроением выделялись и другие страны Западной Европы. Во всяком случае в 1950 году в «первую десятку» судостроительных стран входили (без СССР): Великобритания, США, Япония, Швеция, Нидерланды, ФРГ, Дания, Италия, Норвегия, Канада. Достаточно сравнить этот перечень с данными таблицы 3, чтобы увидеть, что из старого состава ныне в «первой десятке» остались только Япония (с 1956 года она на первом месте), ФРГ и Дания. Великобритания оказалась во «второй десятке», а Италия, Норвегия и Швеция оказались оттесненными на 19, 20 и 21 места.Судостроение мира в конце 80-х годов