CC BY
13
УДК 667.6
Шарапова И.И., Меньшиков В.В., Болдырев В.С., Новикова А.А.
УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ИННОВАЦИЯМИ В ЛАКОКРАСОЧНОЙ ИНДУСТРИИ
Аспирант Шарапова И.И1., д.т.н., профессор Меньшиков В.В ^магистрант Новикова А.А. 1.
:ФГБОУ ВО «Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева», Россия, Москва, 125047, Миусская площадь, дом 9. E-mail: sii.96@mail.ru к.т.н., доцент Болдырев В.С2.
2ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана», Россия, Москва, 105005, ул. 2-я Бауманская, дом 5. E-mail: veniamin_bk@mail.ru
В статье рассмотрены основные принципы управления технологическими инновациями в сфере производства лакокрасочных материалов. Выделены наиболее характерные направления в «пейнт-технологий» в лакокрасочной индустрии. Приведен пример управления технологическими инновациями в лакокрасочных производствах.
Ключевые слова: пейнт-тенологии, лакокрасочные материалы, управления технологическими инновациями, рынок производства ЛКМ, химико-технологические системы (ХТС).
MANAGEMENT OF TECHNOLOGICAL INNOVATIONS IN THE PAINT INDUSTRY
Sharapova I.I1., Menshikov V.V1., Boldyrev V.S2., Novikova A.A1.
1D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russian, Moscow, Russian Federation 2N. Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russian Federation
The article considers the basic principles of management of technological innovations in the field ofpaint materials production. The most characteristic directions in "painte technologies" in the paint and varnish industry are highlighted. An example of control of technological innovations in paint and varnish production is given. Key words: paint-technology, paint material, technological innovation management, production market LKM, chemical-engineering system (XTS).
Введение
За последние несколько лет, рынок в сфере производства лакокрасочных материалов менялся в зависимости от спроса, это всё связанно с глобальными изменениями мирового рынка в следующих отраслях промышленности:
— транспортное машиностроение;
— железнодорожная отрасль;
— сельхозмашиностроение;
— электротехника;
— металлургия;
— авиационная промышленность;
— судостроение;
— нефтегазовая и химическая промышленность.
В России насчитывается от 40 % до 50 % машин и различных сооружений, эксплуатируемых в агрессивных средах, 30 % в слабоагрессивных средах и лишь 10 % металлических изделий не требуют антикоррозионной защиты. Основные потребители: заводы металлоконструкций, строительные организации, нефтегазодобывающие и
перерабатывающие предприятия, предприятия-подрядчики, занимающиеся обслуживанием объектов инфраструктуры - мостовые сооружения, вышки линий электропередач, вышки сотовой связи и многое другое. Доли крупнейших отраслей, потребляющих ЛКМ промышленного применения по отраслям, представлены на рисунке 1.
проч. отрасли 12?й
судостроение 0
Ъ%
ЭбИЭЦИОННЗЯ
ъ%
нефтегазовая Ъ%
электротехника Ъ%
желез нодорожнзя 5%
металлургия 7%
дерееооб обзывающая, в т,ч мебельная 27%
дорожная 12%
транспортное
машиностроение
25%
Рисунок - 1 Структура рынка ЛКМ в Российской Федерации, использующие в промышленных отраслях, в %.
Рынок индустриальных ЛКМ можно сегментировать в зависимости от вида материала и направления использования.
Существует два подхода к сегментированию рынка индустриальных ЛКМ:
— по отраслям промышленности;
— по видам материалов и направлению использования.
Оба подхода к сегментации имеют точки пересечения, поскольку некоторые отрасли промышленности связаны исключительно с производством соответствующих видов продукции.
К числу таких отраслей относятся судостроение, производство железнодорожного транспорта, транспортное машиностроение, поэтому основная задача предприятий создание гибкости в управление выбора лакокрасочных материалов для промышленного применения.
Экспериментальная часть
Проектирование химических производств носит системный характер и включает целый ряд социально-организационных и инженерно-технических стадий.
При разработке проекта процессами проектирования математическое моделирование, технологических процессов экономический анализ принимаемых проектных решений. Процесс разработки проекта включает систему проектных процедур, решающих типовые задачи, характеризующиеся определенными целями и результатами, исходными данными и ресурсами проекта. В основание проектирования промышленных предприятий является технология производства.[1]
Основные задачи проекта — это создание гибкого и экономически эффективного предприятия.
Экономическая эффективность предприятия характеризует сроки выполнения проекта.
Гибкость промышленного предприятия, показывает способность предприятия подстраивать
и управлении используется оптимизация и технико-
технологию, оборудование и структуру под изменение рынка сбыта или перестройки предприятия.
В начале 2000-х годов на совместном заседании Международной ассоциации
производителей и потребителей лакокрасочных материалов и пигментов (МАПП), Российского химического общества им. Д.И. Менделеева и представителей Миннауки была принята концепция наукоемких «пейнт-технологий», обобщающая наукоемкие технологии в производстве и применении лакокрасочных материалов (ЛКМ) и характеризующая научно-технический прогресс в области окраски поверхностей и создания защитно-декоративных покрытий. [1,2]
Выделены наиболее
направления «пейнт-технологий»: - экологически безопасные
характерные
ЛКМ (водные,
остатком,
сухим
антикоррозионной и нефтепроводов,
порошковые, с высоким радиационного отверждения);
- современные технологии защиты металлоизделий, газохранилищ;
- гибкие блочно-модульные малоотходные схемы производства ЛКМ;
- эффективные безотходные системы нанесения ЛКМ;
- ЛКМ для покрытий со специальными свойствами (судостроение, авиационная промышленность, космос, ракетно-космическая отрасль и др.).
Пэйнт-технологии» имели
непосредственное отношение к «критическим технологиям федерального уровня» носят межотраслевой характер и обеспечивают решение технологических, социальных, экологических проблем в машиностроении, строительстве, на транспорте и во многих других областях реального
сектора экономики. Значение «пэйнт-технологий» определяется возможностью их использования для решения ряда важных социально-экономических проблем.
Перечисленные направления «пэйнт-технологий» дали возможность лакокрасочной отрасли России, где имеется высокий научно-технический задел, позволяющий развивать отрасль на высоком уровне, находиться в русле мировых тенденций. [2]
Большинство задач, связанных с совершенствованием и развитием технологических решений в химическом производстве, в частности и в лакокрасочной отрасли, помимо технологических аспектов учитывает лишь финансовую оценку решений. При этом не учитываются важные задачи управления, оценивающие проблемы
инновационного, организационного,
производственного и информационного
менеджмента. [4]
В свою очередь, развитие моделирования бизнес-процессов предприятий и организаций позволяет решить множество задач менеджмента, но практически не учитывает технологические особенности моделируемых объектов. Использование принципов моделирования бизнес-процессов при планировании, проектировании, управлении и прогнозировании работы объектов химической технологии позволит комплексно решать организационно-экономические задачи с учетом технологических особенностей промышленных объектов.
Главная цель моделирования химико-технологических систем (ХТС) - создание эффективного инструмента управления их функционированием. Результат использования модели - информация, необходимая для формирования и принятия управленческих решений.
Исследования моделирования бизнес-процессов в области химической технологии проводятся в России и за рубежом, но связаны в основном с моделированием отдельных бизнес-процессов обеспечения ресурсами производства. [3]
Организационно-технологическое моделирование систем нанесения лакокрасочных покрытий состоит из следующие этапов:
- разработка состава ЛКМ для различных областей применения;
- разработка инженерно-аппаратурной структуры ХТС нанесения лакокрасочных покрытий;
- моделирование и расчёт технологических процессов подготовки поверхности сложных изделий перед окрашиванием, окраски и сушки изделия;
- проектирование технологического оборудования для производства и нанесения ЛКМ;
- выполнение требований стандартов при разработке современных технологических процессов окрашивания;
- разработка методов испытания качества ЛКМ и покрытий.
Методика организационно-технологического моделирования и концепция «пэйнт-технологий» применяются в управлении проектами по разработке и внедрению ЛКМ и окрасочных химико-технологических систем на НПО «ЛКП». Методика используется научным и проектно-технологическим отделами, конструкторским бюро,
машиностроительным заводом, коммерческим подразделением, входящими в структуру НПО.
Предложенная методика применяется при решении задач разработки ключевых этапов бизнес-процесса жизненного цикла сложных ХТС окрашивающих производств (планирование выпуска продукции и выбора рациональной технологии; управление бизнес-процессом проектирования).
Согласно концепции «пэйнт-технологий», основной вектор развития НПО «ЛКП» был направлен на разработку современного прогрессивного и экологически чистого, энерго- и ресурсосберегающего ассортимента ЛКМ промышленного назначения, обладающих высокими защитно-декоративными и другими специальными свойствами, эффективных средств подготовки поверхности перед окрашиванием, освоение новых и реинжиниринге существующих технологических процессов окрашивания.
На примере работ, реализуемых в научно-производственном объединении лакокрасочной отрасли (НПО «ЛКП») показан данный комплексный подход организационно-технологического
моделирования и концепции «пэйнт-технологий» в применении на участке отладки технологий производства промышленных лакокрасочных материалов.
Основной идеей концепции была отработка технологии разработки баз под колеровку эмалей или грунт-эмалей, а также колерующих паст. Экспериментальная продукция основывалась на сходимость таких показателей, как вязкость, массовая доля нелетучих веществ, плотность, проведены Rub-Out тесты для каждой партии. Данные партии были взяты за эталон для дальнейшего производства на промышленном участке, с целью их использования на участке отладки технологий производства промышленных лакокрасочных материалов.
Данный участок представляет собой комплекс оборудования для производства эмалей и грунт-эмалей промышленного назначения. Целью данного участка является создание уникальных рецептур, не нуждающихся в последующей колеровке цвета. Сходимость цвета продукта от партии к партии достигается за счет использования стабильных баз под колеровку и колерующих паст с уникальными показателями качества, имеющих определенную величину.
Произведенные на участке эмали и грунт-эмали - это двухкомпонентные полиуретановые системы, состоящие из основы (компонента А) и отвердителя (компонент Б).
Покрытия на их основе обладают высокими декоративными свойствами, имеют отличные
физико-механические свойства, такие как ударопрочность, абразивность, эластичность, стойкость к истиранию и т.д.
Они применяются для окрашивания наружных поверхностей, а также поверхностей всех видов грузового железнодорожного подвижного состава, металлоконструкций и изделий из пластика, стеклопластика, алюминия и оцинкованной стали в машиностроении, строительстве, авиастроении, для ремонтного окрашивания транспортных средств, дорожной техники, объектов промышленного и гражданского строительства, эксплуатируемых в открытой промышленной атмосфере умеренного, холодного, тропического и морского климата.
На участке отладки промышленных технологий производства лакокрасочных материалов используется следующее оборудование:
1. Диссольвер DISPERMAT CN F2.
Данный прибор может использоваться для приготовления разного объема смесей, и может применяться в таких областях как проведение разработок, исследовательских работ, а также для контроля качества производимого продукта.
2. Бисерная мельница с охлаждающей корзиной типа PSB-2 3,0FUL Ex1.
Мельница с охлаждаемой корзиной типа PSB-2_3,0F_UL_Ex1 служит для смешивания и растирания суспензий, причем для растирания годятся только порошкообразные пигменты.
3. Автоматический дозатор COROB D300. COROB D300 представляет собой автоматический дозатор с 16 канистрами для колорантов.
4. Гироскопическая мешалка COROB CLEVER mix 10.
Машина спроектирована и изготовлена для автоматического перемешивания лаков и красок - не относящихся взрывоопасным, содержащихся в пластиковых или металлических банках или ведерках.
Принцип работы участка основывается на то, что с помощью диссольвера и бисерной мельницы производятся экспериментальные партии баз под колеровку и колерующих паст, которые впоследствии служат эталоном для производства на промышленном участке. Базы и пасты, произведенные на промышленном участке, возвращаются на участок отладки, где создаются уникальные рецептуры производства эмалей и грунт-эмалей методом база-паста. Данный метод имеет ряд преимуществ перед производством методом «прямого цвета», а именно:
- быстроту производства;
- малоотходность.
Малоотходная схема производства лакокрасочных материалов является ключевой для данного участка, она позволяет не только заботится об экологии, но и реализует коммерческие интересы предприятия.
Быстрота выпуска продукции напрямую зависит от времени, необходимом для проверки качества получаемого лакокрасочного материала и получаемого с помощью него покрытия. Проверка показателей качества происходит на каждом этапе в отделе контроля качества, а также ЛКМ могут быть изготовлены под образец заказчика как по цвету, так и по остальным показателям.
Показанная выше методика, на примере участка отладки технологий производства промышленных лакокрасочных материалов носит межотраслевой характер и обеспечивает решать следующие задачи «пэйнт-технологии»: создание уникальных технологий в создании ЛКМ и решить не только экологические проблемы, но и реализовать коммерческие интересы предприятия. Заключение
Управление технологическими
инновациями позволяет решить большинство задач, связанных с совершенствованием и развитием технологических решений в химическом производстве, в частности в лакокрасочной отрасли. Рассмотренная выше методика организационно-технологического моделирования и концепция «пэйнт-технологий» применимая в управлении проектами по разработке и внедрению ЛКМ показана на примере участка отладки технологий производства промышленных лакокрасочных материалов позволяющий реализовать коммерческие интересы предприятия.
Список литературы
1. Меньшиков В.В., Богомолов Б.Б., Быков Е.Д., Аверина Ю.А., Рыбина Е.О., Курбатов А.Ю. Основы проектирования окрасочных производств. - М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2018. - 132 с.
2. Меньшиков В.В., Рыбкина В.А. Концепция инновационных пэйнт-технологий и ее практическая реализация// Лакокрасочные материалы и их применение. - 2016. - № 5. - С. 49-55.
3. Болдырев В.С., Меньшиков В.В., Богомолов Б.Б., Кузнецов С.В., Шарапова И.И. Алгоритм проектирования технологической линии нанесения лакокрасочных покрытий// Лакокрасочные материалы и их применение. - 2020. - № 12. - С.46.
4. Информационно-технологический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС С 35-
