tehninov

Conf. Dr Ing. Sofia TOTOLICI

Galaţi, 2006

Tehnologie şi inovare

- 3 -

Cuprins

OBIECTIVELE CURSULUI - 5 - STRUCTURA CURSULUI - 6 -

CAPITOLUL 1 ELEMENTE DE TEHNOLOGIE INDUSTRIALĂ - 7 -

OBIECTIVE - 7 - 1.1. DEFINIREA NOŢIUNILOR FUNDAMENTALE - 7 - 1.2. CLASIFICAREA PROCESELOR TEHNOLOGICE - 10 -

1.2.1 Desfăşurarea în timp sau regimul de lucru - 10 - 1.2.2 Modul de comandare al desfăşurării procesului tehnologic - 11 -

1.3. BILANŢURI DE MATERIALE ŞI DE ENERGIE - 13 - 1.3.1 Bilanţul de materiale - 13 - 1.3.2 Bilanţul de energie - 17 - 1.3.3 Importanţa bilanţurilor de materiale şi de energie - 18 -

1.4. INDICATORI TEHNICO-ECONOMICI - 18 - 1.4.1 Definire şi clasificare - 18 - 1.4.2 Indicatori de consum - 19 - 1.4.3 Indicatori de utilizare - 21 -

1.5. NOŢIUNI DE AUTOMATIZARE ŞI CIBERNETIZARE A PROCESELOR TEHNOLOGICE - 24 - 1.5.1 Automatizarea proceselor tehnologice - 24 - 1.5.2 Modelarea matematică a proceselor tehnologice - 31 - 1.5.3 Cibernetizarea proceselor tehnologice - 33 -

1.6. ROBOTIZAREA PROCESELOR TEHNOLOGICE - 35 - 1.6.1 Definiţie, însuşiri - 35 - 1.6.2. Clasificarea roboţilor industriali - 37 - 1.6.3. Structura generală a robotului condus de calculator - 37 - 1.6.4. Aspecte tehnico-economice asupra utilizării roboţilor industriali - 40 -

CONCLUZII - 40 - TESTE GRILĂ - 42 -

CAPITOLUL 2 VALORIFICAREA RESURSELOR NATURALE - 54 -

OBIECTIVE - 54 - 2.1 APA - 54 -

2.1.1 Noţiuni introductive - 54 - 2.1.2 Sursele de apă - 55 - 2.1.3 Tratarea apelor de suprafaţă - 58 - 2.1.4 Epurarea apelor uzate - 60 - 2.1.5 Indicatori tehnico-economici specifici - 62 -

2.2 ELEMENTE DE ENERGETICĂ INDUSTRIALĂ - 64 - 2.2.1 Forme şi surse de energie - 64 - 2.2.2 Lanţuri de transformări energetice - 69 - 2.2.3 Producerea aburului tehnologic prin arderea combustibililor - 70 - 2.2.4 Producerea energiei electrice în centralele termoelectrice pe abur - 72 - 2.2.5 Producerea energiei electrice în centrale cu turbine pe gaze - 76 - 2.2.6 Producerea energiei electrice în centrale nucleare - 78 - 2.2.7 Producerea energiei electrice în centrale hidroelectrice - 83 - 2.2.8 Indicatori tehnico-economici specifici sistemului energetic naţional - 86 -


- 4 -

CONCLUZII - 89 - TESTE GRILĂ - 92 -

CAPITOLUL 3 INOVAREA ÎN INDUSTRIE - 104 -

OBIECTIVE - 104 - 3.1 DEFINIREA CREATIVITĂŢII ŞI A INOVĂRII - 104 - 3.2 TIPURI DE INOVARE TEHNOLOGICĂ - 106 - 3.3 SURSE ŞI TEHNICI DE CREATIVITATE ŞI INOVARE - 111 -

3.3.1 Sursele potenţiale ale inovării - 111 - 3.3.2 Tehnici de creativitate şi inovare. - 114 -

3.4 ROLUL TEHNOLOGIEI ÎN DOBÂNDIREA ŞI MENŢINEREA AVANTAJULUI CONCURENŢIAL. - 115 -

3.4.1 Tehnologia şi competitivitatea - 115 - 3.4.2 Diagnosticul portofoliului de tehnologii - 117 - 3.4.3 Prognoza tehnologică - 118 -

CONCLUZII - 122 - TESTE GRILĂ - 123 - RĂSPUNSURI - 129 - BIBLIOGRAFIE - 130 -


- 5 -

TEHNOLOGIE ŞI INOVARE

Obiectivele cursului

Orice activitate economică implică utilizarea unor resurse, cele mai des întâlnite fiind:

- resursele financiare (bani, credite); - resursele umane (inclusiv nivelul de pricepere şi implicare a forţei de

muncă); - resursele informaţionale (informaţiile necesare desfăşurării coerente a

oricărei activităţi economice); - resursele tehnologice (cunoştinţele necesare transformării materiilor

prime şi utilajele aferente); - resursele materiale (materii prime, energie). O economie evoluează la nivel micro şi macro mulţumitor numai dacă

fiecare din resursele de care dispune este gestionată şi valorificată optim. Deoarece, în ultimele decenii, s-a înregistrat o reducere însemnată a

rezervelor de resurse materiale, concomitent cu creşterea semnificativă a preţurilor acestora, gestionarea lor implică două aspecte:

- utilizarea cu maximă eficienţă; - conservarea resurselor în ideea de a nu lăsa generaţiile viitoare într-o

situaţie mai rea decât cea pe care am moştenit-o noi de la predecesori. În ultimul deceniu, din ce în ce mai mulţi economişti îşi îndreaptă atenţia

către resursele tehnologice, pornind de la următoarele considerente: - utilajele unei firme (pot fi şi reţeaua de calculatoare a unei bănci,

aparatura de investigare a unui spital) reprezintă investiţii deosebit de mari, de aceea deciziile privind o opţiune sau alta trebuie să se bazeze pe efectele pe termen relativ lung;

- cunoştinţele necesare realizării unor produse cât şi natura acestor produse, cunoaşte în prezent o evoluţie extraordinar de rapidă. Orice rămânere în urmă poate avea efecte catastrofale, foarte greu şi uneori chiar imposibil de recuperat.

Rezultă că, în prezent, un sistem economic nu poate acţiona eficient, mai ales la nivel micro, decât dacă se va modifica continuu în raport cu cerinţele mediului în care funcţionează şi cu evoluţiile celorlalţi componenţi ai sistemului, faţă de care nu trebuie să rămână în urmă. Singura soluţie care permite atingerea unor asemenea obiective o reprezintă angajarea într-un proces de inovare continuă.

Un student economist, pentru a deveni un bun specialist, trebuie să fie în măsură, în primul rând, să exploateze în mod inteligent toate resursele de care dispune, cu atât mai mult cu cât ele sunt puternic intercorelate. De aceea, cursul


- 6 -

de Tehnologie şi inovare îşi propune să abordeze problemele resurselor materiale şi, mai ales, a celor tehnologice, încadrarea lor în sistemul economic global, precum şi aspecte legate de activitatea de inovare şi efectele ei economice.

Aceasta cu atât mai mult cu cât trăim într-o societate puternic tehnologizată. Orice om care doreşte să se integreze cu succes în aceasta sau să o descrie cât mai bine, trebuie să o înţeleagă şi din acest punct de vedere.

Structura cursului

Cursul este structurat în patru părţi mari:

I. Elemente de tehnologie industrială, parte în care se prezintă elemente comune tehnologiilor din toate domeniile activităţii economice. Se acordă o atenţie deosebită tipurilor de tehnologii şi efectelor economice pe care le produc utilizările acestora. Sunt prezentaţi indicatorii tehnico-economici folosiţi pentru măsurarea şi optimizarea efectelor produse de diferitele tehnologii. Sunt descrise aspecte privind automatizarea, cibernetizarea şi robotizarea proceselor tehnologice ce reprezintă principalele căi de creştere a productivităţii muncii.

II. Apă şi energie, parte care cuprinde procese tehnologice ce susţin celelalte tehnologii. Fără energie nu poate funcţiona nici o industrie, de aceea am acordat o atenţie deosebită surselor şi formelor de energie utilizate.

III. Creativitate şi inovare, în care prezentăm principalele elemente care definesc creativitatea umană şi tehnicile care ne permit să o dezvoltăm.

IV. Instrumente de optimizare a resurselor tehnologice, cum ar fi prognoza tehnologică, organizarea şi optimizarea activităţii de cercetare-dezvoltare, veghea tehnologică şi economică.


- 7 -

Capitolul 1 ELEMENTE DE TEHNOLOGIE INDUSTRIALĂ

Obiective

Să prezinte noţiunile fundamentale legate de procesul de producţie şi

procesul tehnologic, principalele criterii de clasificare a proceselor tehnologice, indicatorii tehnico-economici utilizaţi pentru aprecierea variantei tehnologice optime.

Să evidenţieze şi să definească elementele componente ale bilanţului de materiale şi ale celui energetic.

Să prezinte noţiuni referitoare la automatizarea, cibernetizarea şi robotizarea proceselor tehnologice, principale căi de creştere a productivităţii produselor.

1.1. Definirea noţiunilor fundamentale

Se numeşte proces de producţie totalitatea activităţilor desfăşurate cu ajutorul mijloacelor de muncă, precum şi toate procesele naturale care au loc în legătură cu transformarea obiectelor muncii în produse finite.

Transformarea obiectelor muncii este organizată, condusă şi realizată de oameni.

În funcţie de volumul producţiei şi mărimea intervalului de lansare în fabricaţie, procesele de producţie pot fi de trei tipuri:

- de masă; - de serie; - de unicate.

În producţia de masă produsul se realizează continuu, în sensul că, la majoritatea locurilor de muncă operaţiile executate nu se schimbă timp îndelungat.

În producţia de serie produsul este lansat periodic, la intervale bine stabilite de timp, astfel că, la un loc de muncă se prelucrează loturi succesive de piese diferite. După mărimea lotului şi frecvenţa lansării în fabricaţie a produsului, producţia poate fi:

- de serie mare; - de serie mijlocie; - de serie mică.

Când lotul se reduce la un singur exemplar se spune că producţia este individuală (unicate).


Procesul de producţie este format din: - procese tehnologice (de bază); - procese auxiliare; - procese de deservire.

Procesul tehnologic este definit ca fiind ansamblul complex de cunoştinţe, utilaje şi proceduri, organizat în scopul de a realiza un anumit produs, pornind de la anumite materii prime, într-un context local şi în condiţii economic avantajoase.

De remarcat este faptul că un proces tehnologic este definit prin trei elemente, a căror importanţă este practic egală (fig. 1.1):

Cunoştinţe Proceduri

Utilaje

Fig. 1.1 Relaţia dintre elementele definitorii ale unui proces tehnologic

- cunoştinţele tehnologice, care stau la baza transformărilor (elemente de fizică, chimie, ştiinţa materialelor etc.);

- utilajele, elemente materiale care sprijină transformarea materiilor prime în produsul finit;

- procedurile, care se referă la modul în care trebuie exploatate utilajele pentru a se obţine rezultatele dorite în condiţiile dorite. Atunci când se cumpără o linie de fabricaţie „la cheie”, de regulă utilajele

se plătesc separat, iar procedurile – numite în acest caz know-how – se achiziţionează separat.

Modul de realizare al unui proces tehnologic depinde de o serie de

condiţii locale, de care trebuie neapărat să se ţină seama, cum ar fi: - disponibilitatea sau indisponibilitatea unor materii prime, funcţie de care

se pot adopta procese tehnologice mai simple (mai ieftine) sau mai complexe (mai scumpe). De exemplu: pentru fabricarea unor mase plastice, ţările care au resurse petroliere folosesc un proces tehnologic simplu şi ieftin, ce are la bază gazul de sondă, în timp ce ţările sărace în astfel de resurse (Franţa, Germania) folosesc un proces tehnologic mai complex, care pleacă de la fracţiuni petroliere (uşor de transportat din ţările de origine, spre deosebire de gazul de sondă);

- costul forţei de muncă, în ţările cu o forţă de muncă foarte scumpă s-a extins robotizarea proceselor tehnologice;

- cultura dintr-o anumită ţară.

- 8 -


Lucrul cel mai important este ca procesul tehnologic să decurgă în condiţii

economic avantajoase. Un proces tehnologic trebuie să realizeze produse cerute de piaţă (care satisfac o utilitate socială) la preţuri atractive şi care să conducă la obţinerea unui beneficiu pentru firma producătoare (să fie profitabil).

Există situaţii când un proces tehnologic profitabil, în timp devine neeconomic, ca urmare a scumpirii într-o proporţie semnificativă a materiilor prime folosite.

Uneori scumpirile materiilor prime fac ca produse tehnologice neinteresante economic să devină profitabile, de exemplu, după 1973, extracţia ţiţeiului din Marea Nordului a devenit profitabilă ca urmare a creşterii de 20 de ori a preţului ţiţeiului pe plan mondial.

Din punct de vedere al organizării muncii, al evidenţei operative şi al

evidenţei contabile, procesele tehnologice se împart în: stadii, faze, operaţii, etape, fig. 1.2.

- 9 -

Proces tehnologic

Stadii Faze Operaţii Etape

Fig. 1.2 Elementele componente ale unui proces tehnologic

Succesiunea operaţiilor tehnologice, în ordinea desfăşurării lor în timp sau în ordinea aşezării utilajelor în secţiile de producţie reprezintă fluxul tehnologic.

Fluxul tehnologic se prezintă sub forma unei scheme, căreia, adesea, i se asociază o schemă a utilajelor în care se realizează transformările succesive.

Timpul necesar parcurgerii fluxului tehnologic, de către materiile prime, de la prima până la ultima operaţie de prelucrare reprezintă ciclul de fabricaţie.

Procesele auxiliare asigură condiţiile pentru desfăşurarea proceselor tehnologice. În această categorie intră:

- întreţinerea utilajelor în stare de funcţionare; - alimentarea cu energie şi apă; - funcţionarea instalaţiilor de automatizare.

Procesele de deservire sunt considerate:

- transportul intern; - depozitarea materialelor, materiilor prime şi produselor; - activitatea laboratoarelor


- 10 -

1.2. Clasificarea proceselor tehnologice

Clasificarea se face ţinând seama de o serie de criterii. Vom prezenta, în cele ce urmează, câteva dintre aceste criterii şi gruparea corespunzătoare a proceselor tehnologice.

1.2.1 Desfăşurarea în timp sau regimul de lucru

După acest criteriu, se disting: - procese tehnologice continue; - procese tehnologice discontinue; - procese tehnologice combinate.

Procese tehnologice continue sau în regim staţionar

Aceste procese se caracterizează prin faptul că procesele tehnologice se realizează în utilaje specializate, concomitent în timp şi succesiv în spaţiu.

Instalaţiile sunt alimentate continuu cu materii prime obţinându-se neîntrerupt produse finite. Transportul materialelor între diferitele utilaje se face prin conducte sau cu alte mijloace mecanizate, ceea ce permite scurtarea ciclului de producţie.

Parametrii tehnologici cum ar fi: presiune, temperatură, timp rămân constanţi, ceea ce asigură o calitate uniformă produselor, o utilizare raţională a energiei, sub diversele ei forme şi cheltuieli de întreţinere a utilajelor mai mici, comparativ cu procesele tehnologice discontinue.

Eficienţa economică a proceselor tehnologice continue este mai mare pentru producţia de masă şi de serie mare.

Exemple de procese tehnologice continue: în construcţia de maşini, la prelucrarea prin deformare plastică a pieselor din bandă; în industria chimică de mare tonaj, la fabricarea sodei calcinate, a amoniacului; în industria de încălţăminte; în industria de tricotaje etc.

Procesele tehnologice discontinue sau periodice

Aceste procese se caracterizează prin faptul că toate operaţiile fluxului tehnologic se realizează în acelaşi utilaj, succesiv în timp, pe şarje. Utilajul de bază se încarcă cu materie primă, are loc procesul de transformare, urmat de operaţia de descărcare a utilajului. Reducerea ciclului de producţie se realizează prin diminuarea timpului operaţiilor auxiliare de încărcare-descărcare.


Aceste procese se utilizează, mai ales, pentru fabricarea produselor de mic tonaj (prelucrarea unor medicamente, coloranţi) sau acolo unde tehnica nu a ajuns încă la un proces continuu (elaborarea fontei şi a oţelurilor).

Cheltuielile de întreţinere sunt mai ridicate, deoarece operaţiile de aducere a utilajului de bază la parametri necesari în regim de funcţionare au loc în mod periodic, ceea ce produce o uzură mai mare a elementelor componente a utilajelor, precum şi consumuri energetice mai mari.

1.2.2 Modul de comandare al desfăşurării procesului tehnologic

Conform acestui criteriu se disting: - procese tehnologice manuale; - procese tehnologice mecanizate; - procese tehnologice automatizate; - procese tehnologice cibernetizate.

Procese tehnologice manuale

Sunt procesele în care toate operaţiile sunt executate direct de către om folosind unelte simple şi forţa sa. Schema de principiu este prezentată în fig. 1.3:

Proces

tehnologic

OM

Fig. 1.3 Schema procesului tehnologic manual

Procese tehnologice mecanizate

Sunt procesele în care forţa omului a fost înlocuită cu cea a maşinilor, acestea fiind dirijate în orice moment de către om. Schema de principii este la fel ca la procesele manuale (fig. 1.3).

Procesele tehnologice automatizate

Sunt procesele în care, după ce parametrii de funcţionare au fost stabiliţi de către om, maşini şi instalaţii specializate asigură singure menţinerea nivelului acestor parametrii şi avertizează în caz de avarie. Rolul omului constă în supravegherea instalaţiei şi în luarea deciziilor de modificare a parametrilor de funcţionare. Aceste operaţii se execută de la distanţă, de la panoul de comandă şi control. Schema de principiu se prezintă în fig. 1.4: - 11 -


- 12 -

Fig. 1.4 Schema procesului tehnologic automatizat

Procese tehnologice cibernetizate

Sunt procesele în cadrul cărora şi etapa de stabilire a valorilor parametrilor, în funcţie de condiţiile concrete de funcţionare a instalaţiei, este preluată de către un dispozitiv specializat în acest sens, calculatorul electronic de proces. În fiecare moment calculatorul estimează utilitatea menţinerii sau modificării valorii unor parametri, astfel încât, să se realizeze condiţiile optime de desfăşurare a procesului tehnologic. Aceste procese asigură cea mai mare viteză de prelucrare a datelor. Rolul omului la procesele cibernetizate constă în stabilirea ecuaţiilor matematice care modelează procesul şi în conceperea unor programe, care vor fi implementate pe calculatorul de proces (în cadrul fazei de proiectare). În faza de desfăşurare a procesului tehnologic prezenţa omului, practic, nu mai este necesară. Schema de principiu se prezintă în fig. 1.5:

Fig. 1.5 Schema procesului tehnologic cibernetiza

Exemplu

Se consideră procesul tehnologic de frământare a aluatului pentru pâine. În procesul manual, gospodina cântăreşte făina şi drojdia, măsoară apa, le amestecă

şi le frământă cu mâna. În procesul mecanizat, muncitorul deschide ventilele şi alimentează malaxorul cu

făină şi apă, urmărind în permanenţă debitmetrele. Atunci când cantităţile prescrise au fost introduse, închide ventilele şi porneşte malaxorul, urmărind în acelaşi timp ceasul, pentru ca la scurgerea duratei prescrise să oprească malaxorul.

În procesul automatizat, operatorul introduce, de la panoul de comandă, datele privind cantităţile de făină şi apă după care va aştepta semnalul, care indică încheierea operaţiei de alimentare, va ordona apoi pornirea malaxorului şi aşa mai departe.

În procesul cibernetizat, se va indica doar numărul de pâini de fabricat, restul operaţiilor (inclusiv calculul cantităţilor, al timpului de malaxare şi aşa mai departe) fiind preluate de calculatorul de proces. În cazul în care secţia dispune de mai multe malaxoare şi produce concomitent mai multe sortimente de pâine, tot calculatorul este acela care decide repartizarea malaxoarelor, în funcţie de capacitatea acestora şi de cantităţile de fabricat din fiecare sortiment. Se asigură astfel o încărcare şi o exploatare optimă a utilajelor existente.

Proces tehnologic

Calculator de proces

OM

Proces tehnologic

Bloc de comandă

OM


1.3. Bilanţuri de materiale şi de energie

Plecând de la legile conservării masei, respectiv a energiei, trebuie să admitem că întreaga cantitate de materii prime, materiale şi de energie trebuie regăsită, într-o formă mai mult sau mai puţin transformată, la sfârşitul procesului tehnologic.

Bilanţurile sunt expresia numerică a acestor legi.

1.3.1 Bilanţul de materiale

Bilanţul de materiale exprimă cantitativ transformările pe care materiile prime, materialele le suferă, prin prelucrarea lor, într-un proces tehnologic.

Aprecierea modului de folosire a materiilor prime şi a celorlalte materiale într-o anumită perioadă de activitate a unei secţii sau întreprinderi se face pe baza bilanţului de materiale antecalculat, care se întocmeşte pe baza consumurilor specifice planificate (din fişele tehnologice). La sfârşitul perioadei se întocmeşte bilanţul de materiale post calculat luând în considerare consumurile reale, rezultate din fişele de evidenţă primară.

Comparând rezultatele celor două bilanţuri se poate evidenţia situaţia reală şi se pot lua măsuri pentru îmbunătăţirea activităţii (dacă este cazul).

Bilanţul de materiale post calculat permite compararea rezultatelor economice obţinute de două sau mai multe întreprinderi care au acelaşi profil şi utilizează acelaşi proces tehnologic.

Bilanţul de materiale se calculează pe produs, pe secţie, pe întreprindere (obţinut prin însumarea bilanţurilor de materiale pentru toate produsele fabricate).

Se pot calcula bilanţuri de materiale pentru părţi din procesul tehnologic, numite bilanţuri parţiale sau pentru întregul proces tehnologic, numite bilanţuri totale sau globale.

La baza calculelor bilanţurilor de materiale stă legea conservării materiei. Suma maselor materiilor prime intrate în procesul tehnologic trebuie să fie

egală cu suma maselor produselor procesului. Admiţând că pe parcursul desfăşurării procesului tehnologic apar şi pierderi, relaţia care exprimă legea conservării masei este:

- 13 -

pr1 1 1

n m m

i ri r p

M M M= = =

= +∑ ∑ ∑ (1.1)

în care: Mi este masa materiei prime „i” care intră în procesul tehnologic; Mr – masa produsului „r” rezultat din proces; Mpr – masa pierderilor înregistrate la realizarea produsului „r”; n – numărul de materii prime introduse în proces;


- 14 -

m – numărul de produse finite obţinute.

În cazul unui proces discontinuu, relaţia (1.1) se aplică foarte bine, calculul fiind făcut pentru o şarjă. În cazul proceselor continue, prin faptul ca instalaţia funcţionează neîntrerupt, bilanţul se face pe un interval de timp (o oră, o zi), ţinând însă cont de faptul că şi la începutul perioadei de bilanţ ca şi la sfârşitul ei, în instalaţie există cantităţi de materie de care trebuie ţinut seama.

Bilanţul de materiale se prezintă sub forma unui tabel cu două coloane, intrări şi ieşiri, cantităţile fiind trecute în unităţi de masă şi în procente, totalul celor două coloane trebuind să fie identic, tabelul 1.1

Tabelul 1.1 Bilanţul de materiale

INTRĂRI IEŞIRI Cantităţi Cantităţi Nr.

Crt. Denumire

Unităţi masă

% Nr. Crt.

Denumire Unităţi masă %

1 Materii prime 1 Produse finite 2 Materiale 2 Semifabricate 3 Combustibil 3 Produse secundare 4 Apă 4 Deşeuri 5 Materiale

recuperabile 5 Rebuturi

6 Pierderi Total M 100 Total M 100

Materiile prime sunt materiale iniţiale supuse transformărilor, în diverse

procese tehnologice, cu scopul obţinerii produselor finite. Sub aspect economic, materia primă este obiectul muncii tuturor ramurilor

industriale, chiar şi a industriei extractive, care pe lângă dislocarea rocilor şi aducerea lor la suprafaţă realizează şi operaţii de preparare.

După rolul lor în realizarea produselor, materiile prime sunt de bază şi auxiliare.

Materiile prime de bază sunt materiile prime care se regăsesc, mai mult sau mai puţin transformate în produse.

Materiile prime de bază pot fi: - materii prime naturale, cele luate direct, ca atare, din natură (ouă, lapte,

minereuri metalifere şi nemetalifere, lemn, cărbune etc.); - semifabricate, materialele care au suferit anterior prelucrări industriale

(făină, zahăr, fontă, oţel etc.). Ponderea semifabricatelor (materialelor) este, de cele mai multe ori, mai

mare decât cea a materiilor prime naturale.


- 15 -

Materiile prime auxiliare sunt materiile prime care nu se regăsesc direct în produse. Un exemplu tipic îl constituie apa folosită pentru răcirea utilajelor, spălarea şi menţinerea curăţeniei. Apa apare ca materie primă auxiliară în toate procesele de producţie.

Sunt procese unde apa joacă un dublu rol: materie primă de bază şi materie auxiliară (procesul tehnologic de preparare a pâinii, cozonacului).

În categoria materiilor prime auxiliare intră uleiurile de ungere a utilajelor, reactivii care se consumă în laboratoarele de analiză.

O materie primă aparte, care apare în toate procesele tehnologice şi care

se regăseşte în toate produsele obţinute (deşi nu direct) este energia, în specia sub forma energiei termice sau mecanice.

Produsele finite reprezintă scopul activităţii de bază a întreprinderii.

Produsele finite se prezintă ca sortimente variate, cu proprietăţi fizice şi chimice bine stabilite şi, în majoritatea cazurilor, de mai multe calităţi. Produsele ajunse în faza de prelucrare corespunzătoare finisării se numesc produse finite.

În industrie sunt frecvente cazurile când se ajunge la produse intermediare, care sunt supuse unor transformări ulterioare în scopul obţinerii produselor finite.

Semifabricatele sunt produse ajuns la diferite niveluri de prelucrare

corespunzătoare procesului tehnologic şi pot fi folosite, fie în aceeaşi întreprindere, fie livrate altor întreprinderi.

Produsele secundare nu caracterizează activitatea de bază a

întreprinderii şi rezultă inevitabil din procesul tehnologic de bază. Întreprinderile sunt preocupate de valorificarea lor în scopul creşterii rentabilităţii produsului principal, precum şi pentru a pune în valoare \tot ce conţine materia primă, ceea ce contribuie la lărgirea bazei de materii prime.

La cocsificarea cărbunelui rezultă gaze de cocserie care conţin amoniac. Purificarea gazelor cu acid sulfuric, conduce la formarea sulfatului de amoniu, îngrăşământ agricol valoros.

Deşeurile sau materiale refolosibile sunt părţi din materia primă care a fost supusă prelucrării tehnologice, dar, încă de la prima operaţie, părăseşte fluxul tehnologic.

Deşeurile apar la operaţia de croire în industria confecţiilor, la croirea în construcţii metalice, la concentrarea minereurilor şi cărbunilor. Deşeurile au aceleaşi proprietăţi ca materia primă. Ele sunt materiale recuperabile şi reprezintă rezervele interne ale întreprinderilor. Nefolosirea lor încarcă costul produselor finite.


- 16 -

Rebuturile sunt produse care nu corespund, din punct de vedere calitativ, condiţiilor impuse pentru anumite operaţii de prelucrare. Dacă aceste defecte pot fi remediate prin prelucrări suplimentare rebuturile sunt recuperabile şi numai costul recondiţionării încarcă costul de producţie.

Rebuturile nerecuperabile sunt cele la care, pe de o parte, abaterile faţă de normele de calitate sunt atât de mari încât ele nu mai pot fi utilizate în scopul pentru care au fost produse, iar pe de altă parte, materiile prime au fost transformate până la un grad la care ele nu mai pot fi returnate în proces.

În cazul rebuturilor întreprinderea suferă pierderi. Apariţia rebuturilor poate avea numeroase cauze, cum ar fi:

- imperfecţiuni din proiectare ale procesului tehnologic (în acest caz se admite din start un procent de rebuturi, care nu poate fi evitat din cauza lipsei cunoştinţelor noastre teoretice sau a parametrilor maşinilor cu care lucrăm);

- calitatea necorespunzătoare a materiilor prime (lucrurile se complică în cazul proceselor continue când modificarea calităţii materiilor prime impune modificarea regimului de fabricaţie);

- gradul înaintat de uzură a utilajelor (conduce la creşterea costului de fabricaţie);

- nivelul insuficient de calificare al personalului şi/sau insuficienta respectare a disciplinei tehnologice.

Mai sunt şi materii prime care au parcurs întreg procesul tehnologic şi se

găsesc ca atare la ieşire, ele purtând denumirea de materii prime netransformate. Acestea trebuie separate la ieşirea din proces, recuperate şi reintroduse în procesul de transformare.

Sub aspect economic, parcurgerea fluxului tehnologic de către un procent de materii prime care nu se transformă implică o reduce a beneficiilor deoarece:

- operaţiile suplimentare de separare/recirculare costă; - parcurgerea în mod inutil al fluxului de către materiile prime implică o

serie de cheltuieli (preîncălziri, răciri, pompări şi altele); - materiile prime care circulă fără a se transforma ocupă un anumit volum

care ne obligă la supradimensionarea instalaţiilor cu efecte negative asupra mărimii investiţiei a amortizărilor ce trebuie plătite, a cheltuielilor de întreţinere, a consumurilor globale de energie.

Pierderile tehnologice apar în mod inevitabil în urma desfăşurării

procesului tehnologic. Acestea stau în atenţia specialiştilor pentru a fi reduse la minim. Astfel se asigură valorificarea integrală a materiilor prime şi a materialelor utilizate.


1.3.2 Bilanţul de energie

În principiu, bilanţul de energie este întru totul similar bilanţului de materiale, cu rezerva că materialele care intră în proces conţin o energie internă, din care, eventual, o parte poate fi cedată în cursul transformărilor (cazul metalelor introduse în instalaţii în stare topită, de exemplu).

De asemenea produsele părăsesc sistemul cu o anumită energie internă, din care o parte o preiau din materiile prime, eventual o altă parte din alte forme de energie prezente în sistem.

Ţinând cont de intervenţia energiei interne a materialelor în bilanţul energetic, aceasta se va scrie:

- 17 -

d1 1 1 1 1

qn m s t

i r u ri g u r d

W W W W W= = = = =

= + + +∑ ∑ ∑ ∑ ∑ (1.2)

unde: Wi – energii intrate; Wg – energii generate în sistem (de exemplu din combustie); Wu – energii folosite în mod util (eventual înmagazinate în produse); Wr – energii rezultate , reutilizabile în alte procese; Wd – energii disipate în mediu (asimilate tehnologic cu pierderile de

energie); n,m,q,s,t – numărul din fiecare tip de energie luat în considerare.

O altă formă de exprimare a bilanţurilor, care are meritul de a fi foarte

expresivă, este cea a diagramelor SANKEY. Aici materiile prime şi produsele sunt reprezentate prin săgeţi a căror grosimi sunt proporţionale cu cantităţile de materie primă intrată, respectiv de produs rezultat. Cel mai adesea, diagramele SANKEY se folosesc la prezentarea bilanţurilor energetice, fără ca aceasta să fie însă o regulă absolută. În figura 1.6, se prezintă un exemplu de diagramă simplificată:

Fig. 1.6 Diagrama Sankey (simplificată) pentru bilanţul energetic al unui motor de automobil


- 18 -

1.3.3 Importanţa bilanţurilor de materiale şi de energie

Bilanţurile de materiale şi energie descriu în mod cantitativ un proces tehnologic – aşa cum fluxul tehnologic îl descrie sub aspect calitativ. Ele reprezintă, pe de altă parte, baza de calcul pentru consumurile specifice care se pot calcula direct pornind de la bilanţ, atunci când produsul principal se exprimă în unităţi de masă. De la consumurile specifice se pleacă apoi în calculul costurilor de fabricaţie, la planificarea aprovizionării cu materii prime şi la dimensionarea stocurilor.

Bilanţul evidenţiază pierderile care, atunci când nu sunt inerente, contribuie mult la creşterea costurilor de fabricaţie şi la diminuarea beneficiilor. Evoluţia în timp a datelor de bilanţ ilustrează evoluţia modului în care este exploatată o anume instalaţie. De exemplu o creştere a uzurii instalaţiei se manifestă printr-o creştere a pierderilor. O scădere a disciplinei tehnologice se caracterizează printr-o sporire a ponderii rebuturilor sau a produselor altele decât produsul principal.

Raportul existent între produsul principal şi produsele secundare poate constitui un argument puternic pentru încercările de valorificare a acestora din urmă.

În sfârşit, însăşi evidenţierea pierderilor nu este posibilă decât prin intermediul bilanţurilor şi ele pot indica în ce punct al tehnologiei trebuie acţionat cu prioritate pentru îmbunătăţirea performanţelor.

1.4. Indicatori tehnico-economici

1.4.1 Definire şi clasificare

O întreprindere este apreciată prin intermediul unor indicatori economici globali, cum ar fi: beneficiul realizat, cheltuieli la unitatea valorică de producţie etc.

Indicatorii globali se află la extremitatea unui lung şir de calcule economice, care pornesc de la elementele cantitative ce descriu procesul de producţie, elemente cunoscute sub numele de indicatori tehnico-economici.

Indicatorii tehnico-economici sunt expresii numerice cu ajutorul cărora

se caracterizează modul de desfăşurare al proceselor de producţie. Ei sunt utilizaţi pentru aprecierea şi compararea rezultatelor tehnice şi

economice obţinute în întreprinderi industriale cu acelaşi profil sau pentru compararea a două sau mai multe procese tehnologice care conduc la obţinerea aceluiaşi produs finit.


În practică se disting trei clase de indicatori tehnico-economici, în care accentul se pune, pe rând, pe materiile prime, pe modul în care se desfăşoară fabricaţia şi pe produsele rezultate:

- indicatori de consum; - indicatori de utilizare; - indicatori de calitate.

Se poate stabili o corelaţie directă între etapele fluxului tehnologic şi

indicatori, fig. 1.7.

- 19 -

Fig. 1.7 Corelaţia dintre etapele fluxului tehnologic şi indicatori În ceea ce urmează se vor prezenta primele doua categorii de indicatori,

aceştia fiind cei mai folosiţi în practică.

1.4.2 Indicatori de consum

Din această categorie fac parte consumurile specifice. Consumul specific reprezintă cantitatea dintr-o materie primă dată

necesară pentru obţinerea unei unităţi de produs principal. Se determină cu o relaţie de forma:

spMCA

= (1.3)

în care: Csp este consumul specific [unităţi de materie primă/unităţi de produs]; M – cantitatea de materie primă folosită; A – producţia obţinută.

Unităţile de măsură a consumului specific sunt funcţie de unităţile de

măsură a materiei prime şi a produsului obţinut.

Materii prime

TRANSFORMĂRI

Produse

Indicatori de consum

Indicatori de utilizare

Indicatori de calitate


Exemplu

Pentru produsul cozonac vom avea: - consumul specific de făină [kg făină/kg cozonac]; - consumul specific de ouă [bucăţi ouă/kg cozonac]; - consumul specific de lapte [litri lapte/kg cozonac] ş.a.m.d.

Se poate raporta consumul specific nu la un kg cozonac, ci la un cozonac. În mod similar, la o fabrică de pantofi, consumul specific se va raporta la o pereche

de pantofi. Consumurile specifice se pot clasifica după mai multe criterii:

a) după materia la care se referă, vom distinge consumuri specifice pentru: - materii prime principale; - materii prime auxiliare; - energie, apă, utilităţi.

b) după modul în care se calculează valoarea numerică ataşată indicatorului se evidenţiază: - consumuri specifice teoretice; - consumuri specifice normate; - consumuri specifice reale.

Consumurile specifice teoretice se calculează pornind de la legile fizice

şi chimice care dirijează transformările ce se desfăşoară pe parcursul procesului tehnologic. Acestea sunt valori ideale, care s-ar atinge dacă nu ar exista deloc produse secundare, nici pierderi, nici rebuturi şi dacă totul ar funcţiona în mod perfect.

Consumurile specifice normate se stabilesc considerând că instalaţia ar funcţiona în cele mai bune condiţii, luând însa în considerare imperfecţiunile existente în concepţie, proiectare şi construcţie. Ele se calculează prin proiect, înainte ca întreprinderea să înceapă să producă.

Consumurile specifice reale se calculează pornind de la datele culese de pe instalaţie în timpul funcţionării ei.

Între aceste consumuri există întotdeauna relaţia:

teoretic normat realsp sp spC C C< ≤ (1.4)

- 20 -

Dacă într-o întreprindere lucrurile merg bine, consumurile specifice reale sunt egale cu cele normate. Dacă însă apar rebuturi, pierderi, materii prime care se transformă anapoda din cauza conducerii incorecte a procesului tehnologic sau a uzurii unor utilaje, consumurile reale cresc şi ajung mai mari decât cele normate. Urmărirea dinamicii consumurilor specifice ne dă indicaţii preţioase asupra conducerii şi realizării producţiei.


În perioada de punere în funcţiune a unei instalaţii noi se acceptă ca valorile consumurilor specifice reale să fie mai mari decât cele normate. Ca regulă generală, această perioadă trebuie să fie cât mai scurtă (de ordinul lunilor la tehnologiile complexe), iar scăderea valorilor până la cele normate urmează o curbă cu aspect hiperbolic cunoscută în literatura economică sub numele de „curbă de învăţare”.

Pentru calcularea gradului de valorificare a unei materii prime într-o operaţie tehnologică, se calculează randamentul ca element de apreciere a eficienţei tehnico-economice şi de alegere a variantei optime.

Definim randamentul ca fiind fracţiunea din materia primă care s-a transformat pe filiera dorită de noi. Dacă valoarea randamentului este mai mică decât 1 înseamnă că o fracţiune din materia primă s-a pierdut, s-a transformat în rebuturi sau în alte produse decât cele care fac obiectul procesului de producţie.

Din definiţie rezultă că vom avea atâtea randamente câte materii prime sunt. În practică, însă, se calculează doar randamentele care de referă la materiile prime principale, la energie şi, eventual, la acele materii prime auxiliare care sunt foarte scumpe.

Valoarea numerică a randamentului se poate calcula pornind de la consumul specific de materie primă (relaţia 1.5) sau de la cantitatea de produse rezultate la o cantitate dată de materie primă (relaţia 1.6), obţinându-se aceeaşi valoare.

teoretic

real

sp

sp

CC

η = (1.5)

cantitatea produsa realcantitatea teoretica

η = (1.6)

La transformările de tip chimic, se întâlneşte noţiunea de conversie. Definim conversia ca fiind procentul din materia primă care suferă

transformări la o parcurgere a fluxului tehnologic. Dacă valoarea conversiei este sub 100%, atunci se va regăsi, printre produsele rezultate şi materie primă netransformată.

1.4.3 Indicatori de utilizare

Indicatorii de utilizare exprimă prin valori numerice modul în care sunt exploatate utilajele.

Se cunosc două tipuri de indicatori: - indicatori de utilizare intensivă; - indicatori de utilizare extensivă.

- 21 -


- 22 -

A. Indicatorii de utilizare intensivă

Aceşti indicatori ilustrează performanţele tehnice ale unui utilaj, într-un mod care face legătura cu elementele economice ale tehnologiei.

Principalii indicatori sunt: - capacitatea de producţie; - producţia specifică.

Capacitatea de producţie arată cât poate produce, în unitatea de timp, un

utilaj care este exploatat în cele mai bune condiţii. Este cea mai importantă caracteristică a unui utilaj, care va fi întotdeauna menţionată în prospectele de vânzare şi în cărţile tehnice. Valoarea capacităţii de producţie a diferitelor utilaje este esenţială şi în proiectarea unei linii tehnologice, utilajele aşezate în succesiune de-a lungul fluxului tehnologic trebuie să aibă aceeaşi capacitate de prelucrare.

Pentru compararea mai multor utilaje care pot realiza operaţii similare se foloseşte producţia specifică.

Producţia specifică (numită uneori indicator de utilizare intensivă) se

defineşte ca fiind capacitatea de producţie a utilajului raportată la dimensiunea sa caracteristică.

Dimensiunea caracteristică a unui utilaj este acea dimensiune a utilajului care îi defineşte regimul de funcţionare. De exemplu: la un automobil dimensiunea caracteristică este capacitatea sa cilindrică; la un cuptor de copt pâine – suprafaţa vetrei; la un vas de reacţie din industria chimică – volumul acestuia etc.

Există o producţie specifică (şi o capacitate de producţie) proiectată şi una reală. Dacă valoarea reală este mai mică decât cea proiectată, aceasta indică o exploatare necorespunzătoare, în special sub aspect tehnologic, a instalaţiei sau un grad de uzură foarte avansat.

B. Indicatorii de utilizare extensivă

Indicatorul de utilizare extensivă al unui utilaj se defineşte ca raportul între timpul cât utilajul a funcţionat efectiv şi timpul pe care l-a avut la dispoziţie.

Noţiunea de timp la dispoziţie are semnificaţii diferite, în funcţie de natura utilajului şi de modul în care este realizat procesul de producţie.

Pentru utilajele cu funcţionare continuă (furnalul, instalaţiile de cocsificare a cărbunilor), timpul disponibil este egal cu timpul calendaristic (365 zile/an * 24 ore/zi = 8760 ore/an).


- 23 -

Pentru utilajele care funcţionează în trei schimburi dar care, prin proiect, se revizuiesc o dată pe an, timpul se reduce corespunzător cu cel de revizie.

În secţiile în care întreruperea producţiei nu provoacă perturbaţii procesului de producţie, dar se lucrează în trei schimburi, se mai scad şi zilele libere din săptămână precum şi sărbătorile legale. În cazul în care se lucrează doar în unul sau două schimburi, timpul disponibil se reduce şi el proporţional.

Teoretic, valoarea indicatorului de utilizare extensivă ar trebui să fie egală cu unitatea. În practică el atinge rareori valori mai mari de 0,90.

Valorile indicatorului de utilizare extensivă scad, în principal, din

următoarele cauze: - organizarea necorespunzătoare a fluxului de producţie, care conduce la

utilizarea intermitentă a unor utilaje; - organizarea necorespunzătoare a operaţiilor de întreţinere şi reparaţii

capitale, fie că ele se prelungesc dincolo de intervalele stabilite prin proiect, fie că nu sunt de calitate şi, ca urmare, în perioadele când utilajul ar trebui să lucreze apar defecţiuni accidentale care reduc din timpul său de funcţionare;

- uzura excesivă a unor utilaje (defectări dese); - lipsa de disciplină a personalului care nu utilizează tot timpul disponibil; - gestionarea incorectă a întreprinderii, care poate conduce la lipsa

temporară a unor materii prime, la lipsa unor spaţii de depozitare a produselor etc.

Rezultă că indicatorul de utilizare extensivă va lua valori ce nu depinde de

caracteristicile tehnice ale instalaţiei, ci de modul în care producţia a fost concepută, organizată şi conducă. Valorile sale pot fi îmbunătăţite adesea doar prin aplicarea unor măsuri organizatorice.

Importanţa acestui indicator constă în rolul său în realizarea producţiei. Producţia unui utilaj este dată de produsul a patru factori:

Q = CPs·Dc·td·Iue; (1.7)

în care: Q este producţia unui utilaj;

CPs – capacitatea de producţie specifică; Dc – dimensiunea caracteristică; td – timpul disponibil; Iue – indicatorul de utilizarea extensivă.

Pentru o secţie, calculul se face pe utilajul conducător (utilajul de care

depinde , în cea mai mare măsură, producţia secţiei).


- 24 -

În relaţia (1.7), primii trei factori au valori ce nu pot fi, în mod normal, modificate. Rezultă că Iue are o influenţă determinantă în realizarea producţiei.

În plus, deoarece cei patru factori au ponderi egale în determinarea valorii producţiei se pot lua unele măsuri forţate pentru a se obţine producţia planificată şi în situaţiile în care unii factori scad (uzura avansată a utilajelor poate determina extinderea timpului de lucru şi în zilele de sărbători)

Indicatorii de utilizare sunt esenţiali şi în calcului investiţiilor şi ulterior a cotelor de amortizare a utilajelor. Fracţiunea din valoarea utilajului care va intra în amortizare în costul fiecărei unităţi de produs va creşte pe măsură ce Iue a utilajului respectiv scade.

1.5. Noţiuni de automatizare şi cibernetizare a proceselor tehnologice

Automatizarea permite efectuarea unei operaţii fără intervenţia de dirijare a omului, ca urmare a dotării instalaţiilor cu dispozitive automate.

Cibernetizarea este o treaptă superioară a automatizării. Este definită ca fiind ştiinţa fenomenelor de conducere automată.

Automatizarea şi cibernetizarea asigură obţinerea unor produse cu o calitate ridicată şi la costuri mici. Ca urmare, produsele sunt competitive, lucru deosebit de important într-o economie de piaţă.

1.5.1 Automatizarea proceselor tehnologice

Prin automatizare se înţelege echiparea unei instalaţii cu dispozitive automate în vederea efectuării unei operaţii fără intervenţia de dirijare a omului. Toate funcţiile umane de observaţie, decizie, memorizare şi efort fizic sunt înlocuite cu funcţiile unor sisteme tehnice, care realizează aceleaşi scopuri prin mijloace electronice şi mecanice, pe baza unor programe bine stabilite în prealabil.

Ansamblul de elemente şi aparate cu care este echipată o instalaţie, pentru a putea funcţiona fără intervenţia omului de dirijare, alcătuieşte dispozitivul de automatizare.

Instalaţia automatizată împreună cu dispozitivul de automatizare formează un sistem automat.

Automatizarea se aplică operaţiilor care constau din anumite transformări

cinematice sau energetice (deplasări şi prelucrări de piese, transmiteri de


- 25 -

energie) sau la operaţii care sunt cerute de transmiterea şi prelucrarea informaţiilor (transmiterea de semnale, selecţii de date, clasificări, calcule etc.). După felul acţiunii automatului asupra instalaţiei automatizate, se deosebesc:

• sisteme automate cu comandă continuă; • sisteme automate cu comandă discontinuă.

În sistemele automate cu comandă continuă, acţiunea automatului asupra

instalaţiei automatizate nu se întrerupe pe toată durata procesului de comandă. În sistemele automate cu comandă discontinuă, comanda executată

asupra obiectului automatizat se transmit la intervale de timp, care se repetă după anumite legi.

Principalele sisteme de automatizare sunt:

• comandă automată, care urmăreşte realizarea unor operaţii pe baza informaţiilor transmise printr-un dispozitiv tehnic;

• reglarea automată, prin care se urmăreşte menţinerea unui regim de lucru al sistemului;

• semnalizarea automată, prin care se transmite automat semnale purtătoare de informaţii pe baza unui cod convenţional;

• avertizarea automată, prin care se indică apariţia unor condiţii noi în procesul tehnologic;

• protecţia automată, prin care se previne depăşirea limitelor admisibile de lucru a instalaţiilor ce sunt protejate;

• blocarea automată, cu ajutorul căreia se împiedică automat efectuarea unor operaţii incorecte, nedorite. Oricare ar fi sistemul de automatizare, el asigură, fără intervenţia

omului, transmiterea şi efectuarea unei comenzi iniţiale, caracterizată printr-o mărime de comandă a, cu scopul de a modifica şi de a stabili în mod corespunzător valorile unei mărimi comandate b, care este o caracteristică a instalaţiei automatizate.

De multe ori, mărimea de comandă a nu poate fi transmisă direct circuitelor de automatizare. În acest caz, ea este convertită într-un dispozitiv numit traductor de intrare, într-o altă mărime, care are variaţii absolut identice cu ale lui a, numită mărime de intrare α.

De exemplu, dacă mărimea de comandă într-un sistem este temperatura, ea poate fi convertită, cu ajutorul unui traductor, într-o mărime electrică, care constituie mărimea de intrare a sistemului de automatizare.

Mărimea comandată b poate coincide, din punct de vedere al naturii, cu

mărimea de ieşire β din instalaţie, dar poate fi şi diferită. În acest ultim caz, mărimea comandată b se converteşte într-o mărime de ieşire β, absolut identică


- 26 -

din punct de vedere al variaţiei, cu ajutorul unui traductor de ieşire sau de reacţie.

Semnalele transmise de mărimea de comandă sau de intrare au, în majoritatea cazurilor, o energie cu mult mai mică decât cea necesară acţionării elementelor de execuţie. Pentru obţinerea puterii necesare acţionării acestor elemente, energia semnalelor date de mărimea de comandă sau de cea de intrare este amplificată de zeci de mii de ori în dispozitive numite amplificatoare. Semnalele amplificatoarelor poartă numele de mărime de execuţie ε.

Relaţia dintre mărimile de comandă, de intrare, de execuţie şi de ieşire se

realizează în diverse circuite de automatizare. Din punct de vedere al legăturilor dintre dispozitivele de automatizare şi instalaţia automată, se deosebesc două sisteme automate:

• sisteme automate cu circuit deschis; • sisteme automate cu circuit închis;

Sisteme automate cu circuit deschis

În sistemele automate cu circuit deschis, variaţiile mărimilor de ieşire β urmăresc variaţiile mărimii de intrare α, fără ca sistemul să controleze dacă această operaţie a fost îndeplinită. Astfel de sisteme sunt folosite când nu se cer condiţii speciale de precizie. Elementele componente ale unui sistem automat cu circuit deschis (figura 1.8) sunt :

• elementul sensibil (1), care măsoară mărimea de comandă a; • traductorul de intrare (2), care transformă mărimea de comandă a în

mărime de intrare α; • amplificatorul de putere (3), care amplifică semnalele de intrare

producând o mărime de execuţie ε capabilă să acţioneze elementul de execuţie (4);

• elementul de execuţie (4), care acţionează asupra instalaţiei automate în scopul realizării mărimii comandate b;

• instalaţia automatizată (5); • elementul sensibil pentru măsurarea performanţei instalaţiei (b).


a) b)

1

a 2 3 4 5 b α ε

Fig. 1.8. Instalaţie de automatizare cu circuit deschis a) Schema de principiu

b) Schema de încălzire a unui cuptor cu gaz metan

Pentru a înţelege funcţionarea unui sistem de automatizare în circuit deschis, vom considera procesul de încălzire cu gaz metan a unui cuptor (fig. 1.8.b). Procesul de încălzire depinde de un parametru caracterizat printr-o valoare a, care este luat drept mărime de comandă. Fie acesta debitul de gaze combustibile din reţea. Pentru a păstra condiţiile constante în proces, adică temperatura de lucru din cuptor, indiferent de variaţia debitului de gaze din reţea (mărimea a) se converteşte debitul de gaz, măsurat cu un element sensibil (1), într-un traductor (2), în curent electric şi rezultă mărimea de intrare α. Curentul electric este mărit într-un amplificator (3), rezultând mărimea de execuţie ε, care acţionează motorul electric (4). Acesta închide sau deschide robinetul de gaz al injectorului cuptorului (5), în aşa fel încât temperatura în cuptor să rămână constantă (mărimea b).

Sistemele automate în circuit deschis urmăresc numai variaţia unei mărimi independente de procesul de automatizare, în exemplul prezentat – debitul de gaze din reţea, motiv pentru care ele sunt numite şi sisteme de comandă automată.

Sisteme automate cu circuit închis

Sistemele automate cu circuit închis sunt comandate de o mărime de acţionare γ, care este dată de diferenţa dintre mărimea de comandă a şi mărimea comandată b (sau mărimea de intrare α şi mărimea de ieşire β). În acest caz, mărimea de comandă a (de intrare α) nu mai este un parametru, care influenţează direct producerea procesului, ci este o mărime prescrisă egală cu mărimea comandată ce urmează a fi realizată. Când mărimea de comandă devine egală cu cea comandată, mărimea de acţionare γ devine nulă şi acţiunea de comandă încetează. Dacă mărimile α şi β nu sunt de aceeaşi natură, mărimea β este în prealabil convertită, cu un traductor de reacţie, într-o mărime de reacţie ρ de aceeaşi natură cu α.

- 27 -


- 28 -

Sistemul automat în circuit închis urmăreşte permanent variaţiile mărimii de acţionare, tinzând să i le anuleze.

Sistemele automate în circuit închis cuprind următoarele elemente (fig.

1.9): • sursa A pentru producerea mărimii prescrise; • traductorul de intrare (1), care transmite elementului de comparare (2)

semnalul α, corespunzător mărimii de comandă prescrisă a; • elementul sensibil B pentru măsurarea mărimii comandate; • traductorul de reacţie (6), care transmite elementului de comparaţie

semnalul β, corespunzător mărimii de ieşire; • elementul de comparaţie (2) sau detectorul de eroare, care determină

diferenţa între rezultatele măsurării mărimilor de intrare şi de ieşire; • amplificatorul (3); • elementul de execuţie (4).


În circuitele închise, pe lângă calea directă de transmitere a comenzii de la intrare la ieşire (calea de comandă), mai există o cale inversă, de control, de la ieşire la elementul de comparaţie, prin care se confirmă comanda.

- 29 -

Fig. 1.9. Instalaţia automatizată cu circuit închis

a

α 1

A

6

β

66̀ 3

2

b B

5

4

b)

γ

ε

a)

a) schema de principiu b) schema de încălzire cu gaz metan a unui cuptor

Dacă la un circuit închis se elimină legătura inversă, se obţine un sistem

automat în circuit deschis. Vom exemplifica funcţionarea automatizării în circuit închis, pe acelaşi sistem de

automatizare a încălzirii unui cuptor (fig. 1.9 b.). În acest caz, sursa care produce mărimea de comandă prescrisă a va emite semnale

corespunzătoare unei temperaturi pe care dorim să o avem în cuptor. Această mărime este convertită cu ajutorul traductorului de intrare (1), în mărimea de intrare prescrisă α, care este transmisă la elementul de comparaţie (2). La acestea sosesc şi semnalele β ale traductorului de reacţie (6), care converteşte temperatura din cuptor în semnale de aceeaşi natură cu α.

Elementul de comparaţie face diferenţa dintre valorile celor două semnale. Dacă cele două semnale sunt egale, γ=0, elementul de comparaţie nu mai transmite mai departe nici un semnal şi robinetul de reglare al injectorului de gaze rămâne nemişcat. În caz contrar, se emite un semnal γ, care după amplificare, va pune în mişcare robinetul (5), într-un sens sau altul, prin intermediul motorului (4), care reprezintă elementul de execuţie.

Din cele arătate, rezultă că sistemele automate în circuit închis

reacţionează la variaţia unei mărimi ce depinde de procesul de automatizare, motiv pentru care ele sunt denumite sisteme de reglare automată.

Un sistem automat, indiferent de circuit, se caracterizează prin:

• sensibilitate definită de raportul Δα/α, respectiv,Δγ/γ, în care Δα şi Δγ reprezintă intervalul minim cu care trebuie să varieze mărimea de intrare α sau de acţionare γ, pentru ca sistemul să se declanşeze;


• rapiditatea, care este capacitatea sistemului de urmărire cât mai rapidă a variaţiilor mărimii de ieşire de către mărimea de intrare; • stabilitatea este capacitatea sistemului de amortizare a oscilaţiilor mari,

care se produc în sistem, când au loc variaţii bruşte ale mărimii de intrare. Dacă variaţiile mărimii de intrare se amortizează în timp, relativ repede, sistemul este stabil.

Consideraţii tehnico-economice asupra automatizării

Introducerea automatizării în industrie reprezintă direcţia principală a progresului tehnic, fiind unul din cele mai importante mijloace de mărire a productivităţii muncii. Automatizarea este justificată economic ori de câte ori poate fi efectuat, prin introducerea ei, un volum mare de operaţii într-un timp scurt, cu o precizie sporită. Automatizarea prezintă numeroase avantaje: • realizarea unor consumuri specifice mult reduse şi a unor indicatori de

utilizare înalţi; • mărirea preciziei de lucru şi îmbunătăţirea calităţii produselor; • îmbunătăţirea condiţiilor de muncă şi schimbarea caracterului muncii

prestate (se cere o înaltă calificare); • reducerea sau chiar eliminarea poluării mediului înconjurător; • mărirea productivităţii muncii; • reducerea sensibilă a costurilor de fabricaţie.

Principalul dezavantaj al automatizării este reprezentat de volumul mare

de investiţii suplimentare pe care îl necesită. Aceste cheltuieli sunt amortizate relativ repede (de exemplu 5-8 ani la termo- şi hidrocentrale), prin avantajele enumerate mai sus.

Automatizarea unei instalaţii se face după ce s-au analizat avantajele aduse şi cheltuielile suplimentare pentru automatizare. Criteriul de bază pentru aprecierea eficacităţii automatizării îl constituie timpul T de recuperare a investiţiilor efectuate pentru automatizare:

( ) QCCV

T21

a⋅−

= (1.8)

în care: Va este valoarea investiţiilor necesare pentru automatizare; C1 şi C2 – costurile unitare de producţie obţinute înainte şi după introducerea automatizării; Q – producţia anuală.

- 30 -


- 31 -

Se consideră că automatizarea poate fi rentabilă dacă timpul de recuperare a investiţiilor suplimentare nu depăşeşte 2-3 ani; numai în puţine ramuri industriale poate ajunge până la 7 ani.

1.5.2 Modelarea matematică a proceselor tehnologice

Principala condiţie necesară pentru cibernetizarea unui proces, în afară de existenţa bazei materiale (calculatorul cu interfeţele sale cu instalaţia), o constituie elaborarea unui model matematic al procesului, pe baza căruia calculatorul să poată să-şi îndeplinească misiunea.

Un proces tehnologic poate fi considerat a fi un sistem caracterizat prin intrări şi ieşiri de natură fizică şi/sau informaţională. Datele de intrare suferă în cadrul procesului transformări ce pot fi dirijate sau ale căror perturbări pot fi compensate prin introducerea unor mărimi de comandă.

Intrările şi ieşirile exprimate numeric poartă numele de variabile. Se disting:

• variabile de intrare numite variabile independente , care pot fi: necomandabile; comandabile;

• variabile de ieşire numite variabile dependente, care pot fi: intermediare; de performanţă.

Variabilele independente necomandabile sunt variabilele care nu pot fi

comandate după dorinţă, cum ar fi: • calitatea şi disponibilitatea materiilor prime, • temperatura, presiunea şi puritatea atmosferei din mediul ambiant, • starea tehnică a utilajelor; • costurile materiilor prime; • preţul de vânzare al produselor.

Mărimile caracteristice ale variabilelor necomandabile pot varia în timp

monoton sau aleator, aceste variaţii numindu-se perturbaţii. Perturbaţiile provoacă modificări în regimul de funcţionare al instalaţiei şi/sau modificări ale procesului tehnologic.

Variabilele independente comandabile sunt acele mărimi ce pot fi modificate de factorii de decizie în scopul obţinerii performanţelor dorite de cantitate, calitate, cost. Se pot astfel modifica debitele de materie primă, parametrii fizici de desfăşurare a proceselor (temperatură, presiune, timp). Promptitudinea şi justeţea cu care se modifică variabilele comandabile, în funcţie de perturbaţiile survenite, asigură buna desfăşurare a procesului tehnologic.


- 32 -

Variabilele dependente intermediare sunt acele valori care se culeg din

instalaţie în scopul constatării efectului modificărilor variabilelor de intrare, înainte ca acest efect să se facă resimţit asupra variabilelor de performanţă (de exemplu, consistenţa aluatului după operaţia de frământare). În funcţie de valorile obţinute se pot modifica variabilele comandabile până se asigură rezultatul dorit.

Variabilele dependente de performanţă sunt acele mărimi care servesc

direct la aprecierea calităţii şi eficienţei producţiei (de exemplu, randamentul în produs principal, ponderea şi natura produselor secundare, gradul de încărcare a utilajelor şi, în final, costul de producţie şi beneficiul întreprinderii).

Conducerea optimă a procesului tehnologic se realizează atunci când se

reuşeşte modificarea variabilelor comandabile astfel încât, pentru un set de variabile necomandabile date, valorile variabilelor de performanţă să fie cât mai bune cu putinţă.

În condiţiile unui model matematic corect şi complet, calculatorul reuşeşte acest lucru mai repede şi mai bine decât omul, datorită vitezei mari de calcul de care dispune şi a capacităţii de luare în consideraţie, concomitent, a tuturor variabilelor de intrare.

Odată identificate toate variabilele unui proces tehnologic, se trece la

construirea modelului matematic. Aceasta constă în realizarea unui sistem coerent de ecuaţii matematice, care să exprime variabilele de performanţă şi pe cele intermediare în funcţie de variabilele de intrare. Pornind de aici, se construieşte un nou set de relaţii matematice, de regulă, sub forma unor condiţii de minim sau maxim, care permite calculul valorilor variabilelor comandabile, astfel încât variabilele de performanţă să fie optime.

În final, modelul matematic obţinut se transmite calculatorului căruia nu-i rămâne decât, să rezolve sistemele de ecuaţii, ori de câte ori, apar perturbaţii ale variabilelor independente sau ale variabilelor intermediare, perturbaţii pe care, de regulă, tot el le măsoară.

Cibernetizarea unui proces tehnologic ridică un număr mare de probleme,

care s-ar putea împărţi în două mari categorii: a) – posibilitatea de a dispune de un număr mare de senzori capabili să

transmită informaţii „pe înţelesul calculatorului” despre toate variabilele independente şi intermediare de luat în considerare;

b) – existenţa unui model matematic corect şi complet. În funcţie de cum sunt soluţionate aceste probleme, se disting trei

posibilităţi de utilizare a calculatorului în cadrul activităţii de conducere a unui proces tehnologic:


• amplasarea calculatorului offline conform schemei:

PROCES OM CALCULATOR

Această schemă se adoptă atunci când nu există interfeţele care să facă o

legătură directă între calculator şi proces. Poate funcţiona chiar în condiţiile în care există doar modele matematice parţiale, pe faze ale procesului.

Rolul calculatorului este acela de a efectua mai rapid unele calcule solicitate de om, ale căror rezultate vor permite acestuia să poată lua o decizie. Această amplasare este utilă şi în faza de testare a modelelor matematice complete.

• amplasarea online deschisă conform schemei:

PROCES

OM

CALCULATOR

Aici există interfeţele de culegere a datelor din procesul tehnologic, dar modelul matematic este incomplet, ceea ce impune ca decizia finală să revină omului, pe baza datelor oferite de calculator.

• amplasarea online închisă conform schemei:

PROCES OM CALCULATOR

Aceasta corespunde proceselor cu adevărat cibernetizate. Rolul omului este acela de a supraveghea funcţionarea ansamblului prin informaţiile de sinteză pe care le afişează calculatorul.

1.5.3 Cibernetizarea proceselor tehnologice

Cibernetizarea este definită ca fiind ştiinţa fenomenelor de conducere automată. Cibernetica tehnică se ocupă de conducerea automată a marilor sisteme tehnice, conducere care se face cu ajutorul calculatoarelor. Mulţi consideră că cibernetizarea este o treaptă superioară automatizării.

În principiu, operaţia se desfăşoară în felul următor: calculatorul electronic primeşte de la procesul tehnologic date asupra variabilelor

- 33 -


independente şi dependente şi calculează funcţia de performanţă cu ajutorul dispozitivului I (identifică performanţa), figura 1.10. Rezultatul calculului este trimis în dispozitivul de memorare M, unde se compară valoarea găsită cu cea optimă, determinată în funcţie de variabilele procesului. Rezultatul acestei comparaţii este trimis în dispozitivul de comandă C, care analizează conţinutul instrucţiunilor primite de la dispozitivul de memorare şi trimite comenzi pentru efectuarea operaţiilor necesare reglării.

- 34 -

Pentru exemplificare vom prezenta principiul cibernetizării unui proces tehnologic de extracţie.

Într-o instalaţie de extracţie se prelucrează „A” tone materie primă, obţinându-se „B” tone de produs finit. Se notează cu „m” extracţia de substanţă utilă, 100

ABm ⋅= .

Prin modelul matematic al procesului s-a determinat legătura dintre extracţia de substanţă utilă şi o variabilă principală a procesului „a”, care al rândul ei este dependentă de alte variabile: „b”, „c”, „d”, „e” etc. Cu ajutorul funcţiei de performanţă, s-a stabilit că procesul se desfăşoară cu extracţia optimă m0, dacă a are o anumită valoare, a0 (fig. 1.10.).

În cazul în care sistemul lucrează cu parametrii a0=f(b0,c0,d0), variaţia m=f(a) este dată de curba S0, iar valoarea lui a, corespunzătoare lui m0, este a0. Dacă se produce o perturbare în proces, datorită modificării unora din variabilele b, c, d etc., care conduce la o scădere a extracţiei cu Δm = m0 - mr, sistemul va funcţiona după o curbă nouă Sr. Se vede, uşor, că în acest caz, pentru a obţine

g

f e

c

d

b

C

M

I

ar0

Δa

Δm

B

A

a

3 2Proces extracţie 1

Identificare (calculează Δm)

Para

met

rii fi

cşi

Expe

rimen

tal

Optimizarea valorii lui a

(determină a)Δ

Comandă schimbarea lui a

Fig. 1.10 Principiul cibernetizării proceselor tehnologice


extracţia maximă m0 va trebui să se varieze a de la a0 la ar (deci, să se mărească cu Δa = ar – a0).

Cibernetizarea procesului se va executa după schema din figura 1.11 Din procesul de extracţie se

culeg date privitoare la cantitatea de materie primă alimentată (1), cantitatea de produse rezultată (2) şi asupra parametrului a (3) şi se introduc în dispozitivul de identificare al calculatorului I.

Dacă pentru aceste date mr<m0 se trimit instrucţiunile (diferenţele Δm) în memoratorul M unde se calculează valoarea diferenţei Δa.

Fig. 1.11 Reprezentarea funcţiei de performanţă într-un proces de extracţie

Această nouă informaţie se trimite în dispozitivul de comandă C, care dă comenzile necesare pentru modificarea variabilei a (de exemplu, debitul de circulaţie al materialelor

Ca şi automatizarea, cibernetizarea determină:

• realizarea unor consumuri specifice mult reduse şi a unor indicatori de utilizare înalţi; • eliminarea poluării mediului înconjurător; • obţinerea unor calităţi înalte a produselor; • creşterea productivităţii muncii; • reducerea sensibilă a costurilor de fabricaţie.

1.6. Robotizarea proceselor tehnologice

1.6.1 Definiţie, însuşiri

Semantica cuvântului robot sugerează echipamente ce pot executa gesturi specifice omului sub coordonarea biologică ochi-mână. Prin dezvoltarea explozivă a tehnicii roboţilor, în prezent, noţiunea de robot a depăşit cu mult limitele acestei semnificaţii, robotizarea ajungând să reprezinte o măsură a gradului de automatizare flexibilă (adaptabilă) şi cibernetizare industrială a unei ţări.

- 35 -


- 36 -

În definirea conceptului de robot sau de roboţi industriali, nu există un consens unanim acceptat. Unele publicaţii ştiinţifice definesc roboţii industriali ca fiind manipulatoare automate cu comandă program, ce pot fi împărţite, după caracterul operaţiilor ce le execută, în trei grupe:

• roboţi industriali de producţie RIP, care iau parte nemijlocit în procesul de producţie ca maşini de lucru; • roboţi industriali pentru ridicat şi transportat RIRT care efectuează operaţii de alimentare automată a utilajelor tehnologice de bază şi operaţii de transport şi depozitare;

• roboţi industriali universali RIU, care reunesc însuşirile celorlalte două categorii.

În domeniul roboticii s-a ajuns la următoarea definire a noţiunilor de

manipulatoare şi roboţi industriali: manipulatoarele sunt mecanisme cu 3-4 grade de mobilitate din cele 6 existente în spaţiu (3 rotaţii şi 3 translaţii) caracterizate printr-un ciclu de funcţionare rigid, definit de limitatoare de cursă reglabile. Datorită programării rigide, manipulatoarele se folosesc mai ales în liniile automate de producţie de serie mare. În acest caz, schimbarea produsului sau a procesului tehnologic conduc la reconsiderarea întregului sistem.

robotul industrial cu programare flexibilă este definit ca fiind un sistem multifuncţional conceput să efectueze un lucru mecanic util, cu ajutorul unor mişcări programate şi controlate continuu, în vederea îndeplinirii unei game variate de sarcini într-un anumit proces tehnologic. Aceste caracteristici permit ca la schimbări ale tipului constructiv de piese sau ale procesului tehnologic să nu se restructureze întregul sistem, problema rezolvându-se prin reprogramarea roboţilor şi realizarea unor modificări mici ale sistemului. Roboţii industriali au o serie de însuşiri, cum ar fi:

• au posibilitatea executării unor operaţii tehnologice diferite, într-o succesiune variabilă; • au un număr de grade de mobilitate controlabile independent de către o structură de comandă, care le permite executarea operaţiilor de complexitate variabilă; • pot funcţiona automat fără a fi necesar intervenţia omului în timpul activităţii productive;


- 37 -

• pot fi dotaţi cu o capacitate logică, în vederea încadrării într-un sistem logistic de corelare a fluxurilor informaţionale, care concură la realizarea unui anumit proces de fabricaţie industrială; • pot realiza, la un anumit nivel de perfecţionare, procesul de adaptare pentru a putea funcţiona în condiţii neprevăzute de om şi prin procesul de autoinstruire îşi perfecţionează activitatea pe baza propriei experienţe.

1.6.2. Clasificarea roboţilor industriali

Cea mai utilizată este clasificarea pe generaţii, care foloseşte drept criteriu de bază capacitatea de percepere şi interpretare a semnalelor din mediul extern şi capacitatea de adaptare la mediu în timpul procesului de lucru. Din acest punct de vedere, roboţii industriali sunt grupaţi pe generaţiile 0, 1, 2 şi 3.

Roboţii din generaţia 0 sunt reprezentaţi de manipulatoare simple, care

pot executa o succesiune de operaţii fixe. Aceştia posedă numai câteva grade de mobilitate, rigid programabile, fapt pentru care nu intră în categoria roboţilor propriu-zişi.

Roboţii din prima generaţie sunt roboţi programabili cu comandă în

„buclă deschisă” faţă de mediul de lucru, adică nu primesc semnale de reacţie de la senzori externi. Sunt utilizaţi la operaţii simple, care nu necesită adaptare la mediu (de exemplu, operaţii de vopsire, sudură, turnare, manipulări grosiere). Noile tipuri de roboţi din această generaţie sunt prevăzuţi cu comandă numerică şi pot fi comandaţi direct de către calculator.

Roboţii din a doua generaţie sunt prevăzuţi cu senzori tactili, de forţă,

de proximitate, camere TV. Ei realizează coordonarea ochi-mână, piesele manipulate nu mai trebuie orientate în prealabil, deoarece mişcarea organelor de lucru ale robotului se realizează în funcţie de situaţia reală dată. Se asigură o adaptare ridicată la mediu.

Roboţii din generaţia a treia sunt dotaţi cu senzori complecşi şi utilizează elemente de inteligenţă artificială. Au un grad înalt de decizie şi planificare, realizează procese logice, complexe, în vederea unei rapide adaptări la o diversitate mare de activităţi şi, eventual, pentru o autoinstruire. Ei recunosc obiectele în spaţiu şi pot lua decizii în procese complicate, cum ar fi: operaţii de asamblare şi montaj.

1.6.3. Structura generală a robotului condus de calculator

Un robot industrial trebuie să realizeze patru tipuri de funcţii generale:


• acţiune asupra mediului înconjurător cu ajutorul unor elemente ( de apucare, de împingere, de ridicare); • percepţie în scopul culegerii de informaţii asupra mediului înconjurător; • comunicare pentru schimbul de informaţii dintre robot şi operatorul uman; • decizie pentru organizarea interacţiunii primelor trei funcţii în vederea realizării unei sarcini.

Pentru realizarea acestor funcţii, structura unui robot este alcătuit din patru subsisteme (figura 1.12).

Sistemul de comandă şi

programare Sistemul de

acţionare Sistemul cinematic

Sistemul senzorial

- 38 -

Fig. 1.12 Elementele componente ale structurii unui robot

Sistemul cinematic este alcătuit din structura mecanică capabilă să execute mişcările necesare pe baza comenzilor primite de la sistemul de comandă. Structura mecanică a robotului este formată dintr-un corp fix (piedestal), susţinut pe roţi sau picioare mecanice, şi braţul (braţele) care constituie organul de lucru propriu-zis.

Dispozitivul de ghidare este alcătuit din braţ sau braţ şi antebraţ

împreună cu mecanismul de orientare (încheietura de la extremitatea braţului) de care se leagă dispozitivul de lucru ( mână de lucru, dispozitiv de apucare etc.). Braţul sau perechea braţ-antebraţ se numeşte mecanism generator de traiectorie. Braţul realizează mişcarea regională, adică deplasarea după o anumită traiectorie a punctului caracteristic ( un punct al obiectului care reprezintă obiectul în timpul deplasării acestuia). Încheietura realizează mişcarea locală (de poziţionare). Mişcarea regională şi cea locală au în total şase grade de mobilitate, iar pentru mişcarea degetelor dispozitivului de apucare mai sunt necesare alte două grade de libertate.

Dispozitivele de lucru – mâinile robotului sunt clasificate, după principiul

de funcţionare, în patru categorii: • dispozitive de prehensiune bazate pe apucarea obiectelor; • dispozitive magnetice de prehesiune; • dispozitive de prehensiune vacuumatice; • dispozitive de prehensiune bazate pe alte principii de funcţionare.


- 39 -

Sistemul de acţionare este considerat musculatura robotului. Funcţiile

sunt îndeplinite prin utilizarea unor motoare electrice, hidraulice sau pneumatice. Acţionarea hidraulică a robotului este cea mai folosită, datorită următoarelor avantaje:

• raportul putere/greutate al elementelor de acţionare hidraulică foarte ridicat; • posibilităţi bune de reglare; • structură de ansamblu simplă; • tehnici de comandă bine cunoscute; • siguranţă în funcţionare.

Sistemul de comandă şi programare reprezintă un ansamblu de

echipamente şi de programe, care realizează mişcarea robotului în regim automat sau manual. Structura sistemului de comandă, indiferent de varianta constructivă (mecanică, electrică sau pe baza structurilor de calcul), depinde de setul de funcţii atribuite:

• comanda mişcării robotului (automată sau manuală); • programarea robotului; • integrarea în sistemul de automatizare flexibilă (cooperarea cu alţi roboţi, maşini unelte şi dispozitive de transfer). Metodele de programare se împart în metode netextuale (în urma

programării nu rezultă un text program) şi metode textuale (în urma programării rezultă un text program asemănător cu programele pentru calculatoarele universale).

Sistemul senzorial. Sistemele de comandă descrise anterior folosesc ca referinţă o traiectorie

programată aprioric şi informaţii despre poziţia şi viteza elementelor componente ale mecanismului activ (dispozitivul de ghidare şi de lucru). O traiectorie de mişcare nu poate fi descrisă aprioric faţă de execuţia ei, pentru un mediu necunoscut deoarece poate produce coliziuni cu obstacole, nu-şi atinge ţinta etc. De aceea, pentru execuţia mişcării în medii necunoscute este necesară echiparea structurilor mecanice cu senzori, care să transmită informaţii din spaţiul de lucru. În acest caz, se folosesc roboţi programaţi.

Senzorii folosiţi la echiparea structurilor mecanice se pot clasifica după : • tipul informaţiei furnizate (fizică, chimică, geometrică); • zona din care recepţionează informaţia (de contact, de zonă apropiată, îndepărtată sau foarte îndepărtată); • soluţia constructivă (activi, pasivi);

Cel mai des utilizaţi sunt senzorii de forţă, densitate, elasticitate, termici, de culoare, de transparenţă optică.


- 40 -

Senzorii de forţă măsoară forţele şi momentele mecanice care apar în

structura mecanică proprie şi asupra obiectelor manipulate. Senzorii tactili (de contact) semnalează atingerea unui obiect din mediu.

Într-o formă mai complexă de organizare pot recunoaşte chiar obiectele calculând poziţia şi orientarea lor în spaţiu.

Senzorii de proximitate (zonă apropiată) semnalează prezenţa obiectului din mediu fără stabilirea contactului. Ei pot fi optici, cu ultrasunete, electromagnetici.

Senzorii de zonă îndepărtată sau foarte îndepărtată măsoară distanţele faţă de obiecte aflate la o depărtare mai mare de cinci metri prin folosirea telemetrelor (cu ultrasunete sau laser).

1.6.4. Aspecte tehnico-economice asupra utilizării roboţilor industriali

Utilizarea roboţilor industriali conduce la: • creşterea calităţii produselor; • creşterea considerabilă a productivităţii muncii; • reducerea costurilor produselor; • asigură securitatea muncii în medii productive toxice sau cu înalt pericol de accidente mecanice.

Robotizarea proceselor industriale exercită influenţe şi asupra altor

domenii de activitate, cum ar fi: • realizarea unor componente electrice şi de mecanică fină cu fiabilitate mult sporită; • tipizarea şi standardizarea elementelor constructive ale roboţilor pentru diminuarea efortului de concepţie şi de fabricaţie; • perfecţionarea calculatoarelor care comandă funcţionarea roboţilor.

Concluzii

Procesul de producţie reprezintă totalitatea activităţilor desfăşurate cu ajutorul mijloacelor de muncă în vederea transformării obiectelor muncii în produse finite.

Procesul de producţie este compus din procese tehnologice (de bază), procese auxiliare şi procese de deservire.

Procesul tehnologic este ansamblul de cunoştinţe, utilaje şi proceduri organizat în scopul realizării unui produs, pornind de la anumite materii prime, într-un context local şi în condiţii economice avantajoase.


- 41 -

Procesul tehnologic poate fi continuu, discontinuu sau combinat (după desfăşurarea în timp), manual, mecanizat, automatizat sau cibernetizat (după modul de comandare al desfăşurării procesului).

Transformările cantitative pe care materiile prime, materialele le suferă, prin prelucrarea lor, într-un proces tehnologic sunt exprimate de bilanţul de materiale.

La baza calculelor bilanţurilor de materiale stă legea conservării materiei. Bilanţul de materiale se prezintă sub forma unui tabel cu două coloane,

intrări şi ieşiri, cantităţile fiind trecute în unităţi de masă şi în procente, totalul pe cele două coloane trebuie să fie identic.

Într-un proces tehnologic, sunt supuse transformărilor materii prime şi materiale, apă, energie sub diferite forme.

Din proces rezultă: produs finit, semifabricat, produse secundare, intermediare, deşeuri, rebuturi, pierderi tehnologice.

Indicatorii tehnico-economici sunt definiţi ca expresii numerice cu ajutorul cărora se caracterizează modul de desfăşurare a proceselor de producţie.

Se clasifică în indicatori tehnico-economici de consum şi de utilizare. La baza calculării indicatorilor de consum (consumul specific) stau

bilanţurile de materiale şi energie. Consumul specific este reprezentat dintr-un număr care ne arată

cantitatea, dintr-o materie primă dată, necesară obţinerii unei unităţi de produs principal.

Indicatorii de utilizare exprimă prin valori numerice modul în care sunt exploatate utilajele.

Pot fi indicatori de utilizare intensivă (capacitatea de producţie şi producţia specifică) şi de utilizare extensivă (timpul disponibil).

Automatizarea reprezintă echiparea unei instalaţii cu dispozitive automate, în vederea efectuării unei operaţiuni fără intervenţia de dirijare a omului.

Din punct de vedere al legăturilor dintre dispozitivele de automatizare şi instalaţia automată, se deosebesc sisteme automate cu circuit deschis şi sisteme automate cu circuit închis.

Cibernetizarea proceselor tehnologice este o treaptă superioară a automatizării, ea ocupându-se de conducerea automată a marilor sisteme tehnice.

Condiţiile necesare pentru cibernetizarea unui proces sunt: existenţa bazei materiale şi a unui model matematic al procesului, pe baza căruia calculatorul să poată lucra.

Robotul industrial cu programare flexibilă este un sistem multifuncţional conceput să efectueze un lucru mecanic util, cu ajutorul unor mişcări programate şi controlate continuu, în vederea îndeplinirii unor sarcini într-un anumit proces tehnologic.

Pentru realizarea funcţiilor, structura unui robot este alcătuită din patru subsisteme: de comandă şi programare, de acţionare, cinematic şi senzorial.


- 42 -

Teste grilă

Testul 1.1 În producţia de serie:

a) la majoritatea locurilor de muncă operaţiile executate nu se schimbă timp îndelungat; b) produsul este lansat periodic, la intervale bine stabilite de timp; c) la un loc de muncă se prelucrează loturi succesive de piese diferite.

Varianta corectă este: 1. (a,c); 2. (a,b,c); 3. (b,c).

Testul 1.2 Procesul tehnologic este:

a) ansamblul complex de cunoştinţe, utilaje şi proceduri; b) proces de bază al procesului de producţie; c) proces de transformare al materiilor prime; d) proces de realizare al unui produs, într-un context local şi în condiţii economice

avantajoase; e) totalitatea activităţilor desfăşurate cu ajutorul mijloacelor de muncă.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c,d); 2. (a,c,e); 3. (b,c,d,e); 4. (a,c,d); 5. (a,b,e).

Testul 1.3 Modul de realizare al unui proces tehnologic depinde de o serie de condiţii locale, cum ar fi:

a) disponibilitatea sau indisponibilitatea unor materii prime; b) costul forţei de muncă; c) cererea pieţei; d) cultura dintr-o anumită ţară; e) costul de producţie.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c,e); 2. (a,b,d); 3. (b,c,d,e); 4. (c,d,e).

Testul 1.4 Fluxul tehnologic reprezintă:

a) succesiunea operaţiilor tehnologice în ordinea desfăşurării lor în timp; b) succesiunea operaţiilor în ordinea aşezării utilajelor în secţiile de producţie; c) durata necesară materiilor prime de a parcurge întregul proces tehnologic.

Varianta corectă este: 1. (a,c); 2. (a,b,c); 3. (a,b); 4. (b,c).


- 43 -

Testul 1.5 Procesele de deservire sunt considerate:

a) întreţinerea utilajelor în stare de funcţionare; b) transportul intern; c) alimentarea cu energie şi apă; d) depozitarea materialelor şi produselor; e) activitatea laboratoarelor; f) funcţionarea instalaţiilor de automatizare.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c); 2. (b,d,f); 3. (a,c,d,e); 4. (b,d,e); 5. (b,c,d).

Testul 1.6 După desfăşurarea în timp, procesele tehnologice se împart în:

a) procese tehnologice continue; b) procese tehnologice discontinue; c) procese tehnologice combinate; d) procese tehnologice mecanizate; e) procese tehnologice automatizate; f) procese tehnologice cibernetizate.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c); 2. (d,e,f); 3. (a,b,c,d); 4. (b,c,e).

Testul 1.7 După modul de comandare al desfăşurării procesului tehnologic se disting:

a) procese tehnologice continue; b) procese tehnologice discontinue; c) procese tehnologice combinate; d) procese tehnologice mecanizate; e) procese tehnologice automatizate; f) procese tehnologice cibernetizate.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c); 2. (d,e,f); 3. (a,b,c,d); 4. (b,c,e).

Testul 1.8 La procesele tehnologice automatizate:

a) parametri de funcţionare sunt stabiliţi de către om; b) maşini specializate asigură singure menţinerea nivelului acestor parametri; c) parametri de funcţionare sunt stabiliţi de către calculatorul electronic de proces; d) dispozitive specializate avertizează în caz de avarie; e) calculatorul estimează, în fiecare moment, utilitatea menţinerii sau modificării unor

parametri.


- 44 -

Varianta corectă este: 1. (a,b,c,d); 2. (b,c,d,e); 3. (a,b,c); 4. (a,b,d); 5. (b,c,d).

Testul 1.9 Bilanţul de materiale:

a) exprimă cantitativ transformările pe care materiile prime, materialele le suferă, prin prelucrarea lor, într-un proces tehnologic;

b) reprezintă expresii numerice cu ajutorul cărora se caracterizează modul de desfăşurare al proceselor de producţie;

c) permite compararea rezultatelor economice obţinute de două sau mai multe întreprinderi care au acelaşi profil şi utilizează acelaşi proces tehnologic.

Varianta corectă este: 1. (a,b); 2. (b,c); 3. (a,c).

Testul 1.10 Bilanţul de materiale se prezintă sub forma unui tabel cu două coloane: intrări şi ieşiri. Coloana intrărilor cuprinde:

a) materiale; b) produse secundare; c) materii prime; d) rebuturi; e) deşeuri; f) materiale recuperabile; g) apă.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c,d); 2. (a,c,f,g); 3. (b,c,d,f); 4. (a,c,e,g).

Testul 1.11 Produsele finite:

a) reprezintă scopul activităţii de bază a întreprinderii; b) au proprietăţi fizice şi chimice bine stabilite; c) sunt produse ajunse în faza de prelucrare corespunzătoare finisării; d) sunt produse ajunse la diferite niveluri de prelucrare corespunzătoare procesului

tehnologic; e) nu caracterizează activitatea de bază a întreprinderii.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c); 2. (a,b,d); 3. (b,c,e); 4. (a,c,d).

Testul 1.12


- 45 -

Cauzele apariţiei rebuturilor sunt: a) imperfecţiuni din proiectare ale procesului tehnologic; b) nivelul insuficient de calificare al personalului; c) nerespectarea disciplinei tehnologice; d) calitatea necorespunzătoare a materiilor prime; e) gradul înaintat de uzură a utilajelor.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c); 2. (b,c,e); 3. (a,d,e); 4. (a,b,c,d,e); 5. (a,c,d,e).

Testul 1.13 Rezervele interne ale întreprinderii sunt:

a) deşeurile; b) rebuturile recuperabile; c) rebuturile nerecuperabile; d) pierderile tehnologice.

Varianta corectă este: 1. (a,b); 2. (a,c); 3. (a,b,c); 4. (a,b,c,d); 5. (c,d).

Testul 1.14 Bilanţurile de materiale şi energie:

a) descriu în mod cantitativ un proces tehnologic; b) descriu în mod calitativ un proces tehnologic; c) stau la baza calcului consumurilor specifice; d) evidenţiază pierderile; e) stau la baza planificării aprovizionării cu materii prime şi la dimensionarea stocurilor;

Varianta corectă este: 1. (a,b,c,d); 2. (a,c,d,e); 3. (a,c,d); 4. (b,c,d,e).

Testul 1.15 Indicatorii tehnico-economici:

a) caracterizează modul de desfăşurare al proceselor de producţie; b) sunt utilizaţi pentru aprecierea rezultatelor tehnice şi economice a întreprinderilor; c) sunt utilizaţi la compararea a două sau mai multe procese tehnologice, care conduc la

obţinerea aceluiaşi produs finit. Varianta corectă este:

1. (a,b,c); 2. (b,c); 3. (a,b); 4. niciuna.


- 46 -

Testul 1.16 Consumurile specifice normate se stabilesc:

a) pornind de la legile fizice şi chimice; b) considerând că instalaţia ar funcţiona în cele mai bune condiţii; c) luând în considerare imperfecţiunile existente în concepţie, proiectare şi construcţie; d) pornind de la datele culese de pe instalaţie în timpul funcţionării ei.

Varianta corectă este: 1. (a,b,d); 2. (a,c); 3. (b,c); 4. (b,c,d).

Testul 1.17 Consumurile specifice reale sunt egale cu cele normate dacă:

a) într-o întreprindere lucrurile merg bine; b) apar rebuturi, pierderi, materii prime care se transformă anapoda din cauza conducerii

incorecte al procesului tehnologic; c) în perioada de punere în funcţiune a unei instalaţii noi.

Varianta corectă este: 1. (a,c); 2. (b,c); 3. a; 4. b.

Testul 1.18 Randamentul

a) este fracţiunea din materia primă care s-a transformat pe filiera dorită; b) se foloseşte pentru calcularea gradului de valorificare a unei materii prime într-o

operaţie tehnologică; c) este întotdeauna subunitar. d) este supraunitar; e) este mai mic sau egal cu 1.

Varianta corectă este: 1. (a,b,e); 2. (a,b,c); 3. (b,d,e); 4. (a,b,d).

Testul 1.19 Indicatorii de utilizare intensivă sunt:

a) capacitatea de producţie; b) producţia specifică; c) consumul specific; d) producţia unui utilaj.

Varianta corectă este: 1. (a,c,d); 2. (a,b); 3. (a,b,d); 4. (a,b,c).

Testul 1.20


- 47 -

Cauzele de reduce a valorilor indicatorului de utilizare extensivă sunt: a) organizarea necorespunzătoare a fluxului de producţie; b) lipsa temporară a unor materii prime; c) lipsa unor spaţii de depozitare a produselor; d) uzura excesivă a unor utilaje; e) organizarea corespunzătoare a operaţiilor de întreţinere şi reparaţii.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c,d,e); 2. (b,c,d,e); 3. (a,b,c,d); 4. (a,b,c); 5. (c,d,e).

Testul 1.21 Un sistem automat este format din:

a) dispozitivul de automatizare; b) traductor de intrare; c) instalaţie automatizată; d) amplificatorul.

Varianta corectă este: 1. (a,b); 2. (a,c); 3. (b,c,d); 4. (a,b,c,d); 5. (c,d).

Testul 1.22 Sisteme automate cu circuit deschis:

a) controlează dacă variaţiile mărimii de ieşire urmăresc variaţiile mărimii de intrare; b) nu controlează dacă mărimea de ieşire urmăreşte variaţiile mărimii de intrare; c) se folosesc când nu se cer condiţii speciale de precizie; d) au ca mărime de intrare o mărime prescrisă egală cu mărimea de ieşire pe care dorim

s-o obţinem; e) se numesc sisteme de comandă automată; f) se numesc sisteme de reglare automată.

Varianta corectă este: 1. (a,c,d,e); 2. (b,c,d); 3. (b,c,d,e); 4. (b,c,e); 5. (b,c,f).

Testul 1.23 Sistemele automate cu circuit închis:

a) controlează dacă variaţiile mărimii de ieşire urmăresc variaţiile mărimii de intrare; b) nu controlează dacă mărimea de ieşire urmăreşte variaţiile mărimii de intrare; c) se folosesc când nu se cer condiţii speciale de precizie; d) au ca mărime de intrare o mărime prescrisă egală cu mărimea de ieşire pe care dorim

s-o obţinem; e) se numesc sisteme de comandă automată; f) se numesc sisteme de reglare automată.


- 48 -

Varianta corectă este: 1. (a,d,f); 2. (b,c,e); 3. (a,c,d,e); 4. (b,c,f); 5. (b,c,d,e).

Testul 1.24 Mărimea de acţionare:

a) este dată de diferenţa dintre mărimea de comandă şi mărimea comandată; b) este determinată de elementul de comparaţie; c) este caracteristică sistemelor automate cu circuit deschis; d) este caracteristică sistemelor automate cu circuit închis.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c); 2. (a,b,d); 3. (b,c,d); 4. (a,c).

Testul 1.25 Sistemele automate cu circuit închis:

a) reacţionează la variaţia unei mărimi ce depinde de procesul de automatizare; b) reacţionează la variaţia unei mărimi ce nu depinde de procesul de automatizare; c) sunt numite şi sisteme de reglare automată; d) sunt numite şi sisteme de comandă automată.

Varianta corectă este: 1. (a,c); 2. (b,d); 3. (b,c); 4. (a,d).

Testul 1.26 Intervalul minim cu care trebuie să varieze mărimea de intrare/acţionare pentru ca sistemul să se declanşeze caracterizează:

a) sensibilitatea sistemului; b) stabilitatea sistemului; c) rapiditatea sistemului.

Varianta corectă este: 1. (a,c); 2. (a,b); 3. a; 4. c; 5. b.

Testul 1.27 Capacitatea sistemului de urmărire cât mai rapidă a variaţiilor mărimii de intrare de către mărimea de ieşire caracterizează:

a) sensibilitatea sistemului; b) stabilitatea sistemului;


- 49 -

c) rapiditatea sistemului. Varianta corectă este:

1. (a,c); 2. (a,b); 3. a; 4. c; 5. b.

Testul 1.28 Capacitatea sistemului de amortizare a oscilaţiilor mari, care se produc în sistem, când au loc variaţii bruşte ale mărimii de intrare, într-un interval de timp relativ mic, caracterizează:

a) sensibilitatea sistemului; b) stabilitatea sistemului; c) rapiditatea sistemului.

Varianta corectă este: 1. a; 2. b; 3. (a,b); 4. (a,c); 5. (b,c).

Testul 1.29 Dezavantajele automatizării sunt:

a) volumul mare de investiţii suplimentare; b) mărirea productivităţii muncii; c) durata de recuperare a investiţiilor de 2-3 ani; d) schimbarea caracterului muncii prestate; e) mărirea preciziei de lucru.

Varianta corectă este: 1. (a,e); 2. (a,c); 3. (a,d,e); 4. a; 5. d.

Testul 1.30 Variabilele de intrare sunt:

a) variabile independente; b) variabile dependente; c) variabile necomandabile şi comandabile; d) variabile de performanţă.

Varianta corectă este: 1. (a,c); 2. (b,c); 3. (b,d); 4. c.

Testul 1.31 Variabilele de ieşire sunt:

a) variabile independente; b) variabile dependente; c) variabile necomandabile şi comandabile;


- 50 -

d) variabile de performanţă. Varianta corectă este:

1. (a,c); 2. (b,c); 3. (b,d); 4. c.

Testul 1.32 Din categoria variabilelor independente comandabile fac parte:

a) calitatea şi disponibilitatea materiilor prime; b) starea tehnică a utilajelor; c) debitele de materii prime; d) parametrii fizici de desfăşurare a proceselor; e) temperatura, presiunea şi puritatea atmosferei din mediul ambiant.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c); 2. (c,d); 3. (a,b,e); 4. (b,c,d); 5. (a,b).

Testul 1.33 Din categoria variabilelor independente necomandabile fac parte:

a) calitatea şi disponibilitatea materiilor prime; b) starea tehnică a utilajelor; c) debitele de materii prime; d) parametrii fizici de desfăşurare a proceselor; e) temperatura, presiunea şi puritatea atmosferei din mediul ambiant.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c); 2. (c,d); 3. (a,b,e); 4. (b,c,d); 5. (a,b).

Testul 1.34 În cadrul activităţii de conducere a unui proces tehnologic, amplasarea calculatorului offline se adoptă atunci când:

a) nu există interfeţele care să facă o legătură directă între calculator şi proces; b) există modele matematice complete; c) nu există modele matematice complete; d) se face testarea modelelor matematice complete.

Varianta corectă este: 1. (a,d,e); 2. (c,d); 3. (b,c); 4. (b,c,e); 5. (c,d,e).

Testul 1.35


- 51 -

În cadrul activităţii de conducere a unui proces tehnologic, amplasarea online deschisă a calculatorului se adoptă atunci când:



Testul 1.36 În cadrul activităţii de conducere a unui proces tehnologic, amplasarea online închisă a calculatorului se adoptă atunci când:



Testul 1.37 Dacă în cazul cibernetizării unui proces tehnologic, extracţia de substanţă utilă scade, ca urmare a apariţiei unei perturbări în proces, pentru ca procesul să se desfăşoare în condiţii optime trebuie:

a) să creştem valoarea variabilei principale a procesului cu „Da”; b) să scădem valoarea variabilei principale cu „Da”; c) să nu modificăm valoarea variabilei principale.

Varianta corectă este: 1. a; 2. (a,c); 3. b; 4. c; 5. niciuna.

Testul 1.38 Robotul industrial cu programare flexibilă este:

a) un sistem multifuncţional conceput să efectueze un lucru mecanic; b) un mecanism cu 3-4 grade de mobilitate; c) capabil să îndeplinească o gamă variată de sarcini într-un proces tehnologic; d) caracterizat printr-un ciclu de funcţionare rigid, definit de limitatoare de cursă

reglabile. Varianta corectă este:

1. (a,b,c,d); 2. (a,c);


- 52 -

3. (b,d); 4. (b,c,d); 5. (a,c,d).

Testul 1.39 Manipulatorul este:

a) un sistem multifuncţional conceput să efectueze un lucru mecanic; b) un mecanism cu 3-4 grade de mobilitate; c) capabil să îndeplinească o gamă variată de sarcini într-un proces tehnologic; d) caracterizat printr-un ciclu de funcţionare rigid, definit de limitatoare de cursă

reglabile. Varianta corectă este:

1. (a,b,c,d); 2. (a,c); 3. (b,d); 4. (b,c,d); 5. (a,c,d).

Testul 1.40 Roboţii din prima generaţie:

a) sunt prevăzuţi cu senzori tactili, de forţă, camere TV; b) sunt roboţi programabili cu comandă în buclă deschisă faţă de mediul de lucru; c) realizează coordonarea ochi-mână; d) sunt dotaţi cu senzori complecşi şi utilizează elemente de inteligenţă artificială; e) au un grad înalt de decizie şi planificare; f) sunt utilizaţi la operaţii simple care nu necesită adaptare la mediu.

Varianta corectă este: 1. (b,f); 2. (a,c); 3. (d,e); 4. (a,c,e); 5. (b,c,d).

Testul 1.41 Roboţii din a doua generaţie:

a) sunt prevăzuţi cu senzori tactili, de forţă, camere TV; b) sunt roboţi programabili cu comandă în buclă deschisă faţă de mediul de lucru; c) realizează coordonarea ochi-mână; d) sunt dotaţi cu senzori complecşi şi utilizează elemente de inteligenţă artificială; e) au un grad înalt de decizie şi planificare; f) sunt utilizaţi la operaţii simple care nu necesită adaptare la mediu.


Testul 1.42 Roboţii din a treia generaţie:

a) sunt prevăzuţi cu senzori tactili, de forţă, camere TV;


- 53 -

b) sunt roboţi programabili cu comandă în buclă deschisă faţă de mediul de lucru; c) realizează coordonarea ochi-mână; d) sunt dotaţi cu senzori complecşi şi utilizează elemente de inteligenţă artificială; e) au un grad înalt de decizie şi planificare; f) sunt utilizaţi la operaţii simple care nu necesită adaptare la mediu.


Testul 1.43 Sistemul de comandă şi programare realizează:

a) comanda mişcării robotului (automată sau manuală); b) posibilităţi bune de reglare; c) programarea robotului; d) integrarea în sistemul de automatizare flexibilă; e) siguranţa în funcţionare.

Varianta corectă este: 1. (a,b,d); 2. (a,d,e); 3. (a,c,d); 4. (a,c,e).

Testul 1.44 Acţionarea hidraulică prezintă următoarele avantaje:

a) posibilităţi bune de reglare; b) structură de ansamblu simplă; c) permite cooperarea cu alţi roboţi; d) siguranţă în funcţionare; e) raportul greutatea elementelor de acţionare/putere este mic.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c,e); 2. (a,b,d,e); 3. (b,c,d,e); 4. (a,c,d,e).


- 54 -

Capitolul 2 VALORIFICAREA RESURSELOR NATURALE

Obiective

Orice întreprindere industrială, indiferent de profil, porneşte de la materii prime, care la rândul lor, provin din resurse naturale.

Două dintre resurse sunt indispensabile oricărei activităţi economice: energia şi apa.

Ne propunem să prezentăm o abordare raţională a problemei apei. Aceasta presupune o analiză a surselor de apă şi a tehnologiilor prin care apa este făcută aptă pentru diversele sale utilizări. Se vor prezenta şi procesele de tratare a apei, care permit returnarea apei în natură fără a afecta echilibrul ecologic.

Se vor prezenta formele şi sursele de energie, precum şi modalităţile de obţinere a energiei electrice, cea mai utilizată formă de energie.

2.1 Apa

2.1.1 Noţiuni introductive

Apa constituie una din resursele naturale fundamentale şi reprezintă unul din factorii de bază ai existenţei, dezvoltării şi civilizaţiei.

Consumul de apă este legat de satisfacerea cerinţelor de apă ale populaţiei urbane şi rurale (apă potabilă), a nevoilor industriale (apă tehnologică), a nevoilor agriculturii (apă pentru irigaţii şi piscicultură) precum şi a nevoilor urbanistice şi de agrement.

Din punct de vedere cantitativ, consumul de apă se află într-o continuă creştere, fiind influenţat de ritmul înalt de industrializare, de creşterea populaţiei, de urbanizare şi de creşterea nivelului de trai, precum şi de cerinţele tot mai mari ale agriculturii intensive.

Consumul de apă este un indicator al nivelului de civilizaţie a unei comunităţi.

Structura consumul intern de apă variază de la o ţară la alta, iar pentru ţările industrializate se consideră că numai industria, transportul şi construcţiile depăşesc 50% din consumul total. Astfel, în unele ţări dezvoltate economic, volumul de apă utilizată în industrie şi pentru consumul populaţiei depăşeşte 2500 m3/an locuitor, în unele ţări dezvoltate, acesta depăşeşte 1000 m3/an locuitor, iar în unele ţări subdezvoltate, acesta nu depăşeşte 40 m3/an locuitor.


- 55 -

Volumul de apă consumată este strâns legat de volumul producţiei materiale şi de nivelul tehnic de realizare al acesteia.

2.1.2 Sursele de apă

Apa este cea mai răspândită substanţă din natură, acoperind 75% din suprafaţa globului.

Pe Pământ există patru surse principale de apă: - apa meteorică; - ape dulci de suprafaţă (râuri, lacuri); - apa freatică; - ape marine.

Apa meteorică

Este apa provenită din precipitaţii (ploaie, zăpadă). Este foarte curată din punct de vedere chimic, fiind impurificată doar cu praf sau urme de bioxid de carbon dizolvat din atmosferă. Are însă un regim foarte neregulat, atât în timp, cât şi în spaţiu. Este o sursă extrem de puternic dispersată, în sensul că un volum apreciabil de apă se poate aduna doar de pe o suprafaţă foarte mare. Ca urmare, ea nu poate fi luată în considerare pentru aplicaţii practice (altele decât cele din agricultură, dar şi acolo se prevăd sisteme de irigaţii ca soluţie alternativă).

Ape dulci de suprafaţă

Sunt apele provenite din râuri şi lacuri. Este sursa cea mai uşor accesibilă. Permite prelucrarea de cantităţi mare de apă, chiar dacă debitul prezintă variaţii sezoniere (care se pot compensa în mare măsură prin amenajarea unor lacuri de acumulare). Prezintă însă dezavantajul că are o încărcătură mare cu săruri şi alte substanţe dizolvate, suspensii (mâl, nisip), precum şi încărcătură organică şi biologică (bacterii, virusuri). Ca urmare, apa trebuie tratată înainte de utilizare.

Apa freatică

Este apa ce se găseşte în pânzele freatice subterane, la adâncimi cuprinse între câţiva metri şi câţiva zeci de metri. Este şi ea încărcată cu săruri (în special bicarbonaţi şi cloruri de calciu şi magneziu), dar este lipsită de ceilalţi


- 56 -

impurificatori ai apelor de suprafaţă. Are pe tot parcursul anului un debit şi o temperatură relativ constante.

Exploatarea ei presupune însă cheltuieli mai mari, atât ca investiţii pentru săparea de puţuri sau sonde prevăzute cu pompe pentru aducerea apei la suprafaţă, cât şi de exploatare, concretizate, în special, prin energia consumată pentru pomparea apei. Aceste cheltuieli sunt ceva mai mari decât cele implicate de tratarea apelor de suprafaţă, ca urmare costul de obţinere a apei freatice este mai mare.

Pentru România, s-ar putea pune în viitor problema prelucrării unor ape freatice sălcii (cu un conţinut mult mai mic de săruri decât apa marină) din subsolul Dobrogei.

Ape marine

Se găsesc în cantităţi uriaşe în raport cu necesităţile de apă dar conţin o încărcare extrem de mare în săruri minerale (în special cloruri de sodiu şi de magneziu). Pentru a fi utilizată, sărurile conţinute trebuie eliminate, ceea ce presupune cheltuieli extrem de mari, cel puţin de câteva sute, sau chiar mii de ori mai mari decât cele necesitate de tratarea apelor dulci. În prezent, apa marină nu prezintă interes practic ca sursă de apă, decât în zonele geografice unde sursele de apă dulce sunt total insuficiente. Aceste zone trebuie să fie, în acelaşi timp, suficient de puternice pe plan economic pentru a-şi putea permite costurile de desalinizare. Se întâlnesc astfel de instalaţii în emiratele din Golful Persic, Israel, câteva state din sudul S.U.A.

Practic, în cazul ţării noastre (ca şi a majorităţii ţărilor lumii) prezintă

interes doar apele dulci de suprafaţă şi apele freatice. Ponderea cu care apele freatice contribuie la acoperirea necesarului de apă se situează în jurul valorii de 10-20%, restul revenind apelor de suprafaţă.

Din punct de vedere al tipurilor de apă solicitate, distingem:

- apă industrială; - apă potabilă; - apă dedurizată; - apă deionizată.

Apa industrială

Este apa cel mai puţin tratată, singura condiţie fiind aceea de a fi limpede. Este utilizată în procese de răcire, spălare, transport al unor materiale

solide în suspensie. Nu este sterilizată şi ca urmare nu este potabilă. De aceea, în


- 57 -

industrie, robinetele de apă industrială trebuie semnalizate distinct pentru a nu exista riscul ca apa respectivă să se bea.

Apa potabilă

Este apă limpede şi sterilă, în sensul că bacteriile patogene au fost eliminate. Conţine toate sărurile existente iniţial în apă, săruri care nu numai ca nu deranjează ci, din contră, dau apei un gust plăcut.

Apa dedurizată

Este apă industrială din care s-au eliminat ionii de calciu şi de magneziu, aceştia fiind înlocuiţi cu ioni de sodiu.

Conţinutul cumulat de ioni de calciu şi magneziu din apă reprezintă duritatea apei şi se măsoară în unităţi de duritate, numite grade de duritate.

Un grad de duritate corespunde la 10 mg CaO/l apă şi respectiv 7,15 mg MgO/l apă.

Ca regulă generală, apele cu o duritate mai mică de 5-6 grade sunt considerate „moi”, cele între 6-15 grade sunt „normale”, iar cele cu peste 15 grade sunt „dure”. Apa dură, prin fierbere, depune „piatră”, ceea ce explică imposibilitatea folosirii ei în industria energetică, la obţinerea aburului.

Pe de altă parte numeroase substanţe chimice precipită în prezenţa ionilor de calciu sau magneziu, ca urmare apa dură nu poate fi utilizată în contact cu asemenea substanţe (săpun, coloranţi textili, agenţi de flotaţie etc.).

Duritatea apei se elimină prin îndepărtarea din apă a ionilor de calciu şi magneziu, fie prin precipitare (procedeul var-sodă, foarte ieftin şi destul de eficient), fie cu ajutorul schimbătorilor de ioni, procedeu foarte utilizat şi mai eficient decât cel anterior.

Apa deionizată

Este apa din care s-au eliminat toate sărurile, nu numai ionii de calciu şi de magneziu. Se foloseşte în industria farmaceutică, electronică, la acumulatori electrici, punctual în mai multe ramuri industriale.

Înainte, acest tip de apă era cunoscut sub numele de „apă distilată”. Metoda distilării este o metodă foarte scumpă (consumuri mari de energie) şi de aceea a fost înlocuită cu deionizarea. Aceasta se realizează chimic cu ajutorul unor coloane de schimbări de ioni.


2.1.3 Tratarea apelor de suprafaţă

Tratarea apelor de suprafaţă are ca scop îndepărtarea componenţilor minerali şi organici aflaţi în suspensie, a gazelor dizolvate şi a microorganismelor. Procesul tehnologic de obţinere a apei potabile din apa de suprafaţă decurge în mai multe faze, fig. 2.1 .

Apă de suprafaţă

SEDIMENTARE suspensii grosiere

FILTRARE suspensii fine

ADSORPŢIE (FLOCULARE)

- 58 -

Fig. 2.1 Fluxul tehnologic de obţinere a apei potabile Sedimentarea se face în bazine mari, în care apa circulă lent (0,5

m/minut) şi liniştit, fără turbulenţe. Suspensiile grosiere cad la fundul bazinului, de unde sunt adunate după anumite intervale de timp. Teoretic s-ar putea realiza

Apă potabilă

Apă limpede

STERILIZARE

suspensii coloidalesăruri de Fe sau Al

(utilizată ca apă industrială)

gaze urât mirositoare (H2S, CO2) abur

Cl2, F2, O3, U.V.

DEGAZARE

bacterii patogene


- 59 -

astfel depunerea tuturor suspensiilor insolubile, dar ar dura prea mult şi implicit, ar fi nevoie de bazine prea mari de sedimentare.

Filtrarea se face utilizând filtre umplute cu pietriş şi nisip de diferite

dimensiuni. Pe măsură ce apa străbate diferitele straturi, care au pori din ce în ce mai mici, impurităţile în suspensie vor fi reţinute.

La un moment dat filtru se încarcă cu suspensii. În plus, apa începe să-şi facă în nisipul fin canale preferenţiale ceea ce permite impurităţilor să „scape”. De aceea, după o anumită perioadă de timp alimentarea filtrului se opreşte şi el este spălat, trimiţând un jet puternic de apă de jos în sus. În felul acesta toate impurităţile reţinute sunt scoase afară şi, în plus, straturile sunt afânate şi omogenizate. Staţia de tratare este dotată cu mai multe filtre decât este necesar la un moment dat pentru a se putea spăla, pe rând, câte un filtru.

Coagularea se realizează cu agenţi floculanţi, substanţe chimice care

introduse în apă formează precipitate gelatinoase, cu o mare putere de absorbţie, ce înglobează suspensiile foarte fine şi în special pe cele coloidale (care nu pot fi reţinute, prin definiţie, de către filtre). Agenţii floculanţi trebuie să îndeplinească o serie de condiţii, determinate de criterii tehnice şi economice, cum ar fi: să fie uşor de transportat, depozitat şi manipulat, să nu fie toxici, să nu afecteze gustul, mirosul sau culoarea apei etc. Între agenţii coagulanţi cei mai utilizaţi se numără sărurile de Fe şi Al, care în prezenţa carbonaţilor acizi din apă formează hidroxizi insolubili, care îndeplinesc toate condiţiile impuse.

Uneori (de regulă în timpul verii) se aplică şi o fază de degazare a apei, urmărind eliminarea hidrogenului sulfurat, apărut în urma descompunerii diverselor substanţe organice, gaz care conferă apei un miros şi gust neplăcut.

Degazarea se realizează folosind proprietatea gazelor de a-şi reduce

solubilitatea odată cu ridicarea temperaturii soluţiei. Prin injectare de abur supraîncălzit în apă, se realizează o încălzire bruscă, locală, a apei, ceea ce determină insolubilizarea şi degajarea gazelor dizolvate.

Sterilizarea se face în scopul eliminării agenţilor patogeni, purtători de

boli. Se realizează cu agenţi fizici (raze ultraviolete) sau chimici (clorul, fluorul şi ozonul).


- 60 -

O comparaţie tehnico-economică între agenţii de sterilizare este prezentată în tabelul 2.1

Tabelul 2.1 Prezentarea comparativă a agenţilor de sterilizare a apei

Agentul Avantaje Dezavantaje Clor Este ieftin şi comod de utilizat Dacă nu este dozat foarte corect dă un

gust neplăcut apei (prin supradozare), ceea ce se preferă, mai ales vara, riscului unei sterilizări incomplete din cauza subdozării

Fluor Este foarte activ, în concentraţii mici. Se pare că apa cu fluor împiedică formarea cariilor dentare

Instalaţia de obţinere a fluorului este foarte scumpă şi dificil de exploatat şi întreţinut

Ozon Se obţine uşor şi este destul de ieftin. Dă un gust mai bun apei (prin oxigenarea ei)

Este încă mai scump decât clorul, dar în perspectivă va deveni probabil agentul preferat de sterilizare

Ultra violete Nu introduce în apă nici un fel de substanţă străină

Dezinfectează doar cantităţi mici de apă, cu consumuri energetice mari. Se aplică local în spitale fabrici de medicamente etc.

2.1.4 Epurarea apelor uzate

Apa utilizată, fie în scopuri casnice, fie industriale, se regăseşte cel mai adesea „la canal” ca apă murdară, adică apă ce conţine diverse impurităţi.

Epurarea atentă a apei, înainte de deversarea ei într-un emisar (cursul de apă care o preia) este impusă de următoarele motive:

- apele reziduale industriale conţin o serie de substanţe, mai mult sau mai

puţin toxice, cum ar fi: metale grele, fenoli, detergenţi, pesticide etc.; - dacă în apă apar mai mulţi impurificatori împreună, toxicitatea creşte

uneori foarte puternic (efect de sinergie). Nimeni nu cunoaşte la ora actuală toate cantităţile posibile de impurificatori şi, cu atât mai puţin, sinergiile ce pot apărea;

- apa are o capacitate notabilă de autoepurare, numeroase din

microorganismele microplanctonului trăind tocmai pe seama degradării oxidative a substanţelor organice existente în apă. Dar nu toate substanţele sunt „biodegradabile”. Pe de altă parte, există un prag peste care autoepurarea nu mai funcţionează. Totodată, în apropiere de acest prag consumul de oxigen din apă necesar proceselor oxidative devine mai mare decât oxigenul dizolvat. Şi, ca urmare, tot ceea ce este viu în apă, moare sufocat, cu excepţia unor alge albastre cu metabolism anaerob, care se


- 61 -

dezvoltă foarte mult. Gradul de impurificare cu substanţe biodegradabile se exprimă cu ajutorul unui indice, care se poate măsura uşor într-un laborator specializat, CBO5. (Consumul Biochimic de Oxigen timp de 5 zile). Apa este mai curată pe măsură ce valoarea indicelui CBO5 este mai mică;

- autoepurarea, chiar atunci când are loc, este un proces lent. Cum

utilizatorii de apă sunt din ce în ce mai deşi de-a lungul unei ape, cea mai mare parte a epurării trebuie făcută înainte ca apa uzată să ajungă în emisar. Ca urmare, apa uzată va trebui să fie epurată, urmând ca apoi, fie să o reutilizăm, fie să o eliminăm în emisar sub o formă nenocivă, acţiune care se dovedeşte a fi, în practică, deosebit de dificilă şi de scumpă. În general, tehnologiile de epurare fac apel la metode fizice pentru

eliminarea suspensiilor şi a emulsiilor, la metode chimice pentru scoaterea din sistem a impurificatorilor minerali (ionii metalelor grele), la metode fizico-chimice (adsorbţie, electroliză, osmoză inversă, separare în câmp magnetic) şi biologice (transformarea în nămoluri sau în gaz metan cu ajutorul unor bacterii specializate).

Biogazul este un amestec gazos care conţine 60-70% gaz metan, 25-30% bioxid de

carbon şi cantităţi mici (sub 5%) de oxid de carbon, azot, hidrogen sulfurat şi hidrocarburi superioare. Biogazul are o putere calorică de 25 – 27 MJ/m3 (faţă de 35 MJ/m3 câte are gazul metan pur). Procesul de fermentaţie al materialelor organice, care conduce la biogaz este exoterm ceea ce face ca producţia să aibă loc indiferent de anotimp.

Costul unei staţii de epurare a apelor orăşeneşti este destul de mare.

Astfel, o staţie ce poate prelucra 4000 m3 ape uzate/zi (corespunzător unui oraş cu cca 30000 locuitori) presupune o investiţie de 600000 $. O asemenea staţie produce circa 200 m3 biogaz/zi, ceea ce ar ajunge la circa 70-80 de apartamente. Rezultă că biogazul produs permite valorificarea nămolului, dar nici pe departe nu acoperă cheltuielile de exploatare ale unei asemenea staţii.


În figura 2.2, se prezintă schema fluxului tehnologic pentru o staţie orăşenească de epurare a apelor uzate menajere.

Ape uzate

OMOGENIZARE

- 62 -

Fig. 2.2 Schema de flux a unei staţii de epurare a apelor orăşeneşti

2.1.5 Indicatori tehnico-economici specifici

Utilizarea apei poate fi descrisă prin indicatorii tehnico-economici uzuali, consumuri specifice, randament, indicatori de calitate. Există însă o sumă de

NEUTRALIZARE

REŢINERE GRĂSIMI

AERARE

DECANTARE

FILTRARE CLORINARE

Apă epurată

FERMENTAŢIE ANAEROBĂ

FERMENTAŢIE AEROBICĂ

Biogaz (combustibil)

aer

Cl2

var

grăsimi (merg la săpun după sterilizare)

nămol activ

Îngrăşământ agricol


- 63 -

indicatori specifici legaţi de problema gospodăririi raţionale a apei în industrie şi nu numai.

Un consumator poate utiliza apa în trei moduri:

- deschis; - închis; - mixt.

În modul deschis, consumatorul ia apa din sursă, o utilizează, o epurează

apoi o returnează în mediu, mai puţin pierderile. În unele ţări, pentru a exista certitudinea că apa returnată este realmente epurată s-a introdus obligaţia ca apa să fie deversată în emisar într-un punct situat în amonte faţă de punctul de priză.

În modul închis, consumatorul recirculă întreaga cantitate de apă pe care

o utilizează. În acest caz el nu va lua de la sursă decât atâta apă cât să completeze pierderile.

În modul mixt, o parte din apa utilizată este recirculată, iar o altă parte

este returnată în emisar. Sub aspectul indicatorilor tehnico-economici specifici, distingem:

- necesarul de apă; - consumul de apă; - gradul de recirculare; - pierderile de apă.

Necesarul de apă este cantitatea de apă necesară pentru ca procesul de

producţie să se desfăşoare în condiţii bune. Necesarul de apă se măsoară la introducerea în uzină.

Se defineşte un necesar specific, care este necesarul de apă raportat la producţia întreprinderii.

Consumul de apă este cantitatea de apă care se preia de la sursă. În cazul sistemelor deschise, consumul este egal cu necesarul plus

pierderile şi apa înglobată în produse. La sistemele în circuit închis, consumul va fi egal doar cu pierderile de

apă din diverse etape ale procesului de producţie, la care se adaugă apa din produse.

Gradul de recirculare este raportul între cantitatea de apă recirculată şi

necesarul de apă. Pierderile de apă reprezintă cantităţile de apă care se pierd pe parcursul

procesului tehnologic, de la priza de apă până la deversarea în emisar. Între aceşti indicatori există relaţia:


- 64 -

consum = necesar (1 - grad recirculare) + pierderi

2.2 Elemente de energetică industrială

Energetica este disciplina care se ocupă cu studiul descoperirii, inventarierii şi exploatării surselor de energie, cu producerea, transportul, distribuţia şi utilizarea diferitelor forme de energie într-un mod cât mai raţional.

2.2.1 Forme şi surse de energie

A. Forme de energie

Energia se prezintă sub o multitudine de forme care pot trece una în alta. Pentru a fi utilizată, energia primară, existentă în purtătorii de energie

naturali, trebuie prelucrată din sursă şi transformată, cu un randament cât mai ridicat, în forme de energie secundară.

Formele de energie primară utilizate sunt:

- energia chimică; - energia nucleară; - energia luminoasă a soarelui; - energia mecanică (hidraulică, eoliană, a mareelor).

Formele secundare de energie, numite şi forme transformate, pentru că

rezultă din transformarea formelor primare de energie, sunt: - energia termică; - energia mecanică; - energia electrică.

Energia chimică se datorează elementului chimic carbon, care se găseşte

ca atare în cărbunii fosili sau legat cu H2 sub formă de hidrocarburi gazoase (gaze naturale) şi hidrocarburi lichide (ţiţei).

Prin reacţia de oxidare a carbonului cu oxigenul din aer, energia chimică se transformă în energie termică, reacţia de combustie fiind exotermă.

Energia nucleară este energia care constă în interacţiunile dintre

diferitele particule elementare care alcătuiesc nucleele atomilor. Ea există în elementele radioactive din natură. Prin bombardarea nucleelor acestor elemente cu neutroni liberi are loc fisiunea nucleară, reacţie însoţită de degajarea unei cantităţi mari de energie; energia nucleară se transformă în energie termică.


Energia luminoasă este materializată prin câmpuri electromagnetice de

anumite frecvenţe. O parte din energia luminoasă poate fi înregistrată de om prin intermediul ochilor. Energia luminoasă din alte domenii spectrale poate fi înregistrată şi eventual utilizată, cu diferite dispozitive (celule foto-electrice). Adesea, în interacţiune cu materia, se transformă, cu uşurinţă, în energie termică.

Energia hidraulică, cea eoliană şi a mareelor reprezintă formă de

energie mecanică. Energia mecanică este energia pe care o posedă corpurile aflate în

mişcare. Se măsoară în kilojuli (kJ). Energia termică este energia care determină mişcarea atomilor şi a

moleculelor din care sunt alcătuite corpurile. Este proporţională cu temperatura (în o kelvin) corpului respectiv. Constanta de proporţionalitate este căldura specifică a corpului. Se măsoară în kilojuli (kJ).

Energia electrică constă în existenţa unui câmp electric care poate

determina apariţia unor curenţi electrici. Se măsoară în kilowatt-oră (kWh); 1 kWh = 3600 kJ.

Trecerea energiei dintr-o formă în alta se face cu un randament

întotdeauna subunitar. În unele cazuri, cum ar fi transformarea energiei chimice în energie termică, a energiei mecanice în energie termică, randamentul poate tinde către 1 (adică 100%), printr-o proiectare atentă a utilajelor în care are loc transformarea şi prin eliminarea pierderilor în mediu. Însă în cazul transformării energiei termice în energie mecanică (unul din cele mai frecvente cazuri, care se întâlneşte în toate tipurile de motoare termice) se poate demonstra că randamentul este întotdeauna mult mai mic decât unitatea, el fiind limitat superior de raportul dintre temperatura sursei calde şi a sursei reci de căldură:

1 2

1

T -TT

η = (2.1)

în care: η este randamentul de transformare al energiei termice în energie mecanică;

T1 – temperatura sursei calde (oK); T2 – temperatura sursei reci (oK).

Ca urmare, aceeaşi cantitate de energie termică, conţinută într-o masă din

ce în ce mai mare de agent termic, având o temperatură din ce în ce mai apropiată de cea a mediului ambiant, ne va fi din ce în ce mai puţin utilă în cazul - 65 -


- 66 -

unei transformări în energie mecanică. Fenomenul, care are loc întotdeauna, poartă numele de „degradarea energiei termice”.

B. Surse de energie primară

Energia se găseşte în natură sub diferite forme. Atunci când poate fi preluată şi valorificată, este o sursă de energie primară.

După forma în care energia primară este accesibilă, se disting:

- combustibili fosili; - combustibili nucleari; - energie hidraulică; - energie solară; - energie eoliană; - energia valurilor şi a mareelor; - energie geotermică; - energia biomasei.

Combustibilii fosili sunt o formă de energie chimică uşor transformabilă

în energie termică (prin ardere). Combustibilii sunt caracterizaţi prin „puterea calorifică” definită ca fiind

cantitatea de căldură ce se degajă la arderea unei unităţi (de masă sau volum) de combustibil.

Principalii combustibili fosili sunt: - cărbunele; - petrolul; - gazele naturale.

Cărbunele prezintă următoarele avantaje:

- se găseşte în cantităţi foarte mari, suficiente pentru a acoperi cerinţele de energie ale economiei mondiale pentru câteva sute de ani;

- zăcămintele de cărbuni sunt repartizate relativ uniform în subsolul întregii planete.

Principalele dezavantaje sunt:

- extracţia scumpă şi presupune un volum mare de manoperă; - transportul spre beneficiari este scump; - putere calorifică mai mică decât a hidrocarburilor lichide; - arderea cărbunelui necesită instalaţii mai scumpe; - are cenuşă, deci necesită instalaţie pentru evacuarea şi răcirea cenuşii; - gazele de ardere conţin sulf (element puternic poluant), ca urmare trebuie

epurate; - desulfurarea gazelor de ardere se face cu cheltuieli mari.


- 67 -

Petrolul este combustibilul cel mai utilizat, deoarece:

- are putere calorifică foarte mare (42-50 MJ/l); - instalaţii de ardere simple; - transport şi depozitare uşor de realizat; - sulful conţinut poate fi eliminat înainte de ardere.

Principalele dezavantaje sunt:

- rezervele de ţiţei sunt mult mai mici decât cele de cărbune (se pare că vor fi epuizate peste câţiva zeci de ani);

- zăcămintele de ţiţei sunt plasate doar în câteva zone ale globului, ca urmare multe ţări depind de import.

Gazele naturale prezintă următoarele avantaje:

- putere calorifică mare (30-35 MJ/Nm3), unde Nm3 semnifică: un metru cub măsurat în condiţii normale;

- instalaţii de ardere simple.

Dintre dezavantaje se pot evidenţia: - dificultăţi în transportare (în special peste mare) şi depozitare; - nu se găsesc în cantităţi foarte mari; - se pot valorifica mai avantajos pe cale petrochimică, decât prin ardere.

Pentru exprimarea unitară a consumului de combustibil, indiferent de

natura lui, s-a introdus noţiunea de: combustibil convenţional, care este un combustibil ipotetic cu o putere calorifică de 30 MJ/kg.

Combustibilii nucleari conţin energia sub formă de energie nucleară, care

poate fi pusă în libertate, sub formă de energie termică, prin reacţia de fisiune (spargerea nucleelor grele, în particular uraniu şi plutoniu) sau de fuziune (contopirea nucleelor foarte uşoare).

Puterea calorifică a combustibilului nuclear uzual (de fisiune) este de zeci de mii de ori mai mare decât cea a produselor petroliere, însă energia termică produsă nu poate fi utilizată direct ci transformată în energie electrică.

Instalaţiile în care se folosesc combustibilii nucleari sunt complicate şi foarte scumpe (necesită investiţii foarte mari).

Energia hidraulică, a căderilor de apă, este o formă de energie mecanică,

care se găseşte în permanenţă şi utilizarea ei nu costă nimic. Apa este la fel de bună şi după ce a cedat o parte din energia sa.

Ca dezavantaje se pot evidenţia: - investiţii iniţiale mari; - energia hidraulică nu este transportabilă decât după ce a fost transformată

în energie electrică.


- 68 -

Energia solară, este o energie luminoasă, uşor de transformat în energie

termică şi ceva mai greu în energie electrică. Avantaje: nu costă nimic. Dezavantaje:

- investiţii foarte mari; - cantitatea de energie pe unitatea de suprafaţă este mică şi neregulată

(alternantă zi/noapte, vară/iarnă, zile senine/zile înnourate).

Energia eoliană este o energie de tip mecanic a maselor de aer atmosferic în mişcare.

Avantaje: este gratuită. Dezavantaje:

- instalaţiile de valorificare sunt scumpe şi cu o fiabilitate slabă; - nu are o valoare constantă; - poate fi exploatată numai în anumite zone geografice.

Energia valurilor şi mareelor este o energie mecanică, teoretic

utilizabilă. În practică exista o singură centrală electrică în Franţa, pe fluviul Rance, şi mai multe proiecte de valorificare a valurilor.

Energia geotermică, energia termică a unor ape subterane, poate avea o

utilizare casnică, cu unele restricţii. Energia biomasei este energia chimică înmagazinată în combustibili ne-

fosili (lemn, gaze combustibile rezultate din fermentaţia reziduurilor organice). Avantaje: se regenerează repede. Dezavantaje:

- putere calorifică mică; - cantităţile existente sau care se pot produce sunt limitate.

După cantitatea disponibilă pe plan mondial, resursele de energie primară

sunt: - epuizabile; - inepuizabile.

Sursele epuizabile sunt cele care se află în natură în cantităţi limitate şi

care se consumă mai repede decât ritmul în care sunt produse prin procese geologice (combustibilii fosili şi fisionabili).

Sursele inepuizabile sunt cele care nu se consumă sau care se reproduc mai repede decât se consumă (căderile de apă, energia solară, eoliană, geotermică, biomasa).

După disponibilitatea tehnologiilor de valorificare, se remarcă:


- 69 -

- surse convenţionale; - surse neconvenţionale.

Sursele convenţionale sunt acelea pentru care, la ora actuală dispunem de

tehnologii de valorificare bine puse la punct şi economic avantajoase (combustibilii fosili, nucleari şi energia hidraulică).

Sursele neconvenţionale sunt cele pentru care tehnologiile de valorificare

sunt încă în stadiul experimental sau pentru care costurile de producere a energiei utile sunt considerabil mai mari decât cele din sursele convenţionale (energia solară, eoliană, geotermică, a valurilor, fisiunea nucleară).

Se remarcă faptul că sursele convenţionale sunt cele epuizabile, cu

excepţia energiei hidraulice. Cum însă energia hidraulică este total insuficientă (maxim 20% din necesarul actual de energie) atenţia cercetătorilor s-a îndreptat spre sursele neconvenţionale, în vederea găsirii unor tehnologii care să le facă, sub aspect economic, competitive.

Formele de energie cele mai solicitate de economie sunt:

- energia termică (70-75% din totalul consumului naţional), utilizată în metalurgie, industria materială de construcţii, industria chimică, încălzirea locuinţelor, la prepararea apei calde etc.;

- energia mecanică (20-25% din totalul consumului), utilizată în industria prelucrătoare, transporturi etc.;

- energia luminoasă, utilizată la iluminatul industrial, local şi cel casnic; - energia electrică, ca atare, este puţin utilizată (sub 1%) în unele procese

din industria chimică şi metalurgică, în telecomunicaţii, electronică şi prelucrarea informaţiei. Deoarece este o formă de energie uşor de transportat şi de transformat cu randamente bune, în oricare altă formă de energie, energia electrică a devenit forma intermediară de energie cea mai utilizată în economie contemporană.

2.2.2 Lanţuri de transformări energetice

Orice formă de energie se poate transforma, mai uşor sau mai greu, în altă formă de energie, parcurgându-se o succesiune de „paşi” de transformare care poartă denumirea de lanţ de transformări energetice.


În industria energetică, cel mai utilizat lanţ de transformare este cel care pleacă de la combustibili fosili, trece prin energie electrică şi sfârşeşte ca energie utilă, fig. 2.3

Energie chimică (combustibili fosili)

1- ARDERE

- 70 -

Energie termică (gaze de ardere)

2- SCHIMB DE CĂLDURĂ

Energie mecanică (abur sub presiune)

3- DESTINDERE

Energie electrică

4- TRANSPORT

5- CONVERSIE

Energie utilă (mecanică, termică, luminoasă)

Fiecare transformare este afectată de un randament subunitar, randamentul total (rezultat prin înmulţirea randamentelor intermediare) este cu atât mai mic cu cât lanţul este mai lung. De aceea se fac încercări de a scurta lanţul de transformări.

De exemplu, de la pasul (1) se poate ajunge direct la pasul (3) dacă se folosesc turbine cu gaze (se elimină generatorul de abur), care însă sunt scumpe.

Înlocuirea combustibililor clasici cu uraniu se face la nivelul (1), folosirea energiei hidraulice pleacă de la pasul (3), energia solară se poate valorifica fie direct, transformând-o prin intermediul fotocelulelor în energie electrică (dar cu investiţii mari şi randamente mici) fie de la pasul (2) utilizând-o pentru producerea aburului.

2.2.3 Producerea aburului tehnologic prin arderea combustibililor

Generatorul de abur este, din punct de vedere funcţional, un schimbător de căldură. Schimbătoarele de căldură sunt instalaţii destinate realizării unui transfer de căldură de la un agent termic cald la unul rece.

Fig. 2.3 Lanţ de transformări energetice

Căldura, conţinută în gazele de ardere, se transmite apei, care în primă fază se transformă în abur suprasaturat, iar acesta se supraîncălzeşte, obţinându-se abur supraîncălzit, care se transportă la centralele termoelectrice sau la alte instalaţii tehnologice.

Elementele constructive ale generatorului de abur sunt (fig. 2.4):

- focarul sau instalaţia de ardere a combustibilului; - fierbătorul sau cazanul generator de abur; - preîncălzitoarele pentru apa de alimentare şi pentru aerul necesar

combustiei; - supraîncălzitorul pentru abur.


Fig. 2.4 Generatorul de abur: 1 – ţevi fierbătoare; 2,3 – cazane; 4 – supraîncălzitor; 5 – focar; 6 – arzător; 7 – preîncălzitor pentru apă; 8 – preîncălzitor pentru aer; 9 – suflantă

aer; 10 – suflantă gaze; 11 – pompă

În funcţionarea cazanului se disting două circuite: - circuitul gazelor arse; - circuitul apă-abur.

Gazele arse, rezultate în urma arderii combustibilului în focarul (5), trec

peste ţevile fierbătoare (1) şi cedează o parte din căldură apei, pe care o transformă în abur suprasaturat. În continuare, gazele, care sunt încă fierbinţi, trec prin preîncălzitorul de apă (7) unde întâlnesc apă rece (provenită de la staţia de epurare şi dedurizare) şi o preîncălzesc. În drumul lor spre coş, trec apoi prin preîncălzitorul de aer (8) şi preîncălzesc aerul necesar arderii combustibilului în focarul (5), după care părăsesc instalaţia cu o temperatură de 200-300 oC.

Circuitul apei începe în preîncălzitorul (7), unde trece din apă rece în apă

caldă, apoi prin ţevile fierbătoare (1) şi cazanele (2) şi (3) unde se transformă în abur suprasaturat, la 100 oC. Acesta este trecut prin ţevile supraîncălzitorului şi se transformă în abur supraîncălzit, care are o temperatură de 560-580 oC şi o presiune de 160-170 atmosfere. Cu aceşti parametri, aburul părăseşte generatorul de abur.

Generatorul de abur este caracterizat de o serie de indicatori tehnico-

economici specifici:

- 71 -


- 72 -

- randamentul brut, definit ca raport dintre energie preluată de abur şi cea cedată de combustibil prin ardere; randamentul variază între 80-85%, fiind determinat de natura combustibilului, de modul de construcţie a focarului şi de mărimea suprafeţelor de încălzire a preîncălzitoarelor (recuperatoare de căldură). Prin folosirea pereţilor termoizolanţi şi a circulaţiei forţate a apei, randamentul poate deveni de aproximativ 95%;

- randamentul net este raportul dintre energia preluată de abur şi suma

energiilor cedate de combustibil la ardere plus energia consumată de instalaţiile anexe (pompe, suflante, aparate de măsură, control, comandă etc.). Randamentul net este inferior celui brut cu 2-5% la cazanele simple şi cu 7-8% la cele cu circulaţie forţată;

- debitul specific de abur este cantitatea de abur obţinută pe unitatea de

suprafaţă de schimb de căldură şi unitatea de timp [kg abur/m2 oră]; - constanta de inerţie termică este reprezentată de cantitatea de energie

termică ce trebuie transmisă cazanului rece pentru a-l aduce în regim de lucru. De reţinut este faptul că, la următoarea oprire a cazanului, energia respectivă se pierde în mediu. Rezultă că, sub aspect economic, funcţionarea cazanului va fi optimă atunci când el este oprit cât mai rar cu putinţă. Sub aspect tehnologic, constanta de inerţie termică se traduce în timpul necesar pentru ca un cazan să intre în regim, timp care creşte odată cu capacitatea cazanului (12-14 ore pentru cazanele foarte mari de 1000 MW termici/oră).

2.2.4 Producerea energiei electrice în centralele termoelectrice pe abur

La ora actuală, pe plan mondial (ca şi în România) cea mai mare parte din energia electrică este obţinută în termocentrale pe abur, care utilizează ca sursă de energie combustibili clasici.

În principiu, termocentrala funcţionează astfel: în generatorul de abur se produce abur la temperatură şi presiune ridicată, care este trimis la o turbină. Aici aburul cedează energia, rotind turbina care, la rândul său, roteşte un generator de curent electric alternativ, producând energie electrică. Aceasta se expediază spre beneficiari. Aburul destins este condensat (transformat în apă) iar condensatul se recirculă. Pierderile de apă/abur apărute pe circuit sunt compensate cu apă dedurizată produsă de o staţie anexă.

În figura 2.5 se prezintă schema de principiu a termocentralei cu condensaţie.


Fig. 2.5 Termocentrala cu condensaţie: 1 – generator de abur; 2 –condensator; 3 – turn de răcire; 4 – rezervor; 5 – pompe; T – turbină; G – generator electric

Un rol esenţial în funcţionarea circuitului termic, îl are pompa de alimentare cu apă a generatorului de abur, care realizează presiunea ridicată a fluidului motor între cazanul de abur şi turbină, traseu pe care se pierde cantitatea de căldură „q” (cu cât presiunea este mai mare, cu atât „q” este mai mic).

Circuitul termic, având ca agent motor fluidul apă-abur, evoluează în circuit închis.

Fluidul primeşte în generator, prin arderea combustibilului, cantitatea de căldură Q1. Apa de răcire din condensator extrage din fluidul venit de la turbină cantitatea de căldură Q2.

În diferenţa dintre cantităţile de căldură Q1 şi Q2 rezidă economicitatea funcţionării circuitului termic. Bilanţul energetic al acestui circuit este:

Qi = Qu+Qp [Kcal],]

în care: Qi este cantitatea de căldură primită de fluid de la sursa caldă;

- 73 -


Qu - cantitatea de căldură disponibilă pentru a fi transformată în lucru mecanic ΔL.

Qu = ΔL = Qi-Qp;

Qp - cantitatea de căldură piedută în circuitul termic;

Qp = Q2+q;

Randamentul, η, se calculează cu relaţia:

1 2 2

1 1

( ) 1uQ Q Q q Q qQ Q Q

η1

− + −= = = −

Randamentul are valori mici, cuprinse între 25-30%, iar prin introducerea

termoficării interne poate ajunge până la 40%. Valoarea mică a randamentului arată că pierderile de căldură sunt mari,

îndeosebi prin schimbarea stării de agregare a aburului în condensator. Pentru creşterea randamentului global se folosesc o serie de metode:

• ridicarea parametrilor iniţiali ai aburului; • introducerea termoficării interne; • supraîncălzirea intermediară a aburului.

Termoficarea pleacă de la ideea utilizării căldurii Q2 în procese industriale sau la încălzit. Centrala cu termoficare livrează consumatorilor, atât energie electrică, cât şi termică, fig. 2.6 Turbinele se construiesc cu prize reglabile, care permit prelevarea aburilor la presiunile de 8-12 atm., pentru nevoile industriei şi 1,5-2,5 atm., pentru termoficarea urbană. Cantitatea de căldură utilă, Qu, cuprinde lucrul mecanic efectuat de turbină, ΔL1, (ΔL1 < ΔL) pentru producerea curentului electric şi căldura cedată prin termoficare, Qt, consumatorilor externi;

Qu = ΔL + Qt.

Energia pierdută este Qp = q. Bilanţul energetic este dat de

relaţia:

Q1 = ΔL1 + Qt + q,

- 74 -

iar randamentul este:


1

1 1

1uQ Q q qQ Q Q

η −= = = −

1 . Fig. 2.6 Centrala termoelectrică cu termoficare

Randamentul energetic al acestor centrale este de 65-75%. Utilizarea căldurii, care se eliberează din ciclu, în scopul satisfacerii unor

necesităţi ale centralei (termoficarea internă) sau ale unor consumatori externi (termoficare externă) constituie procedeul cu eficienţă maximă.

La noi, în toate centralele termoelectrice s-a introdus termoficarea internă a ciclului, iar în cazul particular al C.E.T. este introdusă şi termoficarea externă.

Producerea combinată a energiei electrice şi termice în C.E.T este forma cea mai eficientă de economisire a energiei primare (combustibilului) în centralele termoelectrice şi extinderea acestui ciclu termic reprezintă o sarcină prioritară pentru industria energetică din ţara noastră.

Consideraţii tehnico-economice

În vederea valorificării energetice a combustibililor solizi inferiori, în special a cărbunilor bruni, a lignitului, şisturilor bituminoase şi turbei, al căror transport la mare distanţă nu este economic, s-au dezvoltat tehnicile transformărilor în energie electrică, în centrale termoelectrice de condensaţie, şi transportul acesteia la distanţă. Menţinerea producerii de energie electrică în centralele de condensaţie se explică prin posibilitatea utilizării avantajoase a unor resurse ieftine în zone lipsite de aglomerări urbane. Deşi randamentul energetic este cel mai scăzut, cantitatea de energie electrică obţinută este cea mai mare.

Centralele termoelectrice cu termoficare, ca şi cele cu prize şi condensaţie, sunt amplasate în zone cu aglomerări urbane şi industriale pentru satisfacerea concomitentă a necesarului de energie termică şi electrică. Datorită necesităţii transportului la distanţă a combustibilului, se folosesc combustibili cu putere calorică mare, pentru diminuarea cheltuielilor de transport.

În funcţie de calitate, costul combustibilului reprezintă un procent de 60-70% din costul KWh.

Pe o platformă industrială unde există un mare număr de instalaţii, apar cereri de abur la parametrii extrem de diverşi, între cel la 1 atm. şi 100 oC până la cel la 180 atm. şi 560 oC. Sub aspect tehnologic şi economic, a produce separat fiecare tip de abur ar fi o soluţie total dezavantajoasă.

Profitând de faptul că în turbina prevăzută cu mai multe etaje a unei termocentrale, fiecărui etaj îi corespunde un abur cu anumiţi parametrii, precis cunoscuţi, a apărut ideea de a culege, pentru diverşi beneficiari, abur din diferite etaje ale turbinei. Aburul este astfel produs pentru toţi beneficiarii într-o singură instalaţie (cazanul generator al centralei) la parametrii cei mai înalţi, iar - 75 -


diminuarea parametrilor până la valorile solicitate se face transformând excesul de energie al aburului în electricitate (care e consumată, de regulă, tot pe platforma industrială – solicitând astfel mai puţin producătorii externi de electricitate).

Avantajele formulei adoptate au făcut ca la ora actuală, practic, pe toate marile platforme industriale, să fie amplasate asemenea centrale cunoscute sub numele de centrale cu prize.

2.2.5 Producerea energiei electrice în centrale cu turbine pe gaze

Randamentul centralelor termoelectrice rămâne una din problemele majore ale electroenergeticii. Am văzut că la centralele pe abur, randamentul maxim ce poate fi teoretic atins, dacă n-ar exista pierderi, este de circa 60-65%, pe seama temperaturii nu prea înalte a aburului la intrarea în turbină. Dacă în locul aburului am folosi pentru acţionarea turbinei direct gazele de ardere, care au temperaturi spre 1500-1800 °C la intrare şi cam 200 °C la ieşire, randamentul termodinamic ar deveni (prin transformare în grade Kelvin)

η(g) = (2050 - 550) / 2050 = 75% Valoarea este considerabil mai mare decât cea de la termocentralele pe

abur. In plus şi pierderile ar trebui să fie mai mici, lanţul fiind mai scurt cu o treaptă (trecerea prin abur).

Eliminarea etapei de producere a aburului va reduce, de asemenea, considerabil constanta de inerţie termică a instalaţiei.

a) Centrale pe ciclu gaz

În figura 2.7 este prezentată schema de principiu a instalaţiei cu turbine cu gaze în circuit închis.

Pentru obţinerea parametrilor nominali ai fluidului motor (aer, He), presiunea de 27 atm. şi temperatura de 660-700°C, acesta este trecut prin compresorul 4, apoi este preîncălzit în schimbătorul de căldură 1, pe seama energiei termice reziduale a fluidului ieşit din turbină şi încălzit în schimbătorul de căldură 2, pe seama căldurii înmagazinate în gazele arse provenite de la camera de ardere.

Fig. 2.7 Centrala cu turbină cu gaze: 1,2 – schimbătoare de căldură; 3 – răcitor; 4 – compresor;

- 76 -


- 77 -

M – motor; T – turbină cu gaze; CA – cameră de ardere

După destindere în turbina T, fluidul motor parcurge schimbătorul de căldură recuperator 1 şi răcitorul 3, fiind recirculat în sistem. La pornire, compresorul 4, turbina T şi generatorul electric sunt antrenate de motorul M. După intrarea în regim de lucru, compresorul şi generatorul sunt alimentate cu energie electrică de către turbină. Puterea unitară a instalaţiei este de 220 MW. Centrala cu ciclu gaz, utilizată în special pentru o funcţionare de vârf sau de rezervă, se construieşte în grupuri de putere de până la 40-50MW.

Comparativ cu instalaţiile cu turbine cu abur, cele cu ciclu gaz prezintă

următoarele particularităţi: • instalaţia este mai simplă şi spaţiul ocupat mai redus datorită lipsei generatorului de abur şi a instalaţiilor anexe (staţie de epurare, pompe), lipsei instalaţiilor de condensare şi a instalaţiilor anexe. Aceasta implică investiţii specifice mai mici (75-80% din cele ale centralelor cu turbine cu abur cu parametrii superiori) şi cheltuieli mici de regie. • consumul de apă este de numai 25-35% din consumul centralelor cu turbine cu abur, fapt pentru care centralele cu ciclu gaz sunt indicate în locurile lipsite de apă; • au un consum specific de combustibil relativ scăzut, circa 0,152Kgc.c./KWh, la 2000 ore de utilizare anuală; • au posibilitatea utilizării gazelor de furnal, a gazelor rezultate din gazeificarea cărbunilor în subteran; • au elasticitate mare în funcţionare urmărind foarte bine sarcina având un demaraj rapid (în 5-10min trece din starea de repaus în sarcină normală); • au randament bun, chiar la sarcini parţiale.

b) Centrale cu ciclu mixt abur-gaz

O formulă interesantă din punct de vedere economic şi tehnologic constă în a cupla o centrală pe gaze la o centrală „clasică” pe abur, gazele de ardere care produc aburul acţionând în drumul lor şi o turbină de gaz, legată la un generator situat în paralel cu cel al turbinei de abur.

Transformarea pe această cale a energiei combustibilului în energie electrică poartă numele de „ciclu combinat (sau mixt) abur-gaz”.

În practică, ciclul abur-gaz se poate realiza în două variante, după cum turbina de gaz este plasată înainte sau după generatorul de abur. Dacă turbina este plasată înaintea generatorului de abur, construcţia acestuia nu trebuie


- 78 -

modificată. Randamentul unei asemenea centrale , faţă de o centrală echivalentă pe ciclu abur este mai mare cu 2...4%.

Dacă plasăm turbina după generatorul de abur, atunci construcţia acestuia trebuie modificată, în sensul că la ieşirea din zona în care se produce vaporizarea apei, gazele de ardere trebuie să se găsească la presiune, pentru a putea acţiona apoi palele turbinei de gaze. Costul unei asemenea centrale este ceva mai ridicat datorită modificărilor menţionate, în schimb şi randamentul creşte cu până la 6%.

În acest caz, turbina cu abur este înlocuită cu o turbină acţionată cu gaze de ardere, care au temperaturi cuprinse între 1550-1800°C la intrare şi circa 200°C la ieşirea de pe turbină.

Randamentul ajunge la 75%, lanţul transformărilor energetice fiind mai scurt etc.

Sunt recomandate pentru zona de vârf a cerinţei energie electrică sau ca „centrală de avarie” deoarece intră mai repede în funcţie, iar lipsa consumului de apă le recomandă pentru zonele secetoase.

2.2.6 Producerea energiei electrice în centrale nucleare

Baza teoretică a energeticii nucleare

La baza producerii curentului electric stă fisiunea nucleară. Nucleele izotopilor grei fisionabili au numărul de masă, A, mai mare

decât 230 şi prezintă fenomenul natural de instabilitate manifestat prin apariţia proprietăţilor radioactive.

Masa atomilor este concentrată în nucleu, care este format din Z protoni şi N=A-Z neutroni. Numărul neutronilor este variabili ceea ce explică existenţa izotopilor.

Diferenţa care se constată între valorile maselor nucleare calculate şi cele determinate experimental se numeşte defect de masă şi corespunde energiei necesare desfacerii nucleului în Z protoni şi N neutroni. Această energie caracterizează stabilitatea nucleelor şi poate fi eliberată în timpul reacţiilor de fisiune. Se exprimă în unităţi de masă sau în megavolţi (MV).

Energia proceselor nucleare este de cca un milion de ori mai mare decât energia care intervine în reacţiile chimice obişnuite.

Principala materie primă folosită în reacţiile de fisiune nucleară este uraniul natural, care conţine în structura sa 0,712% din izotopul U235, ceea ce îl face utilizabil în reactoare, direct sau îmbogăţit cu 3%.

Resursa energetică deţinută de uraniul natural este pusă în valoare complet numai atunci când izotopul U238, care reprezintă 99,282% din masa lui, va fi transformat la scară industrială în Pu239, care este fisionabil.

Prin fisionarea unui kg de uraniu se obţine o energie echivalentă cu energia obţinută prin arderea a 2,5 tone cărbune sau a 13,7 barili petrol.


- 79 -

În stadiul actual, materialele fisionabile sunt: U233, U235 şi Pu239. Materialele fertile Th232 şi U238 prin captare de neutroni pot fi transformate

în materialele fisionabile U233 şi Pu239. Reacţiile de fisiune se produce prin bombardarea cu neutroni a nucleelor

izotopilor grei fisionabili. Prin fisionare, fiecare nucleu se scindează în două fragmente, cu punerea în libertate a unei cantităţi uriaşe de energie calorică şi a 2-3 neutroni liberi. Aceşti neutroni întâlnesc alte nuclee, producând scindarea acestora. Se ajunge în final la o reacţie în lanţ, care se desfăşoară cu viteze foarte mari. Reacţia de fisiune este însoţită de dezintegrări radioactive (emisie de radiaţii α, β, γ), deoarece produşii de reacţie nu sunt stabili.

Odată cu creşterea numărului de nuclee fisionabile din vecinătate, creşte şi probabilitatea ca neutronii rezultaţi din reacţia de fisiune să întâlnească şi alte nuclee. În cazul în care masa materialului fisionabil este prea mare, procesul devine exploziv (cazul Cernobîl), dacă masa este prea mică neutronii se pierd şi reacţia încetează. Masa de combustibil nuclear care asigură desfăşurarea continuă a reacţiei de fisiune, cu viteză constantă, se numeşte masă critică.

Neutronii rezultaţi din reacţia de fisiune au viteze foarte mari. Ei se numesc neutroni rapizi. Probabilitatea de a întâlni alte nuclee este cu atât mai mare, cu cât, viteza neutronilor este mai mică. Ei se transformă în neutroni termici (sau lenţi). Frânarea neutronilor se realizează cu materiale numite moderatori (apă, apă grea, beriliu, grafit). Moderatorii pot forma cu combustibilul nuclear un sistem omogen (emulsie, suspensie) sau un sistem eterogen (bare de combustibil nuclear integrate în moderator).

O mărime statistică importantă în procesul de dezintegrare este timpul de înjumătăţire, care reprezintă timpul după care, se dezintegrează jumătate din nucleele iniţiale.

Energia degajată în procesul de fisiune se prezintă sub forma: - energiei cinetice a neutronilor rapizi (5MV); - energiei cinetice a fragmentelor de fisiune (165 MV); - energiei radiaţiilor γ (6MV); - energiei radiaţiilor β (7MV).

Totalul energiei degajate, în urma unei reacţii de fisiune, este de circa 200MeV.

Centrale nuclearo-electrice de fisiune.

Energia nucleară este valorificată în scopuri tehnologice, prin intermediul reacţiilor de fisiune, în reactoare nucleare.

Cele prezentate mai sus ne permit să înţelegem modul de funcţionare a unui reactor nuclear cu neutroni termici. El conţine mai multe bare cu uraniu. Uraniul din fiecare asemenea bară corespunde unei mase subcritice, dar uraniul adunat din toate barele alcătuieşte o masă supra-critică. Uraniul se găseşte, cel


mai adesea, sub forma unor pastile de oxid de uraniu, introdus în teci metalice de zircalloy (un aliaj pe bază de zirconiu). Între barele de uraniu se introduce moderatorul şi de asemenea, o serie de ecrane absorbante de neutroni (alcătuite, de regulă, din cadmiu). Poziţia acestor bare este reglată de către un dispozitiv electronic de control astfel încât neutronii, care sunt lăsaţi să circule de la o bară de uraniu la alta, corespund exact unei mase critice. Tot ansamblul este plasat într-un fluid (apă, apă grea, sodiu metalic, CO2), care preia căldura degajată în reacţia de fisiune şi o cedează aburului, într-un generator plasat în apropierea reactorului. Reactorul este înconjurat de un baraj gros împotriva radiaţiilor, în fig. 2.8.

Fig. 2.8. Centrala nucleară: 1 – Inima reactorului. 2 – Bare de uraniu (în teci de zircalloy). 3 – Ecrane de reglaj. 4 – Dispozitiv automatizat de control. 5 – Generator de abur energetic. 6 – Pompe de recirculare a agentului termic primar. 7 – Blindaj anti-radiaţie. 8 – Componente

ale unei centrale termoelectrice clasice

Pe schema descrisă mai sus se pot construi de fapt mai multe tipuri de reactoare nucleare, care ridică, fiecare, unele probleme specifice. Aşa cum am arătat, materialul fisionabil U235 se găseşte în proporţie de 0,7% în uraniul natural.

Se pot construi reactoare care să folosească drept material fisionabil acest uraniu natural dar, datorită concentraţiei mici a izotopului activ, masa critică este mare, implicit volumul reactorului este mare. Ca moderator şi agent de transfer termic, se foloseşte, în acest caz, apă grea, material care se poate obţine din apa obişnuită prin procedee scumpe, dar accesibile. Ele prezintă un dezavantaj foarte important, anume acela că investiţia iniţială este mare. În schimb au avantajul de a permite folosirea uraniului natural. În această categorie intră reactoarele CANDU, ca cel de la Cernavodă.

- 80 -

Într-o altă variantă se foloseşte ca material fisionabil un uraniu îmbogăţit până la 3% în U235 Volumul reactorului este mult mai mic, iar ca moderator şi agent de transfer termic se foloseşte apa. Ca urmare, reactorul


- 81 -

este mult mai ieftin. În schimb, procesul tehnologic de obţinere a uraniului îmbogăţit este foarte complex, astfel încât, numai ţările cu o foarte mare putere economică îşi pot permite construirea unor asemenea uzine. Pentru celelalte ţări adoptarea tehnologiei pe uraniu îmbogăţit implică dependenţa de aceste câteva mari puteri producătoare.

Reactoarele cu apă sunt cunoscute sub indicativul PWR (in engleză,

reactor cu apă sub presiune). Asemenea reactoare sunt construite sub licenţe din SUA, Franţa.

O a treia variantă, mai puţin răspândită, este cea care foloseşte uraniu

îmbogăţit la circa 9%, grafit ca moderator şi He sau CO2 ca agent de preluare a căldurii. Varianta, produsă în Anglia, este cunoscută sub sigla HTGR (reactor cu gaz la temperatură înaltă).

Reactoarele ruseşti, ca cele de la Kozlodui şi Cernobîl folosesc de

asemenea, uraniu îmbogăţit, moderator de grafit şi apă ca agent de preluare a căldurii.

În oricare din variantele prezentate, nu se valorifică decât izotopul U235 În

ultimii ani s-a pus însă la punct un nou tip de reactor nuclear, care permite şi valorificarea U238 care reprezintă cea mai mare parte din uraniu. Principial, el funcţionează astfel:

Dacă nu se moderează viteza neutronilor rezultaţi din reacţia de fisiune, atunci aceştia, ciocnind un atom de U238 provoacă următoarea reacţie nucleară:

U238 + n l = Pu239 + 2e -1 în urma căreia nucleul U238, care nu este fisionabil, este transformat în nucleul Pu239, care este fisionabil, şi doi electroni. Astfel, la încheierea unui ciclu, în reactor nu se mai găseşte U235, în schimb s-a format o cantitate de Pu239 mai mare decât cea de U235 care s-a consumat, deci reactorul a fabricat mai mult material fisionabil decât a utilizat, material fisionabil ce poate fi folosit în următorul ciclu şi tot aşa până ce se consumă toată cantitatea de U238 de la care plecăm. Acest tip de reactoare se numesc, în baza celor arătate, reactoare reproducătoare (breeder). Sunt caracterizate prin lipsa moderatorului şi preluarea căldurii cu ajutorul sodiului topit, ca agent primar. Ele prezintă avantajul că ridică randamentul utilizării uraniului, de la 0,7% spre 100%.

Tehnologia lor nu este încă definitiv pusă la punct, astfel încât pentru deceniul nostru, reactoarele „clasice” sunt încă cele mai avantajoase, din punct de vedere economic; s-ar putea ca în viitor, reactoarele reproducătoare să aibă o pondere mai mare.


- 82 -

Consideraţii tehnico-economice

Se prezintă principalele avantaje şi dezavantaje pe care le au centralele nuclearo-electrice în comparaţie cu termocentralele, din punct de vedere tehnico-economic.

Avantaje:

- utilizează un tip nou de combustibil; - datorită energiei foarte mari conţinută în combustibilul nuclear,cantităţile

de combustibil care se consumă sunt mici, deci nu se mai pune problema amplasării centralei funcţie de poziţia zăcământului, aşa cum se pune la termocentrale;

- centralele nuclearo-electrice oferă şi posibilitatea producerii unor izotopi radioactivi, foarte necesari în tehnică, medicină, cercetare ştiinţifică;

- costul energiei electrice produse este mai mic decât al celei produse pe combustibili clasici, cu până la 20-30%.

Dezavantaje:

- investiţia iniţială este foarte mare la o centrală nuclearo-electrică, de circa zece ori mai mare decât la o termocentrală de putere echivalentă;

- consumul de apă de răcire este şi el foarte ridicat, ceea ce impune amplasarea C.N.E. lângă un curs de apă cu debit mare şi implică o poluare termică marcată; dezavantajul poate fi convertit într-un avantaj dacă se amplasează C.N.E. în imediata apropiere a unei unităţi industriale mare consumatoare de energie termică şi electrică;

- subprodusele rezultate din reactor (bare de uraniu epuizat, bare de material absorbant, ş.a.) sunt puternic radioactive şi depozitarea lor ridică probleme extrem de complexe, încă insuficient rezolvate pe plan mondial.

Un alt dezavantaj l-ar putea reprezenta riscul de accident nuclear. Prin

proiectare, posibilitatea apariţiei unor asemenea accidente este redusă la minim, dar în ultimii ani s-au înregistrat totuşi câteva accidente majore, culminând cu cel de la Cernobîl. Principalul accident care poate apărea constă în blocarea circulaţiei agentului termic primar, fie prin spargerea conductelor ce leagă reactorul de generatorul de abur, ceea ce s-a întâmplat în 1979 la centrala Three Mile Islands, SUA, fie prin oprirea pompelor (6), aşa cum s-a procedat, printr-o eroare umană, la Cernobîl. Oricum, căldura nu mai poate fi evacuată din reactor şi temperatura creşte foarte mult, determinând descompunerea parţială a fluidului de răcire şi formarea unor gaze sub presiune. Amestecul de gaze este alcătuit, de regulă, din oxigen şi hidrogen, amestec puternic exploziv. Dacă nu se intervine imediat prin coborârea până la refuz a ecranelor şi implicit oprirea reacţiei de fisiune, (la Three Mile Island s-a intervenit, la Cernobîl nu s-a mai apucat să se facă) temperatura continuă să crească rapid şi tecile metalice ale


barelor de uraniu se topesc, blocând de acum mişcarea ecranelor. Reacţia nu mai poate fi controlată, descompunerea agentului termic continuă şi vasul de presiune al reactorului sfârşeşte prin a face explozie, expulzând toată încărcătura radioactivă pe care o conţine. Pentru a nu permite poluarea radioactivă, chiar şi în acest caz extrem, în ultimul timp reactoarele sunt prevăzute cu un sistem suplimentar de securitate, o „anvelopă” sub forma unei emisfere din beton, care acoperă toată instalaţia şi care poate prelua şocul exploziei. Toate reactoarele construite în ultimele decenii au aşa ceva (dar cel de la Cernobîl nu avea; nici cele de la Kozlodui, Bulgaria, de altfel). Reactoarele CANDU au o protecţie suplimentară. În caz de avarie gravă, inima reactorului este inundată cu apă („uşoară”, adică obişnuită). În asemenea condiţii, neutronii sunt frânaţi mai puţin şi reactorul devine automat subcritic. Reacţia încetează de la sine în asemenea condiţii, cu sau fără coborârea ecranelor de protecţie.

2.2.7 Producerea energiei electrice în centrale hidroelectrice

Centrale hidroelectrice

Hidrocentralele sunt instalaţiile în care energia potenţială şi cinetică a căderii de apă, de la nivelul superior (amonte) la cel inferior (aval), este transformată, cu ajutorul turbinelor cu apă, în energie mecanică, iar aceasta în energie electrică.

Puterea furnizată la arborele turbinei hidraulice, Pt, se poate calcula cu relaţia:

Pt = 9,81·Q·H·ηT, în care: ηT – randamentul turbinei (ηT = 85-95%);

Q – debitul căderii de apă, [m3/s]; H – înălţimea de cădere a apei, [m].

Puterea electrică, Pc, debitată la bornele centralei, este:

100100e t tR gP P

CSIη η= ⋅ ⋅ ⋅

+,

în care: ηtr este randamentul transmisiei turbină – generator electric, ηtr = 1; ηg – randamentul generatorului electric (ηg = 94-95%); CSI – consumul serviciilor interne (CSI = 0,5÷1).

Din relaţii rezultă că puterea electrică a centralei este direct proporţională cu debitul, înălţimea de cădere a apei şi randamentul instalaţiei.

Debitul unui curs de apă este, variabil în timp şi depinde de bazinul de recepţie, regimul ploilor, de condiţiile geologice şi climatologice. Variaţia debitului unui curs de apă, în timpul unui an, se numeşte regimul hidraulic al cursului de apă. Căderea unui curs de apă depinde de configuraţia terenului. - 83 -


În cadrul studiului tehnico-economic, ce precede proiectul de execuţie al oricărei amenajări hidroenergetice, se stabilesc debitele caracteristice pe timp de un an (Qmax, Qmed ,Qmin) pentru cursul de apă folosit, condiţiile locale geografice, climaterice etc, în vederea realizării unor amenajări care să asigure debite mari şi constante în timpul funcţionării agregatelor şi căderi de apă cât mai mari.

Debitul instalat, Qi, este întotdeauna superior debitului mediu, Qmed.

Raportul, K = Qi/Qmed, se numeşte coeficient de suprainstalare şi depinde de debitul maxim ce poate fi atins şi de rolul atribuit centralei în sistemul energetic naţional (CHE Bicaz are K = 4, CHE Argeş are K = 5, CHE Porţile de Fier K = 10).

În principiu, toate hidrocentralele sunt construite la fel. Pe râu se amplasează un baraj care reţine apa, creând un lac de acumulare. Apa din lac este dusă printr-o „conductă forţată” cu o înclinare foarte mare la turbine, legate de generatoare de curent alternativ, după care revine în albia râului, în aval de baraj, printr-un „canal de fugă”.

În practică se întâlnesc trei tipuri de centrale, care prezintă o serie de particularităţi constructive şi de exploatare. Schemele celor trei tipuri de centrale sunt prezentate în fig. 2.9.

Fig. 2.9 Scheme de principiu a hidrocentralelor: 1,1’ – cursul râului; 2 – baraj; 3 – lac de

acumulare; 4 – conductă forţată; 5 – turbină; 6 – generator de curent alternativ; 7 – canal de fugă; 8 – conductă de aducţiune; 9 – turn de echilibru

- 84 -


- 85 -

La centralele pe râuri de munte, apa se preia din lacul format în spatele barajului direct în conducta forţată, care coboară cu o pantă mare, de la o înălţime mare, până la turbine, de unde este preluată de canalul de fugă şi returnată în vechea albie.

La centralele pe râuri medii, care au pante mai mici de curgere, apa este

preluată din lacul de acumulare printr-o conductă de aducţiune şi dusă până într-un punct unde se poate asigura o înălţime mulţumitoare de cădere a apei la o pantă suficient de pronunţată. Aici se află un „turn de echilibru”, un rezervor în care este adusă apa şi care se află în regim de vase comunicante cu lacul.

Pentru a valorifica deplin debitele mari din perioada funcţionării centralei, în aval se construiesc mai multe centrale mici, care nu au lacuri de acumulare proprii (centrale care ajung uneori se dubleze puterea instalată, fără însă a dubla şi investiţia).

Caracteristic centralelor de pe fluvii este amplasarea grupurilor turbină-generator chiar în corpul barajului întrucât, panta albiei fiind foarte puţin pronunţată, diferenţa de nivel se obţine doar pe seama înălţimii barajului.

Dacă în cazul centralelor pe râuri mici şi mijlocii întâlnim un segment din fostul curs al râului care este sec, segment situat între baraj şi ieşirea canalului de fugă, la barajele pe fluvii aşa ceva nu există. De aceea, centralele de pe fluvii mai poartă şi numele de centrală-baraj.

Consideraţii tehnico economice

Comparaţia tehnico-economică între hidro- şi termocentrale conduce la următoarele concluzii:

• hidrocentralele utilizează o materie primă inepuizabilă şi care, ea ca atare, nu costă nimic;

• instalaţia aferentă centralei este mult mai simplă, deci şi cheltuielile de exploatare şi de întreţinere sunt mai mici;

• producţia de energie nu este însoţită de efecte poluante (ceea ce nu înseamnă că o hidrocentrală nu perturbează deloc mediul înconjurător), ba chiar oferă prin lacul de acumulare o sumă de facilităţi turistice;

• lacurile de acumulare pot de asemenea „amortiza” viiturile care altfel ar provoca inundaţii;

• cu excepţia centralelor de pe fluvii, care trebuie să funcţioneze continuu, la celelalte tipuri de hidrocentrale oprirea totală sau parţială nu produce pierderi, energia apei stocându-se sub formă de energie potenţială în lacul de acumulare în orele de nefuncţionare;

• pornirea unei hidrocentrale se poate realiza repede şi uşor.


- 86 -

• la ora actuală, în România (şi nu numai) , hidrocentralele produc energia electrică la cel mai scăzut cost. Ele acoperă, în funcţie de regimul pluviometric din anul respectiv, între 15-22 % din necesarul de energie electrică al ţării noastre.

Evident, există şi dezavantaje.

• potenţialul hidro-energetic nu este infinit; • pentru România, potenţialul hidroenergetic total este de 70 miliarde

KWh/an, din care însă 36 miliarde constituie potenţialul tehnic amenajabil (din care 26,6 pe râuri şi 11,4 pe Dunăre);

• potenţialul amenajabil economic este şi mai mic, 27 miliarde KWh, în condiţiile în care deja în 1977 necesarul de energie electrică al României era de 62 miliarde Kwh/an;

• amenaja tot acest potenţial presupune construirea a circa 850 hidrocentrale, mari şi mici, cu o putere instalată totală de 13000 MW. Ceea ce nu e deloc simplu, dacă ţinem seama de faptul că investiţia pentru o hidrocentrală este de 10-20 de ori mai mare decât pentru o termocentrală de putere echivalentă.

2.2.8 Indicatori tehnico-economici specifici sistemului energetic naţional

La ora actuală nu dispunem, practic, de tehnologii pentru stocarea, pe scară mare, a energiei electrice (energia stocabilă în acumulatori reprezentând o fracţiune infimă din consum). Ca urmare, sistemul energetic trebuie să funcţioneze astfel încât să producă, în fiecare moment, exact puterea solicitată de consumatori. Ceea ce nu este simplu deloc, cel puţin din următoarele două motive:

- cererea de putere variază mult pe parcursul unei zile, pe seama firmelor care lucrează doar unu sau două schimburi, a unor utilaje mari consumatoare de energie, care funcţionează intermitent, a iluminatului casnic şi urban, care funcţionează doar seara;

- oferta centralelor electrice nu este foarte elastică întrucât principalii producători, termocentralele mari, trebuie să funcţioneze în regim constant, din cauza coeficientului mare de inerţie termică.

Analiza posibilităţilor de optimizare a raportului cerere/ofertă se face

pornind de la o diagramă , numită „curbă de sarcină” care prezintă cererea de putere de-a lungul celor 24 ore ale unei zile. Alura tipică a unei curbe de sarcină este prezentată în fig. 2.10.


Fig. 2.10 Curba de sarcină: I – zona de bază; II – zona de semi - vârf; III – zona de vârf; CT – centrale termoelectrice; CNE – centrale nucleare; CHE – centrale hidroelectrice; f – fluvii,

m – munte, c – colinare; g – centrale pe ciclu gaz; p – centrale hidroelectrice cu pompare

Cererea de putere este reprezentată de curba continuă. Se observă un minim de cerere între orele 1-5 dimineaţa şi două maxime: un maxim „de zi”, atunci când toate instalaţiile industriale lucrează din plin şi un maxim „de seară”. Alura curbei de sarcină se poate exprima cantitativ prin indicatorul „factor de aplatizare”, definit ca raportul între puterea medie şi cea maximă:

Factorul de aplatizare = P (medie) / P (maximă) Valorile factorului de aplatizare se situează între 0,5 şi 0,8; cu cât valoare

este mai mare, cu atât diferenţa între cererea minimă şi cea maximă e mai mică, implicit mai uşor de rezolvat.

Pe suprafaţa de sub curba de sarcină se disting trei zone (notate de noi pe

ordonată cu I, II, III), respectiv: - zona de bază, care corespunde puterii solicitate permanent în cursul celor

24 de ore; - zona de semi-vârf, corespunzătoare puterii solicitate în cea mai mare

parte a zilei; - zona de vârf, când se solicită putere doar câteva ore pe zi.

Pe curbă este marcată şi acoperirea cea mai rezonabilă a cererii de putere.

La baza curbei se aşează centralele hidroelectrice de pe fluvii, întrucât, pe de o parte, fluviul oricum nu poate fi oprit şi deci o oprire a turbinelor ar însemnă că apa să curgă degeaba iar, pe de altă parte, investiţia foarte mare impune şi ea o funcţionare continuă, pentru a permite amortizarea într-un timp rezonabil. Deoarece stau la baza curbei de sarcină, CHE pe fluvii şi râuri mari se mai numesc şi „CHE de bază”

Imediat deasupra CHE (f) s-ar situa centralele nuclearo-electrice deoarece şi în cazul lor costul combustibilului pe MWh produs este mic, în schimb investiţia de amortizat este mare. Cea mai mare parte din zona de bază este

- 87 -


- 88 -

acoperită de CET şi CTE mari,centralele cu turbine cu abur, cu termoficare şi de condensaţie deoarece constanta lor foarte mare de inerţie termică face cu totul neeconomică o oprire sau chiar o reducere de regim.

Zona de semi-vârf se acoperă cu CTE mai mici, la care, întrucât şi constanta de inerţie termică este mai mică, o variaţie de regim de funcţionare se realizează mai uşor şi nu atrage pierderi tot atât de mari.

Zona de vârf este acoperită cu hidrocentralele pe râuri mijlocii şi râuri de munte, iar maximul extrem de putere se acoperă, de regulă, din centralele pe gaze.

Dacă indicele de aplatizare scade, ceea ce înseamnă că zona de bază e mai mică, iar cea de vârf mai mare, acoperirea, aşa cum a fost descrisă mai sus, nu mai poate fi realizată deoarece nu dispunem de suficientă energie provenind din hidrocentrale (de exemplu, în România, cu centralele de pe Dunăre şi Olt cu tot, care funcţionează ca CHE de bază şi care dispun de cea mai mare putere instalată, hidrocentralele acoperă mai puţin de 20% din consum). Ca urmare se pune deci problema de a aplatiza cât mai mult cu putinţă curba, prin ridicarea minimelor şi coborârea maximelor de putere. Există mai multe posibilităţi de aplatizare a curbei, mai mult sau mai puţin eficiente. Prezentam, foarte succint, câteva dintre ele:

- Un indicator aflat în strânsă corelaţie cu indicele de aplatizare este „factorul de simultaneitate”, definit ca raportul dintre suma maximă a puterilor active la consumator (la numărător) şi suma tuturor puterilor instalate la consumator (la numitor). Factorul de simultaneitate trebuie să aibă o valoare cât mai mică, cu alte cuvinte nu este de dorit ca toţi consumatorii existenţi să fie în funcţiune concomitent ci, în măsura posibilităţilor, ei să intre unul câte unul în funcţiune solicitând permanent, pe parcursul celor 24 ore, o putere cât mai constantă. In cazul marilor consumatori industriali, reducerea factorului de simultaneitate se poate realiza prin măsuri de organizare a producţiei (de exemplu, cuptoarele cu arc electric, foarte mari consumatoare, funcţionează de preferinţă în schimbul III), iar pentru consumatorii casnici, prin măsuri educative (se solicită astfel ca aparatele electrocasnice cu consum mare, cum ar fi maşinile de spălat rufe sau caloriferele electrice, să nu fie în funcţiune în orele de seara).

- Factorul de simultaneitate poate fi corectat, în sensul dorit, prin adoptarea

a două tarife diferite pentru energie electrică: un tarif mai ridicat pentru zi şi seară şi unul sensibil mai coborât pentru noapte. Metoda (care presupune instalarea unui contor special, cu ceas, ceea ce nu este foarte complicat) este aplicată în mod curent în majoritatea ţărilor dezvoltate. Pentru consumatorii industriali, la tariful aferent energiei electrice se adaugă un supliment substanţial în cazul depăşirii puterii medii, mai ales dacă depăşirea se face în perioadele de maxim de sarcină.


- 89 -

- Adoptarea orei de vară este o altă măsură care reduce sensibil maximul de seară (deoarece omul se culcă la aceeaşi oră, dar aprinde lumina o oră mai târziu) şi ca atare este aproape universal aplicată. Mai mult, în Franţa, ora oficială este decalată cu o oră faţă de meridian în cursul iernii şi cu două ore în cursul verii, aliniind şi mai bine orele de veghe cu cele de lumină naturală.

- O metodă de „stocare” a energiei electrice, destul de interesantă, care să

permită utilizarea în orele de vârf a energiei produsă în orele de minim, este reprezentată de o categorie specială de hidrocentrale, numite „hidrocentrale cu pompare”. În orele de vârf, centrala funcţionează normal, cu rezerva că apa care părăseşte turbina se adună într-un al doilea lac de acumulare, în aval. În orele de minim din cursul nopţii însă, generatorul centralei se transformă în motor electric iar turbina în pompă. Centrala va consuma deci energie din reţea (pe care o ia de la o termocentrală care astfel nu mai trebuie oprită) şi o va stoca sub forma de energie potenţială a apei, pe care o mută din lacul aval în lacul amonte, urmând să o valorifice la următorul vârf de sarcină a sistemului energetic. Randamentul unei asemenea instalaţii este de circa 67% (cu alte cuvinte ea va debita în sistem, în orele de vârf 2 MWh pentru fiecare 3 MWh consumaţi în orele de minim), o valoare foarte bună. Investiţia este însă remarcabil de mare (două baraje de construit!) şi doar puţine zone se pretează amenajării (sub aspect geografic şi geologic). Asemenea centrale sunt construite în câteva ţări europene dezvoltate dar, pe cât se pare, ele nu au dat deplină satisfacţie. 0 metodă oarecum similară constă în a pompa, în orele de minim, aer sub presiune într-o mină veche. In orele de maxim aerul se destinde prin turbine legate la generatoare electrice, sistem ce pare mai simplu şi mai fiabil decât cel cu apă.

Concluzii

Apa şi energia sunt resursele indispensabile oricărei activităţi economice; Apa, cea mai răspândită substanţă din natură, provine din patru surse:ape

dulci de suprafaţă, ape marine, apă meteorică şi apă freatică; Apa poate fi solicitată ca: apă industrială, apă potabilă, apă

dedurizată şi apă deionizată; În scopul utilizării, apa este supusă unor procese de tratare specifice:

pentru obţinerea apei potabile (sedimentare, filtrare, adsorbţie, degazare, sterilizare), pentru epurarea apelor uzate, pentru dedurizare şi deionizare.


- 90 -

Indicatorii specifici legaţi de problema gospodăririi raţionale a apei sunt: necesarul de apă, consumul de apă, gradul de recirculare şi pierderile de apă;

Energia se prezintă sub o multitudine de forme care pot trece una în alta; Formele de energie primară utilizare sunt: energia chimică, nucleară,

luminoasă a soarelui, hidraulică, eoliană, a mareelor; Formele secundare de energie sunt: energia termică, mecanică şi

electrică; Sursele de energie primară se clasifică după mai multe criterii: Forma de accesibilitate (combustibili fosili, nucleari, energia

hidraulică, solară, eoliană, a valurilor şi a mareelor, geotermică, a biomasei);

Cantitatea disponibilă pe plan mondial (epuizabile şi inepuizabile); Disponibilitatea tehnologiilor de valorificare (convenţionale şi

neconvenţionale). Trecerea dintr-o formă de energie în alta se face parcurgându-se o

succesiune de paşi, numită lanţ de transformări energetice, cu un randament subunitar, care este cu atât mai mic cu cât lanţul este mai lung;

Aburul se obţine în generatorul de abur, care este un schimbător de căldură (din punct de vedere funcţional);

În generatorul de abur se evidenţiază: circuitul gazelor arse, circuitul apă-abur, circuitul aerului necesar combustiei.

Principalii indicatori tehnico-economici ai generatorului de abur sunt: randamentul brut, randamentul net, debitul specific de abur, constanta de inerţie termică;

Aburul obţinut în generatorul de abur este utilizat la obţinerea energiei electrice în centralele termoelectrice cu turbine cu abur.

Centralele termoelectrice pe abur pot fi: de condensaţie (au cel mai mic randament termic), cu termoficare (furnizează consumatorilor atât energie termică cât şi electrică), cu prize şi condensaţie;

Centralele cu turbine pe gaz funcţionează la parametri superiori centralelor cu turbine pe abur. Folosesc drept agent motor un gaz sub presiune sau gazele arse (provenite din arderea combustibilului în camera de ardere sub presiune);

Obţinerea energiei electrice în centralele nucleare se bazează pe transformarea energiei termice obţinute în urma reacţiilor de fisiune a nucleelor izotopilor de U235 şi Pu239.

În cazul centralelor nuclearo-electrice filiera transformărilor de energie este asemănătoare celei din termocentrale;


- 91 -

Centralele hidroelectrice transformă energia potenţială a căderilor de apă în energie electrică şi funcţionează pe baza următorului lanţ al transformărilor energetice: energie hidraulică → energie mecanică → energie electrică;

Puterea furnizată la arborele turbinei, respectiv puterea electrică debitată la bornele centralei, este în funcţie de: debitul căderii de apă, înălţimea de cădere a apei, randamentele instalaţiilor;

Sursa de energie utilizată în hidrocentrale este inepuizabilă; Registrul de funcţionare al centralelor electrice poate fi bine caracterizat

prin curba de sarcină, care indică variaţia sarcinii în cursul unui interval de timp;

Sarcina este puterea electrică produsă în centrală şi consumată de un beneficiar;

Curba de sarcină are trei zone: de bază, de semi-vârf şi de vârf; Curba de sarcină este caracterizată prin: factorul de simultaneitate şi

indicele de aplatizare.


- 92 -

Teste grilă

Testul 2.1 Apa industrială se caracterizează prin:

a) este cel mai puţin tratată; b) este sterilizată; c) nu este sterilizată; d) este limpede; e) nu este potabile; f) nu este limpede.

Varianta corectă este: 1. (a,c,d,e); 2. (a,b,d,e); 3. (a,b,e,f); 4. (b,d,e,f).

Testul 2.2 Apa dedurizată:

a) este o apă industrială; b) nu conţine ioni de Ca şi Mg; c) nu conţine ioni de Na; d) conţine ioni de Na.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c); 2. (a,b,d); 3. (b,c); 4. (b,d).

Testul 2.3 Procesul tehnologic de obţinere a apei potabile conţine următoarele operaţii:

a) sedimentare; b) filtrare; c) coagulare; d) dedurizare; e) degazare; f) sterilizare; g) neutralizare.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c,d,e,f); 2. (a,b,c,e,f); 3. (a,b,c,f,g); 4. (a,b,d,e,f,g).

Testul 2.4 Procesul tehnologic de tratare a apelor uzate conţine următoarele operaţii:

a) aerare; b) omogenizare; c) decantare şi filtrare;


- 93 -

d) reţinere grăsimi; e) neutralizare; f) fermentaţie anaerobă şi aerobică; g) sterilizare.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c,d,e); 2. (a,c,d,e,f,g); 3. (b,c,d,e,g); 4. (a,b,c,d,e,f).

Testul 2.5 Coagularea se realizează cu agenţi floculanţi, care trebuie să îndeplinească următoarele condiţii:

a) să fie uşor de transportat; b) să fie uşor de depozitat şi manipulat; c) să înlăture hidrogenul sulfurat; d) să nu fie toxici; e) să nu afecteze gustul şi mirosul apei; f) să dea apei o culoare plăcută.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c,d,e); 2. (a,c,d,e,f); 3. (a,b,d,e); 4. (c,d,e,f).

Testul 2.6 Pentru sterilizarea apei se foloseşte:

a) clorul; b) florul; c) raze ultra-violete; d) azotul; e) ozonul.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c,d); 2. (a,b,c,e); 3. (b,c,d,e); 4. (a,c,d,e).

Testul 2.7 Epurarea apei înainte de deversarea ei în canal este impusă de:

a) apele reziduale conţin o serie de substanţe toxice; b) apa are o capacitate notabilă de autoepurare; c) autoepurarea este un proces lent; d) păstrarea echilibrului biologic.

Varianta corectă este: 1. (a,c,d); 2. (a,b,c); 3. (b,c,d); 4. (b,c).

Testul 2.8 Modelele chimice de epurare se folosesc:


- 94 -

a) pentru eliminarea suspensiilor şi a emulsiilor; b) pentru scoaterea din sistem a impurificatorilor minerali; c) pentru transformarea în nămol sau în gaz metan a impurificatorilor.

Varianta corectă este: 1. b; 2. a; 3. (b,c); 4. c.

Testul 2.9 În cazul sistemelor deschise, consumul de apă este egal cu:

a) necesarul de apă; b) pierderile de apă; c) apa înglobată în produse; d) apa recirculată.

Varianta corectă este: 1. (a,c,d); 2. (b,c,d); 3. (a,b,c); 4. (a,b,d).

Testul 2.10 În cazul sistemelor închise, consumul de apă este egal cu:

a) necesarul de apă; b) pierderile de apă; c) apa înglobată în produse; d) apa recirculată.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c); 2. (b,c); 3. (a,d); 4. (b,d).

Testul 2.11 Formele de energie primară utilizate sunt:

a) energia chimică; b) energia nucleară; c) energia termică; d) energia electrică; e) energia luminoasă a soarelui.

Varianta corectă este: 1. (a,b,e); 2. (a,b,c); 3. (b,c,e); 4. (a,b,d).

Testul 2.12 Formele de energie secundară sunt:

a) energia chimică;


- 95 -

b) energia termică; c) energia mecanică; d) energia electrică; e) energia nucleară.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c); 2. (b,c,d); 3. (c,d,e); 4. (a,c,e).

Testul 2.13 Energia hidraulică este:

a) o formă de energie primară; b) o formă de energie convenţională; c) o formă de energie neconvenţională; d) o formă de energie regenerabilă; e) o formă de energie epuizabilă; f) o formă de energie mecanică.

Varianta corectă este: 1. (a,b,d,e); 2. (b,d,e,f); 3. (a,b,d,f); 4. (a,c,d,f).

Testul 2.14 Principalele dezavantaje ale cărbunilor sunt:

a) extracţia este scumpă şi presupune un volum mare de manoperă; b) zăcămintele sunt repartizate relativ uniform în subsolul întregii planete; c) puterea calorifică mai mică decât a hidrocarburilor lichide; d) gazele de ardere nu conţin S; e) desulfurarea gazelor de ardere se face cu cheltuieli mari.

Varianta corectă este: 1. (a,c,e); 2. (a,b,c,d); 3. (a,b,e); 4. (a,c,d).

Testul 2.15 Petrolul este combustibilul cel mai utilizat deoarece:

a) are putere calorifică foarte mare; b) are instalaţii de ardere simple; c) zăcămintele de ţiţei sunt plasate doar în câteva zone ale globului; d) sulful poate fi eliminat înainte de ardere; e) nu conţine sulf.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c,d); 2. (a,b,d); 3. (a,b,e); 4. (b,c,e).

Testul 2.16


- 96 -

Elementele constructive ale generatorului de abur sunt: a) instalaţia de ardere a combustibilului; b) preîncălzitoarele de apă şi aer; c) supraîncălzitorul; d) staţia de epurare şi dedurizare; e) cazanul generator de abur; f) reactorul nuclear.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c,d); 2. (b,c,d,e); 3. (a,b,c,e); 4. (b,c,d,f).

Testul 2.17 Gazele arse părăsesc generatorul de abur la o temperatură de:

a) 200 oC; b) 200-300 oC; c) 100 oC; d) 100-150 oC.

Alegeţi varianta corectă! Testul 2.18 Generatorul de abur este caracterizat de următorii indicatori tehnico-economici specifici:

a) randamentul brut; b) randamentul net; c) debitul specific de abur; d) constanta de inerţie termică; e) consumul specific de apă; f) consumul specific de combustibil.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c,d,e,f); 2. (b,c,d,e); 3. (a,b,c,d); 4. (a,c,d,f).

Testul 2.19 Aburul supraîncălzit părăseşte generatorul de abur la:

a) temperatura 560-580 oC, presiunea 120-140 atm.; b) temperatura 500-520 oC, presiunea 80-90 atm.; c) temperatura 460-480 oC, presiunea 120-140 atm.; d) temperatura 560-580 oC, presiunea 160-170 atm.

Alegeţi varianta corectă! Testul 2.20 Centrala termoelectrică cu condensaţie:

a) foloseşte ca agent motor abur suprasaturat; b) foloseşte ca agent motor gaze sub presiune; c) foloseşte ca agent motor abur supraîncălzit; d) agentul motor evoluează în circuit închis; e) agentul motor evoluează în circuit deschis; f) livrează consumatorilor, atât energie electrică, cât şi termică;


- 97 -

g) are cel mai mic randament termic comparativ cu celelalte termocentrale; h) are cel mai mare randament termic comparativ cu celelalte cermocentrale.

Varianta corectă este: 1. (a,d,f,g); 2. (b,e,g); 3. (c,d,g); 4. (c,d,f,h).

Testul 2.21 Centrala termoelectrică cu termoficare:

a) foloseşte ca agent motor abur suprasaturat; b) foloseşte ca agent motor gaze sub presiune; c) foloseşte ca agent motor abur supraîncălzit; d) agentul motor evoluează în circuit închis; e) agentul motor evoluează în circuit deschis; f) livrează consumatorilor, atât energie electrică, cât şi termică; g) are cel mai mic randament termic comparativ cu celelalte termocentrale; h) are cel mai mare randament termic comparativ cu celelalte cermocentrale.

Varianta corectă este: 1. (a,d,f,g); 2. (b,e,g); 3. (c,d,g); 4. (c,d,f,h).

Testul 2.22 În centrala termoelectrică de condensaţie cantitatea de căldură pierdută în circuitul termic este formată din:

a) căldura extrasă de apa rece din condensator; b) căldura pierdută pe traseul de la generatorul de abur la turbină; c) căldura pierdută în turbină; d) căldura pierdută în generatorul de abur.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c); 2. b; 3. (a,b); 4. (c,d).

Testul 2.23 În centrala termoelectrică de termoficare cantitatea de căldură pierdută în circuitul termic este formată din:

a) căldura extrasă de apa rece din condensator; b) căldura pierdută pe traseul de la generatorul de abur la turbină; c) căldura pierdută în turbină; d) căldura pierdută în generatorul de abur.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c); 2. b; 3. (a,b); 4. (c,d).

Testul 2.24


- 98 -

Randamentul energetic al centralei termoelectrice cu condensaţie este: a) 25-30%; b) 65-75%; c) 45-50%; d) 80%.

Alegeţi varianta corectă! Testul 2.25 Randamentul energetic al centralei cu termoficare este:

a) 25-30%; b) 65-75%; c) 45-50%; d) 80%.

Alegeţi varianta corectă! Testul 2.26 Centralele cu turbine cu gaze, comparativ cu cele cu turbine cu aburi, au următoarele particularităţi:

a) spaţiul ocupat este mai mare; b) spaţiul ocupat este mai redus şi instalaţia mai simplă; c) consumul de apă este mai ridicat; d) au elasticitate mică în funcţionare; e) au un demaraj rapid; f) pot fi utilizate în locuri lipsite de apă.

Varianta corectă este: 1. (b,e,f); 2. (a,c,d); 3. (b,c,e); 4. (b,d,f).

Testul 2.27 În centralele nucleare cu reactoare termice pot fi folosite ca materiale fisionabile următorii izotopi:

a) U233; b) U235; c) Th232; d) U238; e) Pu239.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c); 2. (a,c,d); 3. (a,b,e); 4. (b,d,e).

Testul 2.28 În centralele nucleare cu reactoare reproducătoare se folosesc următorii izotopi:

a) U233; b) U235; c) Th232; d) U238; e) Pu239.


- 99 -

Varianta corectă este: 1. (a,b,c); 2. (a,c,d); 3. (a,b,e); 4. (b,d,e).

Testul 2.29 Masa critică este masa de combustibil nuclear pentru care:

a) reacţia devine explozivă; b) reacţia decurge cu viteză constantă; c) reacţia încetează.

Alegeţi varianta corectă! Testul 2.30 Un reactor nuclear cu neutroni termici conţine:

a) mai multe bare de uraniu, fiecare având o masa subcritică de uraniu; b) mai multe bare de uraniu, fiecare având o masă critică; c) mai multe bare de uraniu, fiecare având o masă supracritică; d) moderatori; e) ecrane absorbante de neutroni; f) baraj de protecţie împotriva radiaţiilor.

Varianta corectă este: 1. (a,d,e); 2. (b,d,e,f); 3. (a,d,e,f); 4. (c,d,f); 5. (c,d,e,f).

Testul 2.31 Reactoarele CANDU de la Cernavodă folosesc:

a) uraniu natural; b) uraniu natural îmbogăţit cu 3%; c) apa grea, ca moderator şi agent de transfer termic; d) apa, ca moderator şi agent de transfer termic; e) grafit, ca moderator şi He sau CO2, ca agent de transfer termic.

Varianta corectă este: 1. (a,c); 2. (b,d); 3. (a,d); 4. (a,e); 5. (b,c).

Testul 2.32 Reactorul cu gaz la temperatură înaltă foloseşte:

a) uraniu natural îmbogăţit cu 3%; b) uraniu natural îmbogăţit cu 9%; c) apa grea, ca moderator şi agent de transfer termic; d) apa, ca moderator şi CO2, ca agent de transfer termic; e) grafit, ca moderator şi He sau CO2, ca agent de transfer termic.

Varianta corectă este:


- 100 -

1. (a,c); 2. (b,c); 3. (a,d); 4. (b,e); 5. (a,e).

Testul 2.33 Reactorul cu apă foloseşte:

a) uraniu natural îmbogăţit cu 3%; b) uraniu natural îmbogăţit cu 9%; c) uraniu natural; d) apa, ca moderator şi agent de transfer termic; e) apa grea, ca moderator şi agent de transfer termic; f) apa, ca moderator şi CO2, ca agent de transfer termic.

Varianta corectă este: 1. (a,d); 2. (a,e); 3. (b,f); 4. (c,e); 5. (c,f).

Testul 2.34 Reactorul reproducător se caracterizează prin:

a) volumul mare al zonei active a reactorului; b) lipsa moderatorului; c) crearea unui nou combustibil; d) utilizarea unor agenţi cu coeficient mare de transfer termic pentru preluarea căldurii

din zona activă; e) folosirea uraniului natural drept combustibil; f) folosirea uraniului natural îmbogăţit cu 3%.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c,d,e); 2. (b,c,d,e); 3. (b,c,d,f); 4. (a,b,c,f); 5. (a,b,c,e).

Testul 2.35 Comparativ cu centralele termoelectrice, centralele nuclearo-electrice au următoarele caracteristici:

a) utilizează un nou combustibil; b) cantităţile de combustibil consumate fiind mari, amplasarea centralelor se face în

funcţie de poziţia zăcământului; c) costul energiei electrice este mai mic cu până la 30% faţă de cea obţinută pe baza

combustibililor clasici; d) investiţia iniţială este de cca 10 ori mai mică decât la o termocentrală de putere

echivalentă; e) subprodusele rezultate din reactor sunt puternic radioactive şi depozitarea lor ridică

probleme extrem de complexe. Varianta corectă este:

1. (a,b,c,d,e);


- 101 -

2. (a,b,d,e); 3. (a,c,e); 4. (a,b,e); 5. (a,c,d,e).

Testul 2.36 Puterea furnizată la arborele turbinei hidraulice depinde de:

a) debitul căderii de apă; b) înălţimea de cădere a apei; c) randamentul turbinei; d) randamentul generatorului electric; e) consumul serviciilor interne (CSI);

Varianta corectă este: 1. (a,b,c,d); 2. (a,b,c); 3. (a,b,d,e); 4. (a,b,d); 5. (a,c,e).

Testul 2.37 Coeficientul de suprainstalare depinde de:

a) debitul maxim ce poate fi atins; b) debitul mediu al cursului de apă; c) rolul atribuit hidrocentralei în sistemul energetic.

Varianta corectă este: 1. (a,b); 2. (a,b,c); 3. (a,c); 4. (b,c).

Testul 2.38 Conducta de aducţiune se întâlneşte la:

a) centralele pe râuri de munte; b) centralele pe râuri cu pante mici de curgere; c) centralele de pe fluvii; d) centralele cu pompare.

Alegeţi varianta corectă! Testul 2.39 Amplasarea grupurilor turbină-generator în corpul barajului se întâlnesc la:

a) centralele pe râuri de munte; b) centralele pe râuri cu pante mici de curgere; c) centralele de pe fluvii; d) centralele cu pompare.

Alegeţi varianta corectă! Testul 2.40 Comparativ cu termocentralele, hidrocentralele prezintă următoarele caracteristici:

a) utilizează o sursă de energie primară inepuizabilă;


- 102 -

b) cheltuielile de exploatare sunt mai mari; c) producţia de energie nu este însoţită de efecte poluante; d) hidrocentralele trebuie să funcţioneze continuu, oprirea totală sau parţială a lor

produce pierderi; e) în România, produc energia electrică la cel mai mic preţ.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c,d,e); 2. (a,c,d,e); 3. (a,c,e); 4. (a,b,c,e).

Testul 2.41 Curba de sarcină se caracterizează prin:

a) existenţa a trei zone de putere solicitate de consumatori; b) existenţa a două zone de putere solicitate de consumatori; c) existenţa a unui minim de cerere de putere; d) existenţa a unui maxim de cerere de putere; e) existenţa a unui maxim de zi şi a unui maxim de seară de putere.

Varianta corectă este: 1. (a,c,e); 2. (b,c,d); 3. (a,c,d); 4. (a,b,c).

Testul 2.42 Zona de bază a unei curbe de sarcină este acoperită de:

a) centrale nuclearo-electrice; b) centrale hidraulice pe fluvii şi râuri mari; c) centrale termoelectrice cu turbine cu aburi de putere mare; d) centrale termoelectrice cu turbine cu gaze de putere mare; e) centrale termoelectrice cu turbine cu gaze de putere mică.

Varianta corectă este: 1. (a,b,d); 2. (a,b,c,d); 3. (a,b,c,d,e); 4. (a,b,c).

Testul 2.43 Factorul de simultaneitate:

a) este raportul dintre suma maximă a puterilor active la consumator şi suma tuturor puterilor instalate la consumator;

b) este raportul dintre suma tuturor puterilor instalate la consumator şi suma maximă a puterilor active la consumator;

c) are o valoare mai mare ca 1; d) are o valoare mai mică decât 1; e) este cu atât mai bine cu cât valoarea este mai mare; f) este cu atât mai bine cu cât valoarea este mai mică.

Varianta corectă este: 1 (a,c,e);


- 103 -

2 (a,d,f); 3 (b,c,f); 4 (b,d,e).


- 104 -

Capitolul 3 INOVAREA ÎN INDUSTRIE

Obiective

Să prezinte principalii factori care determină o întreprindere, la un moment dat, să îşi diversifice producţia şi să promoveze noul.

Să evidenţieze şi să caracterizeze tipurile de inovare tehnologică precum şi sursele şi tehnicile de creativitate şi inovare.

3.1 Definirea creativităţii şi a inovării

Creativitatea reprezintă capacitatea de a identifica legături noi între elemente (obiecte, evenimente, legi), aparent fără legătură între ele.

Legăturile se stabilesc mai mult intuitiv decât logic şi ele apar, de regulă, mai întâi sub formă de idei. S-ar putea spune că procesul de creativitate se materializează în generarea de idei cu caracter original, idei creative, care se caracterizează prin câteva din următoarele trăsături: diferită, atipică, făcută altfel decât de obicei, foarte potrivită scopului, genială. Cu cât are mai multe dintre aceste trăsături, cu atât şansele ei de succes sunt mai mari.

Creativitatea implică trei paşi:

- selectarea informaţiei, identificarea elementelor între care se vor stabili noile conexiuni („să vezi copacii din pădure”). Nu toţi oamenii învăţaţi sunt şi inventivi, dar inventivii se vor găsi întotdeauna printre aceştia;

- realizarea de conexiuni noi, etapă în care trăsăturile native ale oamenilor joacă un rol foarte important. Însă în ultimii 50 de ani s-au pus la punct tehnici de creativitate, care permit unor oameni obişnuiţi să genereze idei creative;

- analiza, să vezi dacă ideea este sau poate fi făcută a fi acceptabilă de către piaţă. Etapa de analiză este esenţială deoarece o idee, oricât de originală, nu poate fi niciodată valorificată imediat ca atare, ea trebuind analizată, dezvoltată, ceea ce presupune timp şi efort. De aceea, trebuie văzut în ce măsură timpul şi efortul merită acordate.

Aşadar, creativitatea implică întotdeauna aducerea unui element de

noutate şi reprezintă punctul de plecare al inovării.


- 105 -

Inovarea reprezintă transferul unei idei sau a unui nou concept până la stadiul final al unui nou produs, proces sau activitate de service acceptate de piaţă.

Prima definiţie a inovării în domeniul tehnico-economic a fost dată de

economistul englez Schumpeter, care are un caracter foarte general: inovarea este acţiunea al cărei rezultat este de a produce altceva sau a produce altfel.

Conform lui Schumpeter se pot deosebi şase tipuri de inovare (primele trei vizează inovarea tehnologică, iar celelalte trei au caracter strict economic):

- crearea unui produs; - introducerea unei noi metode de fabricaţie; - apelarea la o nouă sursă de materie primă; - intrarea pe o piaţă nouă (sau crearea unei noi pieţe); - o nouă organizare a firmei; - crearea unei imagini noi a firmei.

Inovarea se materializează prin una din următoarele activităţi:

- o mişcare de transfer vertical, cunoaştere → cercetare → produs nou, tehnologie nouă;

- o mişcare de transfer orizontal, elemente de noutate → noi aplicaţii, îmbunătăţiri;

- o nouă formă de organizare sau activitate economică a întreprinderii.

Din definiţiile de mai sus rezultă: • creativitatea este o idee strălucită; • inovarea este aducerea ei pe piaţă.

În ultimii ani, economistul Peter Drucker, completează sistemul de

concepte cu un al treilea, strâns legat de ideea că orice activitate merită luată în seamă dacă se materializează într-o valoare adăugată şi anume, spiritul antreprenorial.

Spiritul antreprenorial reprezintă abilitatea de a avea succes cu inovaţia

pe piaţă. Transpunerea inovaţiei într-o activitate industrială aducătoare de venit este o operaţie extrem de complexă şi care presupune mulţi paşi şi mult talent din partea celui care o organizează (şi multă ştiinţă de carte, în speţă, cunoştinţe de management).

Spiritul managerial se materializează, adesea, în capacitatea de a rezolva probleme şi de a lua decizii.

Rezolvarea problemelor constă, de regulă, în analiza corelaţiilor între cauze şi efecte, mai ales în situaţii incerte sau care prezintă soluţii neconvenabile. Soluţiile găsite în urma rezolvării trebuie să fie simple. O soluţie complicată trebuie evitată, fie prin reluarea analizei (probabil s-a scăpat ceva esenţial din vedere) fie prin schimbarea unghiului de vedere a situaţiei.


- 106 -

Luarea deciziilor constă în evaluarea şi selectarea activităţilor posibile. De regulă, într-un caz concret, importanţă celor două activităţi este

complementară.

3.2 Tipuri de inovare tehnologică

Inovarea tehnologică poate fi privită din mai multe puncte de vedere: - după obiectul ei; - după gradul de intensitate tehnologică; - după impactul asupra industriei şi după gradul de influenţare a pieţei.

a) după obiectul ei

- inovare de produs; - inovare de proces.

Inovarea de produs:

- schimbarea de concepţie, care se bazează pe o idee nouă, ce se sprijină sau nu pe o tehnologie nouă.

În domeniul aviaţiei, helicopterul reprezintă un produs nou în raport cu

avionul, bazat pe o idee nouă. O fabrică de avioane poate oricând produce helicoptere, tehnologia este (în principiu) aceeaşi. Pe de altă parte, un avion cu reacţie diferă de un avion clasic prin motoare care au la bază o tehnologie nouă.

- realizarea produsului utilizând alte materiale sau componente;

Utilizarea de materiale noi poate avea efecte diferite, cele mai

importante fiind: ieftinirea produsului (de exemplu prin înlocuirea metalului cu plastic); creşterea performanţelor produsului (la săritura cu prăjina s-a câştigat

circa 1 metru atunci când prăjina de lemn a fost înlocuită cu una din fibre de carbon);

obţinerea unor funcţii noi ale produsului (înlocuirea materialelor din care este construit cockpit-ul maşinilor de formula 1 l-a făcut nedeformabil la şoc, iar înlocuirea materialelor din care este confecţionat combinezonul pilotului l-a făcut pe acesta invulnerabil şi la foc).

- un nou design, care adesea înseamnă de fapt mai mult decât o simplă schimbare de formă sau de aspect, el poate implica aspecte ergonomice sau modificări de fabricaţie;

Designul automobilelor se face, de exemplu, luând în consideraţie mai

multe criterii, adesea contradictorii:


- 107 -

aerodinamicitatea (care ar conduce la o mai bună ţinută de drum şi un consum mai mic de benzină);

suprafaţa vitrată (care oferă un plus de confort pasagerilor); rezistenţa la şocuri; aspectul specific firmei.

- noi servicii care însoţesc produsul sau găsirea de noi utilizări produsului,

ca atare sau cu modificări minime; dacă aşa ceva reuşeşte, acesta poate fi începutul unei noi serii în care ulterior se regăsesc celelalte tipuri de inovare citate mai sus.

Unul din principalii factori care au determinat impunerea

microcalculatorului IBM-PC ca standard în informatică l-a reprezentat cantitatea şi calitatea soft-ului oferit o dată cu calculatorul. Aceeaşi situaţie se mai întâlnise o dată, soft-ul fiind cel ce a impus şi a menţinut câţiva ani buni pe piaţă calculatorul SINCLAIR-SPECTRUM.

Inovarea de proces vizează aspecte interne ale întreprinderii, căreia îi

îmbunătăţesc astfel performanţele. Este vorba de modificări ale proceselor de fabricaţie, determinate de o nouă investiţie, de perfecţionarea materialelor existente, de valorificarea experienţei dobândite pe parcurs. Inovarea de proces, care uneori nu este percepută în mod explicit de beneficiar, aduce întotdeauna întreprinderii mari foloase în lupta concurenţială deoarece îi permite, fie obţinerea unor costuri mai mici, fie obţinerea, la aceleaşi costuri, a unor produse mai performante.

Un exemplu tipic din prima categorie este reprezentat de tehnologia LD

de obţinere a oţelului. Oţelul LD nu era cu nimic diferit de cel obţinut prin metoda SIEMENS-MARTIN dar era cu 5 $ / tonă mai ieftin. Tot inovarea de proces este cea care a permis evoluţia calculatorului PC de vechiul 8086 la noul născut TTX (care de fapt au structuri întru totul similare, diferind prin microprocesor, din ce în ce mai puternic, pe măsură ce tehnologia de realizare a circuitelor imprimate a evoluat (de altfel cifra sau sigla din nume este tocmai cea a microprocesorului), dar şi prim mărimea memoriei ram şi a HDD-ului, creşte determinate tot de tehnologie.

Dacă inovarea de produs atrage întotdeauna după sine o modificare a procesului de fabricaţie (ne trebuie alt utilaj pentru a realiza carcasa de tablă sau de plastic a unui aspirator de; praf, un alt flux tehnologic pentru un avion sau un helicopter), inovarea de proces poate viza unul şi acelaşi produs. Cel mai adesea însă ea creează premisele unor îmbunătăţiri, chiar dacă acestea apar uneori ceva mai târziu.

Analizând comparativ cele două moduri de inovare constatăm că majoritatea realizărilor vizează produsul, deşi activitatea de R&D (cercetare-dezvoltare) este orientată mai degrabă spre proces.


- 108 -

b) după gradul de intensitate tehnologică

- inovare de ameliorare; - inovare de adaptare; - inovare de ruptură.

Cele mai simple sunt inovaţiile de ameliorare, care fac ca un produs

existent să devină din ce în ce mai bun, prin modificări ale unor soluţii constructive, înlocuirea unor materii prime, apelarea la tehnologii mai performante. Asemenea inovaţii apar în mod continuu, în zilele noastre rareori se întâmplă ca un produs cumpărat azi să fie identic cu unul cumpărat cu 4..5 ani în urmă.

Un exemplu este din nou cel al PC-urilor, care se îmbunătăţesc

aproape din 6 în 6 luni. Un altui ar putea fi cel al automobilelor. Dacă facem abstracţie de echipamentul electronic al ultimelor modele, practic automobilul este principial neschimbat de prin 1930, dar a suferit foarte multe „mici” îmbunătăţiri.

Inovaţiile de adaptare sunt cele care, menţinând principiile de bază ale

produsului, realizează un salt calitativ important, prin modificarea majoră adusă unuia sau mai multor subsisteme ale sale.

Avionul cu reacţie poate fi considerat ca o inovaţie de adaptare faţă de

cel cu elice, deoarece el permite o viteză de croazieră practic dublată. La fel, trenul TGV (Train en Grand Vitesse) care circulă pe liniile ferate franceze din 1985 şi care are o viteză medie de parcurs ce depăşeşte 250 de Km/oră.

Inovaţiile de ruptură sunt cele care schimbă total sistemul, pornind de la

alte principii, ceea ce le permite obţinerea unor performanţe net superioare. Înlocuirea cablurilor de cupru din circuitele telefonice cu cabluri din

fibră optică este o inovaţie de adaptare. Aşa este şi introducerea telefoniei mobile. In schimb, o telefonie care să permită o transmisie concomitentă audio şi video va fi o inovaţie de ruptură.

La fel, înlocuirea transportului pe cale ferată cu cel cu autocamioane de mare capacitate este tot o inovaţie de ruptură.


Fig. 3.1 Rezolvarea unei tehnologii plafonate prin perfecţionare sau înlocuire În figura 3.1, sunt reprezentate cele trei tipuri de inovare. Performanţele

unei tehnologii se îmbunătăţesc continuu, dar există întotdeauna un prag care nu poate fi depăşit. Uneori, apare o inovaţie de adaptare care elimină unul din factorii plafonaţi şi permite o relansare a tehnologiei, profitând de toată infrastructura existentă (calea ferată pentru trenul TGV, aeroporturile pentru avioanele cu reacţie etc.). Cel mai adesea însă, plafonarea se rezolvă prin apelarea la o tehnologie cu totul nouă (LD în cazul oţelului, camionul de mare tonaj la transportul mărfurilor etc.)

c) după impactul asupra industriei şi după gradul de influenţare a pieţei

- inovarea de fond (Sinteză a unor noi tehnologii sau a unor noi nevoi). De exemplu, tehnologia de înregistrare analogică a sunetului a fost o

inovare de fond, aşa ceva nu fusese nici cum posibil înainte. iniţial înregistrarea s-a făcut mecanic pe discuri, apoi s-a trecut la înregistrarea magnetică pe bandă.

- descoperirea unei nişe comerciale (recombinarea de elemente cunoscute

pentru a crea ceva nou, solicitat de piaţă). Trecerea de la magnetofon la casetofon a fost o inovaţie de nişe

comercială, deoarece caseta, mult mai comod de mânuit, a făcut sistemul mult - 109 -


mai accesibil neprofesioniştilor, lărgind mult sfera utilizatorilor. A doua inovaţie de nişe comercială în domeniu a fost inventarea walkman-ului, casetofonul portabil. În ambele cazuri inovarea a fost minoră sub aspect tehnologic, ea a avut în schimb un efect comercial imens.

- inovaţia curentă (îmbunătăţirea unui produs existent).

Rămânând în cadrul aceluiaşi exemplu, realizarea de benzi hi-fi (high fidelity) a fost o inovaţie curentă. La fel descoperirea de noi suporturi magnetice pentru banda de casetofon, sistemul auto-reverse, etc.

- inovaţia revoluţionară (Schimbarea modului de realizare, cu păstrarea

funcţiei şi clientelei). Apariţia CD-ului este, în raport cu banda magnetică, o inovaţie

revoluţionară. Ea păstrează funcţia (conservarea şi redarea sunetului) şi clientela, dar acelaşi suport este mai mare). De fapt şi apariţia benzii de casetofon a fost tot o inovaţi revoluţionară în raport cu placa de patefon, transformată apoi în disc microsillon (placă de vinil) printr-o inovaţie curentă.

În figura 3.2, se prezintă succesiunea modurilor de inovare după impactul

asupra industriei şi după gradul de influenţare a pieţei.

Fig. 3.2 Succesiunea modurilor de inovare

- 110 -


- 111 -

3.3 Surse şi tehnici de creativitate şi inovare

3.3.1 Sursele potenţiale ale inovării

În prezent, sistemul economic solicită o inovare permanentă din partea întreprinderilor şi, în general, a tuturor agenţilor economici. A găsi idei este însă o treabă deosebit de complicată, iar oameni ca Edison sunt însă foarte puţini. De aceea trebuie să ştim „unde să ne uităm” pentru a găsi sursele ideilor inovatoare şi trebuie să putem activa, în sensul creativităţii şi inovării, oamenii obişnuiţi pe care îi avem la dispoziţie în cadrul firmei.

Există 4 mari categorii de oportunităţi, legate de mediul în care

funcţionează întreprinderea (ori ce schimbare poate însemna o oportunitate !): • politice; • economice; • sociale; • tehnologice.

Luarea lor în consideraţie reprezintă o tehnică cunoscută sub numele de ANALIZA PEST.

Dăm, cu titlu de exemplu, câteva elemente ce ar putea fi luate în considerare:

Lumea tinde să devină o singură economie, prin:

globalizare: eliminarea barierelor vamale, a barierelor privind transferurile de capital, revoluţionarea sistemelor de transport şi telecomunicaţii, dominaţia companiilor transnaţionale, sporirea transferului internaţional de tehnologie şi a mişcărilor forţei de muncă.

integrarea economiei: Uniunea europeană, runda Uruguay. mondializarea opţiunilor, pentru investiţii, materii prime, piaţă pentru produse şi servicii, pieţe de capital.

Oportunităţi apar din:

structura industriei şi a pieţei: creştere rapidă, segmentare necorespunzătoare, schimbări în metodele de fabricaţie, schimbări globale (Ex: apariţia INTERNET-ului);

schimbări legislative; schimbări în percepţia lucrurilor: ex: percepţia nouă a problemelor ecologice care a condus la noi mărci de detergenţi, noi tipuri de ambalaje etc.;


- 112 -

soluţii oferite de analiza problemelor: nepotriviri între realitate şi părerile preconcepute, analiza eşecurilor, redefinirea problemelor sub alte unghiuri;

soluţii găsite prin adaptarea soluţiilor altora: analiza modului în care alţii au reuşit, patente ale naturii (sonar-ul, de ex.), parteneriate de afaceri.

Economistul american Peter Drucker a identificat şapte surse potenţiale la

care un manager poarte face apel, dintre care patru sunt interne şi trei externe întreprinderii.

Surse interne:

Neprevăzutul – Succesul sau insuccesul neaşteptat, evenimentul nescontat din exterior.

Un exemplu tipic al unui succes neaşteptat este acela al calculatoarelor

electronice. La crearea lor, pe la începutul anilor '50, toată lumea credea că lucrul pe care ele ştiu să îl facă cel mai bine este să rezolve rapid calcule extrem de complicate. Ca urmare i se prevedeau aplicaţii într-o lume foarte selectă (dar foarte restrânsă), cea a cercetării ştiinţifice de vârf, a astronomiei. IBM a fost prima firmă care, răspunzând solicitării unei firme de a crea un calculator care să întocmească state de plată şi constatând cât de bine acesta ştie să facă o treabă simplă, dar repetitivă, a impus calculatorul în domeniul economiei la gestiuni, contabilitate, domenii care i-au creat o piaţă uriaşă şi care au permis dezvoltarea actuală a domeniului.

Incongruenţa – Discrepanţa între realitatea aşa cum este şi cum credeam

noi că este sau discrepanţe între ritmul şi logica unor procese. În anii '50 transportul maritim de mărfuri intrase în criză, cheltuielile

fiind foarte mari. S-au încercat tot soiul de soluţii pentru mărirea vitezei de navigaţie, a reducerii numărului de marinari de pe o navă prin automatizare etc. Soluţiile s-au găsit, s-au aplicat, dar deficitele financiare ale armatorilor s-au redus nesemnificativ. Soluţia a fost găsită atunci când cineva a sesizat că pierderile nu apăreau atunci când nava este pe mare ci atunci când ea stă în port în timpul operaţiilor de încărcare-descărcare. Timpul de staţionare a fost redus considerabil prin introducerea containerizării mărfurilor, care a reprezentat o inovaţie cu efecte absolut remarcabile.

Un exemplu de discrepanţă de ritm este cel al PC-urilor care efectuau extrem de repede operaţii pentru care operatorul pierdea foarte mult timp pentru a le redacta în MS-DOS. Discrepanţa a fost rezolvată prin apariţia tehnicii WINDOWS, ceea ce a explicat în bună măsură succesul enorm ai acesteia.

Necesităţile procesului – Modificări impuse de modificarea cererii,

ofertei de materii prime, optimizări etc.


- 113 -

Iniţial, fotografiile se făceau pe negative ce aveau ca suport plăci de sticlă, suport cam incomod dar care asigura o foarte bună calitate a fotografiei. Cerinţele fotografilor amatori au determinat pe George EASTMAN, creatorul firmei KODAK, să creeze suportul flexibil, din celuloid, invenţie care a propulsat KODAK pe primul loc în lume pe piaţa materialelor fotosensibile.

Apariţia materialelor compozite, a ceramicelor, a unor metale rare (titanul, de ex.) şi a oţelurilor foarte speciale a determinat modificări substanţiale în proiectarea motoarelor dar şi în numeroase alte domenii, între care, pe unul din primele locuri, se situează materialele sportive.

La capitolul optimizări, un exemplu excelent îl reprezintă din nou calculatorul electronic, care în 40 de ani a cunoscut patru generaţii în care inovaţiile au apărut cu o frecvenţă absolut uluitoare.

Schimbări în structura domeniului sau a pieţelor – Alte cereri, alte

metode. Un exemplu, asupra cărora nu vom mai reveni, este cel al

automobilului RENAULT-ESPACE. In ţările dezvoltate, un număr din ce în ce mai mare de femei a intrat pe

piaţa muncii, fenomen care s-a amplificat în ultimii circa 30 de ani. Ca urmare, s-a dezvoltat foarte puternic industria de semipreparate ca şi utilajele de bucătărie care să permită convertirea rapidă a acestora în mâncare: mixere, cuptoare cu microunde, cafetiere automate etc.

Surse externe:

Modificări demografice – De exemplu, pe grupe de vârstă. Ultimii 30 de ani au cunoscut, în ţările dezvoltate, o creştere

substanţială a speranţei de viaţă a oamenilor. Adăugând şi creşterea, tot substanţială, a veniturilor, rezultă o întreagă populaţie care, spre 60 de ani, are şi timp şi bani şi mai are şi o mare dorinţă de a se bucura de viaţă, deoarece până atunci au muncit foarte dur. Astfel a apărut o industrie înfloritoare a turismului blând, materializat de exemplu prin turismul rural.

Schimbări de modă, credinţe, convingeri

Cel mai bun exemplu, dezvoltarea industriei de blugi, cu toate modelele

şi articolele vestimentare inventate în ultimii 30 de ani. Tot aici pot fi nominalizate toate inovaţiile care au răspuns cerinţelor de protejare a mediului înconjurător, fie că ele au fost impuse de lege fie cerute de piaţă.

Tot stilul de viaţă a impus omului modern nevoia de gimnastică, la domiciliu sau în săli de sport special amenajate. Rezultatul este că firmele care au perceput această cerinţă şi i s-au conformat s-au umplut de bani: în 1983 firmele producătoare de aparatură pentru gimnastică de întreţinere au avut cele mai mari venituri între toate firmele din SUA.

Descoperiri fundamentale


- 114 -

De exemplu tranzistorul, care a generat, în ultimii 40 de ani întreaga

revoluţie tehnice ştiinţifică contemporană. Cei ce au ştiut cel mai bine să îl valorifice în produse (dând astfel dovadă de un spirit antreprenorial cu totul ieşit din comun) au fost japonezii. Adesea, descoperiri fundamentale nu reuşesc să se impună pe piaţă (avionul cu motor cu reacţie, creat de COANDA în anii '20 s-a impus abia spre sfârşitul celui de al doilea război mondial).

Cauzele ar fi următoarele: aplicaţia descoperirii trebuie să se încadreze în sistemul economic, ceea

ce înseamnă: - să existe materii prime; - să existe tehnologii economic avantajoase de fabricaţie; - să existe o nevoie socială percepută ca atare. - să se creeze un sistem complet care să îi permită utilizarea (de exemplu la calculatoare, Soft-ul odată cu noul model de calculator) - să se creeze o nouă piaţă.

Din nou, este vorba aici de spiritul antreprenorial. Astfel, firma XEROX, pentru a-şi impune produsul, l-a oferit prin închiriere şi nu prin vânzare, până ce clienţii s-au convins de utilitatea lui. La fel, firma DU PONT, creatoarea NYLON-ului, nu a oferit fibra ca atare pe piaţă ci direct ca ciorapi de damă sau ca fire direct utilizabile la armarea anvelopelor de automobil.

3.3.2 Tehnici de creativitate şi inovare.

Surse ale inovării există. Totul este să reuşim să le vedem şi să le valorificăm, ceea ce înseamnă că trebuie să transformăm oamenii obişnuiţi în oameni inovatori.

În acest scop au apărut numeroase tehnici care favorizează generarea de idei noi sau care uşurează găsirea celor mai bune soluţii cu caracter de noutate.

Pentru găsirea de idei noi, se apelează la: - brainstorming; - sinectică; - analiză morfologică; - liste de întrebări; - cutii de sugestii.

Pentru rezolvarea problemelor, se apelează la: - diagrame Pareto; - diagrame Ishikawa; - sinectică, brainstorming; - diagrame wliy-why; - mind mapping; - analiză SWOT; - cutii de sugestii.

Aşa cum se poate observa unele din tehnici apar în ambele liste, deoarece pot fi folosite cu succes în ambele cazuri.


- 115 -

O altă clasificare a tehnicilor de creativitate, interesantă sub aspectul aplicării lor, le divide în tehnici de creativitate individuală şi tehnici de creativitate în grup.

Aceste tehnici vor fi studiate în cadrul disciplinelor de Analiza valorii şi Managementul calităţii.

3.4 Rolul tehnologiei în dobândirea şi menţinerea avantajului concurenţial.

3.4.1 Tehnologia şi competitivitatea

Progresul tehnologic este una din principalele forţe motrice ale concurenţei. El este folosit de întreprindere în scopul sporirii competitivităţii sale.

Competitivitatea se defineşte ca fiind capacitatea de a înfrunta concurenţa.

Condiţiile pe care trebuie să le îndeplinească o tehnologie pentru a fi realmente utilă firmei în lupta de a-şi menţine poziţia concurenţială sunt următoarele:

• noua tehnologie trebuie să permită reducerea costurilor sau diferenţierea produselor prin propriile sale merite;

• avansul tehnologic pe care îl conferă firmei trebuie să fie durabil; • tehnologia trebuie să acţioneze asupra acelor factori care permit firmei se

avanseze sub raport concurenţial; • trebuie să confere celui ce o adoptă primul (precursorul) avantaje

concurenţiale care să se menţină (cel puţin parţial) şi după ce alte firme au adoptat-o;

• trebuie să influenţeze în bine structura de ansamblu a întreprinderii şi eventual a întregului domeniu. Tehnologiile care restructurează un domeniu sunt cele care prezintă maximum de interes.

La întrebarea dacă este mai bine să căutăm o tehnologie emergentă sau să

îmbunătăţim o tehnologie ajunsă la maturitate nu este uşor de răspuns. Tehnologiile emergente sunt mai promiţătoare şi productivitatea activităţii de cercetare este în cazul lor foarte mare. Riscul major constă în incertitudinea privitoare la performanţele lor reale. Psihologic, este destul de greu să te desparţi de o tehnologie care este foarte bine cunoscută şi cu care, ani de-a rândul, ai obţinut rezultate bune. Uneori, tehnologiile "vechi" revin spectaculos.

Motoarele DIESEL ar putea fi un foarte bun exemplu în acest sens. Ele au devenit interesante pentru automobile abia după criza energetică din 1973, când petrolul şi derivatul său, benzina, s-au scumpit de circa 20 de ori în circa 3 luni. Motorina este tot un derivat al petrolului dar ea s-a scumpit ceva mai


- 116 -

puţin (fiind mai puţin căutată). În plus, motoarele DIESEL, care funcţionează pe un alt ciclu termodinamic, au randamente mai bune, ceea ce înseamnă că, pentru a dezvolta o putere egală, consumă ceva mai puţin combustibil.

Mai important este de a judeca tehnologiile prin prisma ansamblului care

realizează produsul, o tehnologie poate fi eventual potenţată de modificarea unei alte tehnologii din aval sau din amonte.

De asemenea nu trebuie să ne limităm la cele câteva tehnologii legate de străpungeri în domeniile respective. Modificări şi îmbunătăţiri minore aduse peste tot acolo unde este posibil (şi de regulă este posibil cam peste tot) pot să dea prin însumare şi sinergism rezultate remarcabil de bune.

Iată un exemplu de concepere a avantajului concurenţial la un fabricant de instalaţii solare pentru încălzirea apei.

Se porneşte bineînţeles de la ce doreşte beneficiarul: (1°) să aibă apă caldă în permanenţă; (2°) apa să aibă o anumită temperatură minimă; (3°) instalaţia (sau cel puţin partea vizibilă, captatorul) să fie frumoasă; (4°) să i se asigure un service corespunzător la instalare şi întreţinere; (5°) instalaţia să fie ieftină.

Realizarea dezideratelor de mai sus se realizează astfel:

Tabelul 3.1 nr etapa sursa avantajului

concurenţial realizat prin

costuri realizat prin diferenţierea produsului

Nevoia de oameni bine

pregătiţi 1 Proiectare

Service Cunoştinţe de termodinamicăFormare oameni Piese de schimb

X X X

X X X

2 Fabricaţie Randament captatori X X 3 Proiectare Design X X 4 Marketing

Logistică Colaborare cu o firmă locală bună de instalatori Asigurare pieselor de schimb

X X X

5 Proiectare Fabricaţie Service

Ingineria valorii Economii de scală Asigurare pieselor de schimb

X X X

X

Pentru a putea implica deplin tehnologia în dobândirea şi menţinerea

avantajului concurenţial, o întreprindere trebuie mai întâi să cunoască bine ce tehnologii are şi, mai ales, cum pot ele să răspundă obiectivelor pe care şi le-a propus.


- 117 -

3.4.2 Diagnosticul portofoliului de tehnologii

Diagnosticul portofoliului de tehnologii se face răspunzând la următoarele întrebări:

- care este impactul concurenţial (este comună sau de diferenţiere, este concordantă cu strategia pe care dorim să o adoptăm) ?

- ce potenţial de evoluţie are, unde se situează pe logistică ? - în ce măsură tehnologia este stăpânită în întreprindere ?

O imagine corectă asupra tehnologiilor existente trebuie să cuprindă şi răspunsurile la întrebările următoare:

Unde se situează întreprinderea, în raport cu necesarul, faţă de:

- numărul de clădiri; - suprafaţa totală ocupată; - suprafaţa construită ?

Care este nivelul utilajelor, sub aspectul:

- performanţelor; - gradului de uzură; - aşezării pe fluxul tehnologic (implicit volumul transportului intern) - regimului de întreţinere (curativ sau preventiv) ?

Cum se realizează stocarea:

- materiilor prime; - produselor intermediare; - produselor finite; - co-produselor şi rebuturilor ? Ce destinaţie li se dă acestora ?

Cum se situează tehnologiile în raport cu protecţia mediului ?

- sunt poluante; - emisiile sunt sub control; - modificarea emisiei de poluanţi se poate face prin schimbarea regimului

de lucru al utilajelor sau numai prin intermediul instalaţiilor speciale de depoluare ?

În final, vom dispune de patru tipuri de tehnologii, situate într-o matrice

pătrată 2 X 2, pe care le va defini, în raport cu interesele întreprinderii, astfel:

(0) PROBLEME: - dezvoltare? - formare cadre? - recrutare cadre?

(++) „CĂI DE BĂTAIE” - de susţinut; - de adaptat.

Gradul de interes ↑ al tehnologiei (-) ABANDON? (+) RENTABILIZARE


- 118 -

nu se mai afectează resurse

(sau refacere a resurselor)

Atuurile întreprinderii →

Fig. 3.1 Matricea de evaluare a potenţialului tehnologic

Caii de bătaie reprezintă tehnologiile care răspund bine obiectivelor noastre.

În cvadrantul de rentabilizare intră tehnologii ceva mai vechi, pe care însă întreprinderea le stăpâneşte foarte bine. O eventuală inovare a lor (inovaţie curentă sau de ameliorare) le poate trece în cvadrantul de sus şi va fi foarte bine. Altfel ele vor fi din ce în ce mai rămase în urmă şi, în final, vor trebui trecute în cvadrantul abandon.

Tehnologiile cu probleme sunt cele care ne-ar fi foarte utile, dar pe care nu le putem exploata deplin din diferite motive, de exemplu, pentru că nu avem oameni care să ştie să le exploateze. Şi în acest caz vom putea să le trecem spre caii de bătaie, dacă vom rezolva problemele, sau le vom abandona.

Pentru a vedea spre ce tehnologii noi ar trebui să se îndrepte, o

întreprindere trebuie să facă apel la o serie de elemente specifice, rezultat al unor activităţi specifice, între care putem cita:

- prognoza tehnologică; - activitatea de cercetare-dezvoltare.

3.4.3 Prognoza tehnologică

Perioada în care trăim este marcată de schimbări foarte rapide în domeniul tehnologiilor şi al produselor, determinate în primul rând de progresul foarte rapid al ştiinţelor şi mai ales de intervalul tot mai scurt scurs între o descoperire ştiinţifică şi transpunerea ei într-o aplicaţie cu caracter industrial. Pe de altă parte timpul necesar pentru construirea unei noi întreprinderi este de ordinul câtorva ani, chiar mai mult dacă procesul tehnologic aferent trebuie şi el imaginat, pus la punct şi teista!

În aceste condiţii, s-a simţit din ce în ce mai mult nevoia de a dispune de informaţii privitoare la evoluţia viitoare a unui domeniu industrial, a unei tehnologii sau a unui produs. Posibilitatea unei estimări obiective şi cu o mare probabilitate de confirmare.

Prognoza tehnologică s-a născut ca ştiinţă în anii '60, apariţia ei fiind

determinată de existenţa, în acea perioadă, a stării de spirit cunoscută sub numele de "războiul rece". Intre statele occidentale pe de o parte şi blocul sovietic pe de altă parte existau extrem de puţine canale de circulaţie a


- 119 -

informaţiilor de orice fel (ceea ce a indreptăţit de altfel un ziarist să boteze graniţa ce despărţea Europa în două cu numele sugestiv de "cortina de fier"). Pe de altă parte, fiecare din tabere se temea teribil că în viitorul apropiat (care se măsura în ani sau chiar luni, uneori) "ceilalţi" vor declanşa un nou război. In faţa statelor majore a apărut astfel necesitatea de "a ghici" cum evoluează tehnica militară a părţii adverse, în condiţiile unei informaţii extrem de sărace şi de incerte, pentru a putea lua la rândul său măsuri în consecinţă. Metodologia pusă la punct în birourile strict secrete ale celor două pacte militare a putut deveni publică după 1960, când destinderea înregistrată pe plan mondial a mai îndepărtat iminenţa războiului şi a permis serviciilor de informaţii militare să dispună de date incomparabil mai complete şi mai fiabile. De transferul tehnicilor de prognoză spre societatea civilă s-a ocupat un organism al OECD coordonat de un profesor universitar (astrofizician ca profesie de bază !), austriacul E. Jantsch. Profesorul Jantsch nu numai că a preluat tehnicile de prognoză dar a detectat o sumă de legităţi care le-au permis aplicarea şi aşa prognoza a devenit o ştiinţă a cărei utilitate, recunoscută, a determinat alţi şi alţi cercetători să o completeze.

Definim prognoza ca fiind evaluarea probabilă, stabilită în mod ştiinţific

a evoluţiei calitative şi cantitative a unui domeniu într-un interval de timp (numit orizontul prognozei) şi stabilirea evoluţiilor şi stărilor posibile ale domeniului precum şi probabilităţile asociate lor, cu scopul de a face faţă în mod inteligent şi eficient schimbărilor existente şi a celor previzibile, de a permite aprecierea consecinţelor de viitor ale deciziilor luate acum.

După domeniul pe care îl abordează prognoza deosebim : • prognoză tehnologică, cea care se ocupă de evoluţia tehnologiilor şi a

produselor şi, de fapt, cea care ne va interesa pe noi şi de care ne vom ocupa în cele ce urmează;

• prognoză economică; • prognoză socială.

Ordinea în care au fost enumerate nu este întâmplătoare căci o prognoză economică (cea care se preocupă de evoluţia unei economii: sectorială, naţională, mondială) nu se poate face decât pe baza rezultatelor pe care i le oferă prognoza tehnologică iar la rândul său, prognoza socială (având ca obiect evoluţia societăţii în ansamblul ei) se poate realiza doar pe baza rezultatelor prognozelor economice.

Sistemul are fără îndoială şi feed-back în sensul că o anumită evoluţie socială va influenţa şi evoluţia tehnologică.

După 1980 asistăm la schimbări fundamentale în industrie, determinate de introducerea unor noi materiale, de apariţia biotehnologiilor dar, mai ales, de pătrunderea în forţă a informaticii şi microelectronicii în toate domeniile industriale.


- 120 -

În prezent se poate vorbi de mai multe tehnici de prognoză, care se pot clasifica în funcţie de mai multe caracteristici. Poate cea mai importantă clasificare este cea care le împarte în tehnici cantitative şi calitative.

Tehnicile cantitative se fac, de regulă, pe orizonturi scurte de timp şi ele

vizează evoluţii strict cantitative (cu cât va creşte producţia şi vânzarea de televizoare color de înaltă rezoluţie în viitoarele 12 luni, cum va evolua consumul de benzină al unui automobil la 100 Km în viitorii 3 ani etc.). Ele se bazează pe o extrapolare (de cele mai multe ori critică) a datelor din trecut spre viitor.

Tehnicile calitative îşi propun să determine modificările pe care le vor

suferi elementele unei situaţii date sau chiar situaţia în totalitate, modificări care este de dorit să se exprime cantitativ, cel puţin sub forma unor probabilităţi. Ele se referă la orizonturi de timp medii sau lungi, vizează domeniile de maxim interes ale unei firme sau chiar a unui stat. Realizarea lor nu se sprijină doar pe datele din trecut ci şi pe numeroşi factori de cauzalitate, de intercorelaţie precum şi pe multă intuiţie.

Ar mai fi de remarcat faptul că ambele categorii de tehnici s-au dezvoltat în paralel cu evoluţia tehnicii de calcul, ele fiind extrem de laborioase şi de lungi în procesarea datelor. Alegerea uneia sau alteia din tehnicile de prognoză depinde de caracteristicile situaţiei de studiat precum şi de modul în care fiecare tehnică în parte este capabilă să acopere caracteristicile respective.

Orizontul de timp este un factor de o deosebită importanţă. Există

prognoze pe termen scurt, mediu şi lung. Alegerea orizontului de timp se face în funcţie de scopul urmărit, fiind evident că orizontul de timp trebuie să fie cel mult egal cu cel pe care se resimt efectele deciziilor pe care le vom lua astăzi la aflarea rezultatelor studiului de prognoză. În general, orizonturile de timp scurte şi medii sunt preferate celor lungi.

Astfel, firmele mari constructoare de aviaţie civilă din SUA afectează cam 70 - 75 % din fondurile de prognoză unor studii cu orizonturi de până la 5 ani, alţi 25-30 % studiilor de până la 10 ani şi doar mai puţin de 5 % celor cu orizonturi mai lungi. Un alt element care intervine este acela că uneori viitorul ne interesează în cadrul unei perioade date de timp iar alteori ca o succesiune de perioade mai scurte, asupra cărora dorim informaţii distincte.

Gradul de detaliere este un al doilea factor care va influenţa alegerea

studiului de prognoză. Serviciul Marketing, de exemplu, va fi interesat de evoluţia vânzărilor fiecăruia din produsele firmei în viitoarele luni (ani) în timp ce serviciul de Planificare Strategică se va interesa de variaţia globală a vânzărilor.


- 121 -

Un alt factor este natura deciziei ce trebuie luată pe baza studiului. Pentru un manager, este important să se deceleze cât mai repede posibil momentul în care un proces îşi schimbă evoluţia, pentru a interveni şi lua contra-măsuri sau pentru a se adapta schimbării.

Din contră, pentru cei de la Planificare, este interesant de a vedea cum variază în timp tendinţele domeniului şi în ce măsură tendinţele actuale pot fi extrapolate sau îşi vor schimba natura.

Stabilitatea sistemului este o altă caracteristică ce trebuie luată în seamă

deoarece sistemele stabile evoluează după cu totul alte legi decât cele turbulente, iar diferitele tehnici de prognoză răspund mai bine uneia sau celeilalte situaţii.

Răspunsul depinde de legea de evoluţie a sistemului pe care metoda de prognoză o consideră aplicabilă ca şi de tipul de model pentru situaţia ce trebuie prevăzută.

Costul implicat de activitatea de prognoză este de sigur un factor

neneglijabil şi care depinde mult de metoda aleasă. Intre factorii de cost care se iau cel mai frecvent în consideraţie menţionăm:

• costul de punere la punct a metodei; • costurile de actualizare a metodei şi a datelor; • costurile de realizare propriu zisă a prognozei; • costurile de comparare a rezultatelor cu cele ale altor metode (eventual)

utilizate în paralel. Precizia depinde de scopul urmărit, de metoda aleasă şi de orizontul de

timp. Uneori o eroare de ± 10 % este mai mult decât satisfăcătoare, alteori o

eroare de ± 5 % poate duce la rezultate catastrofale. Orizontul de timp influenţează întotdeauna la fel precizia: cu cât orizontul creşte, cu atât precizia scade. Precizia metodei mai depinde şi de volumul de date cu care pornim la treabă, este de dorit să fie cât mai mare, dar exigenţele diferitelor metode nu sunt aceleaşi.

Uşurinţa de aplicare. Este limpede că cineva nu poate lua o decizie pe

baza datelor furnizate de o metodă pe care nu o cunoaşte, nu o înţelege şi în care, implicit, nu are încredere.

Răspunsurile oferite de tehnicile de prognoză sunt mai uşor sau mai greu utilizate în funcţie de stilul de lucru, metodele proprii fiecărei întreprinderi şi uneori chiar serviciu, de aceea se recomandă adoptarea acelor tehnici de prognoză care să se apropie cel mai mult de metodele instituţionalizate şi acceptate în mediul respectiv.

De asemenea, pentru o decizie care trebuie adoptată repede vom alege o altă metodă decât pentru o decizie care nu este presantă.


- 122 -

Ca o apreciere generală, se constată că, în ţările dezvoltate, majoritatea întreprinderilor (şi prin excelenţă cele mici şi mijlocii) utilizează preferenţial metodele cantitative. Cele calitative sunt folosite de marile corporaţii, de guverne, alături de cele cantitative.

Concluzii

În domeniul industrial, inovaţia s-a impus, nu atât datorită invenţiilor făcute de dragul noului, cât datorită restricţiilor de ordin economic şi social, cum ar fi:

- nevoia de a dezvolta sau măcar păstra poziţia ocupată de întreprindere pe piaţă;

- cererea pieţei de a-şi diversifica producţia; - obligativitatea de a se alinia la normative impuse de guvern, legislaţie,

cerinţe sociale; - nevoia de a face faţă unei scăderi sau creşteri a materiilor prime.

Creativitatea este capacitatea de a identifica noi legături între elemente

aparent fără legături între ele. Ea implică mai multe etape: - selectarea informaţiei; - realizarea de conexiuni; - analiza – dacă ideea este acceptată de către piaţă.

Inovarea poate fi definită ca transportul unei idei sau a unui concept până

la stadiul final al unui produs nou, proces nou sau activitate de service acceptată de piaţă.

Tipurile de inovare tehnologică sunt:

- inovare de produs; - inovare de proces; - inovare de ameliorare; - inovare de adaptare; - inovare de ruptură; - inovare de fond; - nişe comerciale; - inovaţia curentă; - inovaţia revoluţionară.

Sursele potenţiale ale inovării se regăsesc în oportunităţile care apar în

structura industriei şi a pieţei, schimbări legislative, schimbări în modul de percepţie a lucrurilor, soluţiile oferite de analiza problemelor, soluţiile găsite


- 123 -

prin adoptarea soluţiilor altora. Pentru rezolvarea acestor probleme se face apel la surse interne şi externe ale întreprinderii.

Tehnicile de creativitate şi inovare au ca scop generarea de idei noi sau

oferirea de metode care uşurează găsirea celor mai bune soluţii cu caracter inovator.

Teste grilă

Testul 3.1 Creativitatea se caracterizează prin:

a) capacitatea de a identifica legături între elemente, aparent fără legătură între ele; b) legăturile se stabilesc mai mult intuitiv; c) legăturile se stabilesc mai mult logic; d) legăturile se materializează în generarea de idei creative; e) este similară cu inovarea.

Varianta corectă este: 1. (a,b,d,e); 2. (a,b,d); 3. (a,c,d); 4. (a,c,d,e); 5. (a,b,e).

Testul 3.2 Creativitatea implică parcurgerea următorilor paşi:

a) selectarea informaţiei; b) realizarea de conexiuni noi; c) analiza ideii; d) valorificarea ideii.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c); 2. (a,b,c,d); 3. (a,b); 4. (a,b,d).

Testul 3.3 Inovarea tehnologică este reprezentată de:

a) crearea unui produs; b) crearea unei noi pieţe; c) introducerea unei noi metode de fabricaţie; d) apelarea la o nouă sursă de materie primă; e) o nouă organizare a firmei; f) crearea unei imagini noi a firmei.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c); 2. (d,e,f); 3. (a,c,d); 4. (b,e,f);


- 124 -

5. (b,c,d). Testul 3.4 Inovarea cu caracter economic este reprezentată de:

a) crearea unui produs; b) crearea unei noi pieţe; c) introducerea unei noi metode de fabricaţie; d) apelarea la o nouă sursă de materie primă; e) o nouă organizare a firmei; f) crearea unei imagini noi a firmei.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c); 2. (d,e,f); 3. (a,c,d); 4. (b,e,f); 5. (b,c,d).

Testul 3.5 Spiritul antreprenorial reprezintă:

a) abilitatea de a avea succes cu inovaţia pe piaţă; b) capacitatea de a rezolva probleme; c) capacitatea de a lua decizii; d) transpunerea inovaţiei într-o activitate industrială aducătoare de venit.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c); 2. (b,c,d); 3. (b,c); 4. (a,d); 5. (a,b).

Testul 3.6 Spiritul managerial reprezintă:

a) abilitatea de a avea succes cu inovaţia pe piaţă; b) capacitatea de a rezolva probleme; c) capacitatea de a lua decizii; d) transpunerea inovaţiei într-o activitate industrială aducătoare de venit.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c); 2. (b,c,d); 3. (b,c); 4. (a,d); 5. (a,b).

Testul 3.7 Inovarea de produs presupune:

a) schimbarea de concepţie, care se bazează pe o idee nouă ce se sprijină sau nu pe o tehnologie nouă;

b) realizarea produsului utilizând alte componente sau materiale; c) un nou design; d) noi servicii care însoţesc produsul; e) perfecţionarea materialelor existente; f) valorificarea experienţei dobândite pe parcurs.


- 125 -

Varianta corectă este: 1. (a,b,c,d); 2. (a,c,d,e); 3. (b,c,d,f); 4. (a,c,d,e,f); 5. (b,d,e,f).

Testul 3.8 Inovarea de ameliorare face ca un produs existent să devină din ce în ce mai bun prin:

a) modificări ale unor soluţii constructive; b) modificări majore aduse unuia sau mai multor subsisteme ale sale; c) înlocuirea unor materii prime; d) apelarea la tehnologii mai performante; e) schimbarea totală a sistemului, pornind de la alte principii.

Varianta corectă este: 1. (a,c,d); 2. (b,c,d); 3. (c,d,e); 4. (a,c,e).

Testul 3.9 După impactul asupra industriei şi după gradul de influenţare a pieţei se pot evidenţia:

a) inovarea de fond; b) inovarea de produs; c) descoperirea unei nişe comerciale; d) inovarea de proces; e) inovaţia curentă; f) inovaţia revoluţionarea; g) inovarea de ruptură.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c,d); 2. (b,c,d,e); 3. (c,d,e,f); 4. (a,e,f,g); 5. (a,c,e,f).

Testul 3.10 Sursele potenţiale ale inovării presupun următoarele categorii de oportunităţi:

a) politice; b) tehnologice; c) sociale; d) economice; e) interne; f) externe.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c,d,e,f); 2. (a,b,c,d); 3. (c,d,e,f); 4. (a,b,c,e,f); 5. (a,b,d,e).


- 126 -

Testul 3.11 Din categoria surselor potenţiale interne, la care managerul poate face apel, fac parte:

a) neprevăzutul; b) incongruenţa; c) modificări demografice; d) descoperiri fundamentale; e) necesităţile procesului; f) schimbări în structura domeniului sau a pieţei.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c,d); 2. (c,d,e,f); 3. (a,b,e,f); 4. (b,c,d,e); 5. (b,d,e,f).

Testul 3.12 Din categoria surselor potenţiale externe, la care managerul poate face apel, fac parte:

a) neprevăzutul; b) modificări demografice; c) descoperiri fundamentale; d) schimbări de modă, credinţe, convingeri; e) necesităţile procesului; f) schimbări în structura domeniului sau a pieţei.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c,d); 2. (b,c,d); 3. (b,c,d,e); 4. (a,b,d); 5. (d,e,f).

Testul 3.13 Pentru ca o tehnologie să fie utilă firmei în lupta de a-şi menţine poziţia concurenţială trebuie să îndeplinească următoarele condiţii:

a) să permită reducerea costurilor sau diferenţierea produselor prin caracteristicile lor; b) avansul acordat firmei să fie durabil; c) avantajul concurenţial să se menţină în timp; d) trebuie să influenţeze în bine structura de ansamblu a întreprinderii.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c,d); 2. (b,c,d); 3. (a,c,d); 4. (a,b,d).

Testul 3.14 Diagnosticul portofoliului de tehnologi se face răspunzând la următoarele întrebări:

a) care este impactul concurenţial? b) ce potenţial de evoluţie are; unde se situează pe logistică? c) în ce măsură tehnologia este stăpânită în întreprindere? d) cum se situează tehnologia în raport cu realizările de vârf?

Varianta corectă este: 1. (a,b,c);


- 127 -

2. (a,b,c,d); 3. (b,c,d); 4. (a,b,d).

Testul 3.15 Tehnologiile care se încadrează în caii de bătaie sunt:

a) tehnologii care răspund bine intereselor întreprinderii; b) tehnologii de susţinut; c) tehnologii de adaptat; d) tehnologii cărora nu li se mai afectează resurse; e) tehnologii utile dar pe care nu le putem exploata din plin din diferite motive.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c,e); 2. (a,c,d,e); 3. (a,b,c); 4. (c,d,e).

Testul 3.16 Prin inovare, pot fi trecute spre caii de bătaie tehnologiile situate în cadranul:

a) probleme; b) rentabilizare; c) abandon.

Alegeţi varianta corectă! Testul 3.17 Tehnicile cantitative de prognoză se fac:

a) pe orizonturi scurte de timp; b) pe orizonturi medii şi lungi de timp; c) pe baza extrapolării datelor din trecut spre viitor; d) pentru domenii de maxim interes ale unei firme; e) ţinând seama de factorii de cauzalitate şi de intercorelaţie.

Varianta corectă este: 1. (,a,c,d); 2. (b,d,e); 3. (a,c); 4. (a,c,d,e); 5. (b,c,d,e).

Testul 3.18 Tehnicile calitative de prognoză se fac:

a) pe orizonturi scurte de timp; b) pe orizonturi medii şi lungi de timp; c) pe baza extrapolării datelor din trecut spre viitor; d) pentru domenii de maxim interes ale unei firme; e) ţinând seama de factorii de cauzalitate şi de intercorelaţie.

Varianta corectă este: 1. (a,c,d); 2. (b,d,e); 3. (a,c); 4. (a,c,d,e);


- 128 -

5. (b,c,d,e). Testul 3.19 Un factor de o deosebită importanţă în alegerea tehnicilor de prognoză este orizontul de timp. Se preferă:

a) orizonturi de timp scurte; b) orizonturi de timp medii; c) orizonturi de timp lungi.

Varianta corectă este: 1. (a,b); 2. b; 3. (b,c); 4. a; 5. c.

Testul 3.20 Costul implicat de activitatea de prognoză cuprinde următoarele elemente:

a) costul de punere la punct a metodei; b) costurile de actualizare a metodei şi a datelor; c) costurile de realizare propriu-zisă a prognozei; d) costurile de comparare a rezultatelor cu cele ale altor metode utilizate în paralel.

Varianta corectă este: 1. (a,b,c); 2. (a,b,d); 3. (a,b,c,d); 4. (b,c,d).


- 129 -

Răspunsuri

Testul – Răspunsul 1.1 – 3 2.1 – 1 3.1 – 2 1.2 – 1 2.2 – 2 3.2 – 1 1.3 – 2 2.3 – 2 3.3 – 3 1.4 – 3 2.4 – 4 3.4 – 4 1.5 – 4 2.5 – 3 3.5 – 4 1.6 – 1 2.6 – 2 3.6 – 3 1.7 – 2 2.7 – 2 3.7 – 1 1.8 – 4 2.8 – 1 3.8 – 4 1.9 – 3 2.9 – 3 3.9 – 5

1.10 – 2 2.10 – 2 3.10 – 2 1.11 – 1 2.11 – 1 3.11 – 3 1.12 – 4 2.12 – 2 3.12 – 2 1.13 – 1 2.13 – 3 3.13 – 3 1.14 – 2 2.14 – 1 3.14 – 1 1.15 – 1 2.15 – 2 3.15 – 3 1.16 – 3 2.16 – 3 3.16 – b) 1.17 – 3 2.17 – a) 3.17 – 3 1.18 – 1 2.18 – 3 3.18 – 2 1.19 – 2 2.19 – d) 3.19 – 1 1.20 – 3 2.20 – 3 3.20 – 3 1.21 – 2 2.21 – 4 1.22 – 4 2.22 – 3 1.23 – 1 2.23 – 2 1.24 – 2 2.24 – a) 1.25 – 4 2.25 – b) 1.26 – 3 2.26 – 1 1.27 – 4 2.27 – 3 1.28 – 1 2.28 – 4 1.29 – 4 2.29 – b) 1.30 – 1 2.30 – 3 1.31 – 3 2.31 – 1 1.32 – 2 2.32 – 4 1.33 – 3 2.33 – 1 1.34 – 1 2.34 – 2 1.35 – 2 2.35 – 3 1.36 – 3 2.36 – 2 1.37 – 1 2.37 – 3 1.38 – 2 2.38 – b) 1.39 – 3 2.39 – c) 1.40 – 1 2.40 – 3 1.41 – 2 2.41 – 1 1.42 – 3 2.42 – 4 1.43 – 3 2.43 – 2 1.44 – 2


- 130 -

Bibliografie

1. BĂLOIU, L. M., „Managementul inovaţiei – întreprinderea viitorului, viitorul întreprinderii”, Editura Eficient, Bucureşti, 1995;

2. BĂLOIU, L. M., CĂLIN, C. G.; „Tehnologie şi inovare”, A.S.E., Bucureşti 1999;

3. TOTOLICI, S., VĂTĂMANU, O., ″Tehnologie industrială″, litografie Univ. ″Dunărea de Jos″ din Galaţi, 1994

4. TOTOLICI, S., VĂTĂMANU, O., ″Bazele tehnologiei″, Editura Fundaţiei Univ. ″Dunărea de Jos″ din Galaţi, 2000

5. TOTOLICI, S., „Tehnologii speciale”, Editura Fundaţiei Univ. ″Dunărea de Jos″ din Galaţi, 2000

tehninov

Documents