Гибкое автоматизированное производство (гап).

ГАП – сложные технические комплексы, содержащие оборудование с ЧПУ, робототехнические комплексы, единые транспортно-материальные потоки, микропроцессорную технику, автоматизированные склады и транспортные системы. Для создания ГАП необходимо, чтобы производство удовлетворяло следующим требованиям:

1. Резкое повышение уровня технологического проектирования на основе САПР.

2. Создание программируемой технологии основных и вспомогательных процессов.

3. Достижение встраиваемости, сопряженности и надежности функционирования всех компонентов ГАП.

4. Теражируемость программ управления, и быстрая переналадка компонентов ГАП.

ГАП состоит из основных и вспомогательных гибких производственных модулей. Первичная единица комплексирования при создании ГАП это гибкий производственный модуль, представляющий собой совокупность технологического оборудования, специализированных роботов и накопителей заготовок.

На уровне участка ГАП состоит из модулей, автоматизированной системы управления тех. процессом и оборудованием, из модулей обеспечения и обслуживания производства.

На уровне цеха ГАП включает в себя автоматизированные участки, автоматизированную систему управления и обеспечения производства, автоматизированные участки технологической подготовки производства, автоматизированные участки комплектование, складирования, транспортирования, тех. обеспечение и удаление отходов.

На уровне завода ГАП состоит из автоматизированных цехов, основного и вспомогательного производства, системы автоматизированного проектирования, автоматизированной системы планирования, управления, обеспечения производства, интегрированная система автоматизации тех. процессов, автоматизированная система обслуживания, ремонта, транспортирования и складирования.

(Структура ГАП и функциональные взаимосвязи самостоятельно).

Особенности ГАП:

• Высокая производственно-технологическая гибкость;

• Постоянная мобильность производства, достигаемая как компактной планировкой оборудования, так и принудительной синхронизацией его работы.

Достоинства ГАП позволяют реализовать гибкие производственные системы (ГПС). ГПС представляют собой комплексно-автоматизированное производство, управляемое как единое целое многоуровневой иерархической системы управления. ГПС осуществляют полный производственный цикл изготовления изделий.

Гибкий автоматизированный модуль представляет собой единицу технологического оборудования, автоматизированную систему программного управления и средства автоматизации технологического процесса. Совокупность нескольких ГАМов представляет собой автоматическую линию.

Гибкий автоматизированный участок, оснащенный оборудованием для выполнения однотипных технологических операций называется гибким автоматизированным комплексом (ГАК). Для создания правильные условия рассчитывают такт работы ГАК и число станков входящих в него, где - среднестаночное время.

Организационные формы промышленных предприятий.

В настоящее время в обрабатывающих отраслях промышленности выделяются следующие разновидности предприятий: в машиностроении это заводы, в с лёгкой промышленности это фабрики, а также малые предприятия, научные и проектные организации.

Завод (фабрика) – это производственная единица промышленности, предназначенная для изготовления каких-либо изделий или выполнения определенной стадии производственного процесса в 5 основных организационных формах. 1 форма – заводы с полным технологическим циклом. В них осуществляются все стадии производственного процесса (заготовительная, обрабатывающая и сборочная). 2 форма – заводы механосборочного типа. Работают на заготовках и полуфабрикатов, получаемых в порядке кооперирования от других предприятий. 3 форма – заводы сборочного типа. Собирают изделия из деталей, узлов и агрегатов, изготавливаемых на других специализированных предприятиях (заводах). 4 форма – заводы, специализирующиеся на изготовлении отдельных деталей. 5 форма – заводы, специализирующиеся только на производстве заготовок.

В зависимости от объемов хозяйственного оборота и численности, работающих предприятия могут быть малыми, средними и крупными.

Усредненное понимание: к малым предприятиям относятся предприятия с числом работающих до 100 человек, денежным оборотом до 10 млн, к средним предприятием – с числом работающих от 100 до 500 человек, к крупное предприятие – более 500 чел.

Также в нашей стране существуют следующие виды объединений: концерн (объединение предприятий, осуществляющих совместную деятельность на основе добровольной централизации), консорциум (временное добровольное объединение для решения конкретных задач), хозяйственная ассоциация (договорное объединение предприятий, создаваемое в целях координации производство-хозяйственной деятельности с углубленной специализацией), финансово-промышленная группа (объединение крупных финансовых, банковских и научно-производственных структур), межотраслевое государственное объединение (добровольно объединившиеся предприятия по решению государственных органов), федеральные научно-производственные центры (предприятия и организации, являющиеся основными разработчиками и изготовителями основных видов техники и комплектующих).

Организация инновационных процессов.

Поддерживать уровень конкурентно способности продукции в настоящее время можно только благодаря своевременному обновлению и внедрению новых технических решений. Инновационные процессы представляют собой процессы разработки новых видов продукций и технологий. На крупных предприятиях машиностроения существуют специальные подразделения (отделы новой техники т.п.) где проводятся данные виды работ. Но в настоящее время имеется тенденция кооперации труда, в результате которой конструкторская и технологическая документация приобретается со стороны.

Инновация – это новое техническая, технологическая или организационное решение планирование предприятием к использованию. По содержанию инновации различают: технические (новые конструкторско-технологические решения, воплощенные в КД и ТД, оснастку и технологическое оборудование); организационные (новые методы организации и планирования, используемые в производственно-хозяйственной деятельности предприятия); информационные (различные формы внедрения новых информационных технологий, позволяющие переходить на электронную систему БД, документа оборота, автоматического проектирования и так далее); социальные (позволяют улучшить условия труда, быта и отдыха работающих, повысить безопасность и привлекательность труда); экономические (представляют собой усовершенствование каких-либо элементов экономической системы предприятия).

Жизненный цикл инноваций.

Жизненный цикл инновации состоит из 3-х этапов. 1 этап - создание технических инноваций. На нем выполняются необходимые научные исследования, опытно-конструкторские работы. В результате этого этапа создается КД и ТД, опытные образцы, результаты испытаний, создана или спроектировано технологическое оборудование или оснастка. Предприятие на этом этапе несет значительные затраты, которые покрываются за счет инвестиций. На инвестиционные средства финансируются исследовательские, конструкторские, технологические службы, работники сторонний организаций и приобретаются лицензии и другие объекты интеллектуальной собственности.

Второй этап инновационного процесса соответствует начальному периоду серийного производства продукции. Этот период называется освоение производства. Имеет места рост объемов производства, рост объемов продаж, однако выручка от реализации не дает возможность полностью покрыть затраты.

На третьем этапе характерно интенсивный рост объемов производства и продаж. Затраты полностью покрываются выручкой. В условиях рынка третий этап не может быть бесконечно долгим из-за морального старения инноваций, поэтому предприятие вынуждено сокращать объемы, обновлять номенклатуру и снимать устаревшие изделия с производства.

Этапы жизненного цикла машиностроительной продукции.

Этапы жизненного цикла машиностроительной продукции начинаются с научных исследований и разработки новой продукции. Перед этим этапом необходимо провести маркетинговые исследования и выяснить потребности общества в конкретных видах продукции. Побудительными мотивами для этих исследований могут быть прямые заказы органов власти, эксплуатирующих организаций и предприятий – партнеров смежников. Мировая практика говорит о том, что примерно 25 – 30 % новых изделий являются воплощением идей, зародившихся в научно – исследовательский предприятиях и службах предприятия.

Вторым этапом является конструкторская подготовка производства.

Третьим этапом – технологическая подготовка производства.

Четвертый этап – освоение производства.

Пятый этап – серийное и массовое производство.

Шестой этап – сбыт и транспортировка продукции, доставка потребителю.

Седьмой этап – эксплуатация, тех. обслуживание, ремонт.

Восьмой этап – утилизация.

Жизненный цикл машиностроительной продукции представляет собой продолжительность физического существования конкретного изделия. 1 – 3 этапы жизни продукции совпадают с 1-ым этапом инновационного процесса. Длительности этих этапов влияют на результативность инновационных процессов и конкурента способность предприятия. Сокращение длительности 1- 3 этапов жизненного цикла продукции позволяет увеличить длительность этапа коммерциализации инноваций и получить больший объем прибыли. Сокращение длительности обеспечивается организационно – техническими мерами, например, внедрением умного производства (Калуга ТрансМаш).

Выбор решения по выпуску новой продукции.

Успешно действовать в динамично меняющейся ситуации способно лишь то предприятие, которое разрабатывает и проводит в жизни маркетинговую политику. Технология проведения маркетингового исследования следующая:

1. Формулируются цели.

2. Происходит отбор источников информации (определяется вид информации и пути ее сбора).

3. Сбор информации.

4. Анализ собранной информации.

5. Предоставление результатов анализа руководству, для принятия управленческих решений. Выбор решения включает в себя следующие элементы: разработку и анализ стратегии что производить и как осуществлять производства; анализируются объективные условия, которые не регулируются со стороны предприятия; анализируются результаты, возникающие как следствие принятой стратегии при данных объективных условиях; составляется прогноз, оценивающий вероятность каждого из возможных состояний объективных условий; производится выбор решения на основе принятых критериев.

Решения принимаются в следующих условиях: в условиях достоверности, в условиях риска, в условиях неопределенности. Решение в условиях неопределенности принимается с помощью критериев выбора: критерий МаксиМина, критерий МаксиМакса, критерий недостаточного основания.

Организация научно – исследовательских работ.

Научные исследования – специфический вид профессиональной интеллектуальной деятельности, имеющей следующие конечные результаты: новые знания, методы, представления, изложенные в научных отсчетах; новые идеи, подготовленные для практического использования в форме конструкторской, технологической документации, опытных образцов и методик; идеи, овеществленные в новых изделиях, технологических процессах или методов управления.

НИР классифицируются на 1. Фундаментальные исследования, которые представляют собой исследования, расширяющие представления человека о материальном мире. Они являются базовыми для развития технического прогресса. 2. Прикладные исследования. Имеют целью практическое использование результатов фундаментальных исследований, направлены на решение конкретных проблем для создания новых материалов, технологий, изделий и процессов. 3. Экспериментальные опытно – конструкторские разработки. Представляют собой переходную стадию от фундаментальных и прикладных к реализации производства. На этом этапе идеи воплощаются в конкретные образцы и ТД.

Только 5 – 10 % фундаментальных исследований реализуется на практике, 85 – 90 % прикладных исследований находят практическое применение, 90 – 95 % экспериментальных исследований осваивается производством.

Затраты на НИР производятся из ГОС бюджета, из частных фондов поддержки научных исследований, за счет промышленных предприятий и за счет пожертвований со стороны частных лиц.

В состав научно – производственного комплекса могут быть включены научные организации, высшие учебные заведения, промышленные предприятия, при условии, что доля наукоемкой продукции и ее производства составляет не менее 50 % от общего объема производства, объекты инновационной инфраструктуры, у которых объем договорных обязательств в научно – технической и инновационной сфере составляет не менее 50 % объема их основной деятельности.

Научные исследования п определенной проблеме называются темой. Каждая тема имеет свои особенности по конечным целям, количеству и классификации исполнителей, масштабности, теоретических и экспериментальных методов исследований. Типовые этапы совокупности работ по темам: 1 этап - разработка ТЗ (формируются цели и устанавливаются методы и условия проведения работ), 2 этап – выбираются направления исследований (разрабатывается общая методология исследований, выдаются конкретные задания исполнителям), 3 этап – проведение теоретических и экспериментальных исследований, на котором происходит сопоставление резуьтатов, 4 этап – обобщение и оценка результатов, их оформление, 5 этап – сдача работ заказчику.

Эффективность НИР оценивается с помощью разных видов эффектов, получаемых при использовании результатов НИР. Выделяются следующие виды эффектов:

1. Социальный – проявляется в повышении безопасности для жизни и здоровья населения, безопасности труда, снижение вероятности профессиональных заболеваний.

2. Оборонный эффект – характеризуется значимостью НИР для повышения обороноспособности страны. При этом используются такие показатели, как степень защищенности объекта от поражения противника, уровень сохранности государственных и военных секретов и вероятность выполнения боевой задачи.

3. Научно – технический эффект проявляется как накопление новых знаний и как повышение научно – технического задели в виде публикаций и т.п.

4. Экономический эффект характеризует стоимостную оценку результатов НИР и проявляется как снижение себестоимости производимой продукции работ и услуг.

Организация изобретательства и рационализации.

Новшества выступают в качестве товара и в рыночной экономике государство обеспечивает охрану прав собственника на этот вид товара, относящийся к не материальным ценностям. Основной нормативной базой является Парижская конвенция 1883 года по «Охране прав собственности». Она предусматривает исключительные права владельцев собственности и пресечение недобросовестной конкуренции. В РФ основным документом, регламентирующий изобретательства является патентный закон РФ. Права на все виды промышленной собственности подтверждает документ, называемый патентом, который выдается государственным патентным ведомством. Патенты выдаются на изобретения, промышленные образцы, полезные модели (свидетельство). Эти документы удостоверяют приоритет и авторство, а также исключительные права на использования видов промышленной собственности.

Изобретением могут быть признаны устройства, способ, вещество, который соответствует следующим условиям: быть новыми, иметь высокий изобретательский уровень, быль промышленно применимым. Патент на изобретение действует 20 лет.

Полезная модель – конструкторское выполнение изделий, средств производства и предметов потребления, а также их составных частей. Свидетельство на полезную модель действует 5 лет с даты поступления заявки.

К промышленным образцам относятся художественно – конструкторское решение изделий, определяющее его внешний вид. Ему предоставляется охрана, если он является новым, оригинальным и промышленно применимым. Патент действует в течении 10 лет.

Все заявки на изобретения рассматриваются в 2 этапа: 1 этап – формальная экспертиза, 2 этап – экспертиза по существу.

Патентным законом предусмотрены следующие виды лицензии: исключительная – лицензиату передача исключительное право на использование объекта промышленной собственности; неисключительная – лицензиар (владельцу патента) передает лицензиату право на использование объекта промышленной собственности сохраняя за собой все права, подтвержденные патентом, открытая лицензия – патента обладатель заявляет о предоставлении любому лицу права об использовании объектов промышленной собственности. Лицо, заявившее желание, заключает договор о платежах.

Рационализаторское предложение – результат технического творчества работника, представляет собой техническое решение, которое является новым и полезным для конкретного предприятия. Оно может предусматривать изменение конструкции изделия, технологии изготовления, состава материала и конструкций.

Организация конструкторской подготовки производства.

КПП обеспечивает проектирование конкурента способного изделия, определения оптимальных параметров изделия на основе методологии системного анализа.

Нормативной базой КПП является ЕСКД в соответствии с ГОСТ 2.103-68.

Этапы КПП:

Разработка технического задания (ТЗ). Подготавливается заказчиком или разрабатывающей организацией. Включает в себя наименование и область применения изделия, основание для разработки, эксплуатационное и функциональное назначение с перспективой, источники разработки (патенты, лицензии и т.п.), технические требования, экономические показатели, перечень этапов с объемом инвестиций и датами, порядок контроля и приемки работ.

Техническое предложение. ТП подготавливается разработчиком, в нем определяются базовые показатели технологичности конструкции, проводится анализ вариантов схем и компоновок, после согласования с заказчиком утверждается оптимальный вариант решения, который в дальнейшем становится основой последующих стадий.

Разработка эскизного проекта. Производится анализ принципиальных и конструктивных решений по компоновке и членению конструкции изделия. При необходимости изготавливаются макеты изделия и проводится промежуточный технико-экономический анализ.

Технический проект. Принимаются окончательные решения по технологичности сборочных единиц, проводятся расчеты по обеспечению прочности, жесткости и надежности изделия и всех его сборочных единиц, обеспечиваются минимальные издержки производства. На этой стадии особенно важна тесная взаимосвязь конструкторов и технологов. Обсуждается на научно-техническом совете предприятия и утверждается организацией, выдавшей ТЗ.

Разработка рабочей документации. Проводится в 3-х вариантах.

1. Разработка рабочей документации опытного образца. Производится отработка конструкций деталей на технологичность, и увязка со сборочными единицами. Проводятся предварительно заводские, а затем приемочные испытания опытного образца в процессе которых корректируется документация.

2. Разработка рабочей документации установочной серии. Происходит отработка на технологичность с учетом конкретных условий завода. Так же производятся испытания и при необходимости корректировка документации.

3. Разработка рабочей документации серийного или массового производства. Завершается отработка конструкции, производятся испытания контрольной серии, и документация пускается в освоение производства.

ТЗ изготавливается в соответствии с ГОСТ 15.001, ТП – ГОСТ 2.118, ЭПр – ГОСТ 2.119, ТПр – ГОСТ 2.120, РД – ГОСТ 16.504 и ГОСТ 2.106.

Индексация технических документов.

ХХХХ	ХХ	Х	Х	Х	Х	ХХХ	ХХ
1	2	3	4	5	6	7	8

Где 1 - индекс организации разработчика, 2 – класс изделия, 3 – подкласс, 4 – группа, 5 – подгруппа, 6 – вид, 7 – порядковый регистрационный номер, 8 – шифр документа.

Унификация и стандартизация конструкции.

Конструкция унификация – это комплекс мероприятий, обеспечивающий устранение необоснованного многообразия типов и конструкций изделий, форм и размеров заготовок, профилей и марок материалов. Таким образом создаются условия для использования преимущественно специализированного производства повторяющихся изделий и элементов.

Унификация является базой для агрегатирования, то есть создания изделия путем их компоновки из ограниченного числа унифицированных элементов.

Стандартизация – это установление и применение правил с целью упорядочения деятельности в определенной области.

К относительным показателям унификации и стандартизации относятся коэффициента унификации и стандартизации, гдеm – общее количество элементов.

Обеспечение технологичности изделий на этапе КПП.

Под технологичностью изделия понимается совокупность свойств его конструкции, характеризующих возможность оптимизации затрат труда. Различают производственную и эксплуатационную технологичность. Под производственной понимают степень соответствия конструкции оптимальным производственно-технологическим условиям его изготовления при заданном объеме производства. Под эксплуатационной понимают сокращение затрат времени и средств на техническое обслуживание и ремонт.

Показатели технологичности бывают абсолютными и относительными. К абсолютным относят нормы расходов материала, масса изделия, точность, трудоемкость и т.п., к относительным – коэффициенты и удельные показатели.