Глава 6

речень показателей ТКИ, наиболее широко используемых в практике конструирования, рекомендованных ГОСТ 14.201-83 для применения в зависимости от вида изделия и стадии разработки, приведен в табл. 6.3. Количественная оценка ТКИ основана на показателях трех видов:

• базовые показатели ТКИ (Л"_б), устанавливаемые в техническом за­дании на проектирование изделия;

• показатели ТКИ, достигнутые при разработке конкретной конст­рукции (К);

• показатели уровня ТКИ, определяемые как отношение значений показателей, достигнутых при проектировании к соответствующим ба­зовым показателям (К ^ш К/К₆) [45].

По значимости для оценки различают показатели основные и до­полнительные.

К основным показателям ТКИ относятся трудоемкость изготовле­ния Т_н и технологическая себестоимость С_м, а также материалоемкость и энергоемкость изделия (рис. 6.5).

Основные показатели технологичности конструкции изделия

Т рудоемкость изделия

Материалоемкость изделия

Энергоемкость изделия

§

СП

X СО

«5

О

§

Г)

К

СО

_•8

2

₁

_{« ё}

₁

я х га ю Я

_I

со

_{Рис. 6.5}

Трудоемкость изготовления изделия определяется суммой нормо-часов, затраченных на изготовление деталей, сборку, наладку и испыта­ние изделия:

Т_ГШ,

где Я— трудоемкость изготовления, сборки, наладки и испытания г-й составной части изделия в нормо-часах.

Технологичность конструкции упаковки

₁₉₁

Я

о

^I

си к

_I

5

9

1 ВЦ

из

5

з

⁵

СО

₁

8 8

О

о

со

пЗ

со

и

_н

п

8

1*1 14

_в

Р>_

§

н ь

ч» г*

о у

3

= 5 2 885

*

_II

_{= 1}

н

сб

о

с

_в

о я

О)

О-С

^

5

_I

_I

ын

_I

*5

*

_а

я:

_II

_1Д

_I

_I

₁

<^

а а

₁₁

2 9.

_5в

^I

С 3

К

^

и

с

_Л

К *2

_{е = 1}

_Ш

; Ев

о -

11

ее 5 с 1ё

192 Глава 6

Расчет трудоемкости изготовления изделия на стадии проектирова­ния проводят на основе данных по трудоемкости изготовления изде­лия-аналога с использованием корректирующих коэффициентов:

_{Т -I -К -К -М}

где I — удельная трудоемкость изготовления изделия-аналога; К_а — корректирующий коэффициент, характеризующий проектируемую кон­струкцию по сложности, новизне, перспективности и другим показате­лям; К_сн — коэффициент, учитывающий относительное снижение тру­доемкости в зависимости от увеличения основного параметра изделия; М— масса деталей и сборочных единиц проектируемого изделия.

Значения коэффициентов К_са и К устанавливаются экспертным пу­тем. В качестве аналога принимается изделие, освоенное в производ­стве и сходное с проектируемым по конструктивным, технологическим и функциональным признакам.

Помимо трудоемкости изготовления Т_и анализу подвергаются:

- трудоемкость изделия в технологической подготовке производства;

- трудоемкость изделия в техническом обслуживании. Применительно к ТКИ упаковки последний показатель можно рас­ сматривать как трудоемкость в обращении упаковки.

Технологическая себестоимость изделия С определяется как сумма затрат на изделие при осуществлении технологического процесса его изготовления:

_{С=С +С +С ,}

И м з пр'

где С — стоимость материалов, затраченных на изготовление изделия; С₂ — заработная плата производственных рабочих с начислениями; С — цеховые расходы на изготовление изделия.

Цеховые расходы включают затраты на электроэнергию, потребля­емую оборудованием, на ремонт и амортизацию оборудования, инстру­мента и приспособлений, на смазочные, охлаждающие, обтирочные и другие материалы, предусмотренные процессом производства.

Для удобства сравнительной оценки изделий можно проводить рас­чет основных показателей ТКИ по удельным показателям:

• удельной трудоемкости изготовления Т - ТуР,

• удельной технологической себестоимоста С_т - СуР, где Р— значение основного параметра изделия.

Удельной трудоемкостью изготовления называют отношение тру­доемкости изделия в изготовлении к номинальному значению основ­ного параметра или к полезному эффекту, получаемому при использо­вании изделия по назначению.

Удельной технологической себестоимостью называют отношение технологической себестоимости изделия в изготовлении к номиналь-

Технологичность конструкции упаковки 193

ному значению основного параметра или к полезному эффекту, полу­чаемому при использовании изделия по назначению.

Материалоемкость характеризует количество материальных ресур­сов, необходимых для создания и применения одного изделия с учетом его конструктивных особенностей в сферах производства, эксплуата­ции и ремонта.

Изучение структуры массы изделия позволяет влиять на техноло­гичность конструкции путем изменения ее габаритных размеров, числа составных частей и (покупных) изделий, свойств применяемых мате­риалов и т.п.

Масса изделия, определяемая совокупностью масс входящих в его состав деталей и сборочных единиц, сама по себе не является показате­лем ТКИ. Масса только косвенно вступает в качестве характеристики ТКИ через материалоемкость, трудоемкость и себестоимость.

Под материалоемкостью М понимают расходы материала на изго­товление и эксплуатацию изделия, включающие расходы на потери ма­териала в производстве в виде технологических отходов М_о, массу ма­териала в самом изделии М_н и массу материала, расходуемого на эксп­луатацию и ремонт изделия М_э:

_{М=М +М +М =М +М,}

о и э п э'

где М_а — производственный расход материала на изготовление изделия.

При оценке ТКИ часто применяют показатели удельной материало­емкости.

Удельную производственную материалоемкость определяют по фор­муле

_{" Рх'}

где т — установленный срок службы изделия в эксплуатации; Р — номи­нальное значение основного параметра изделия или суммарный эффект от его использования. Как правило, значение Рдля конкретных видов изделий определяют по результатам научных исследований.

Удельную эксплуатационную материалоемкость вычисляют по формуле

М_э^уд = & Общая удельная материалоемкость определяется суммой

Энергоемкость изделия характеризует количество топливно-энер­гетических ресурсов, затрачиваемых на одно изделие с учетом его кон-

194 Глава 6

структивных особенностей, в сферах производства, эксплуатации и ре­монта.

В зависимости от вида топлива и энергии (электроэнергия, топливо, тепло, пар, вода, сжатый воздух или газ и т.п.), потребляемых на произ­водство, эксплуатацию и утилизацию, различают показатели энергоем­кости по каждому виду топлива и энергии: электроемкость, нефтеем-кость и др.

Энергоемкость изделия определяют суммой затрат топлива и энер­гии путем последовательного укрупнения элементов затрат (например, технологическая операция, процесс изготовления детали, процесс из­готовления всего изделия в целом):

_{э=а (4,)+42)+^).}

1=1 /«1

где/ — число сборочных единиц в изделии;^. — число деталей в г-й сбо­рочной единице; Ж' — количество расходуемого топлива и энергии на

изготовление;'-й детали 1-й сборочной единицы; Щ* — количество рас­ходуемых вторичных энергетических ресурсов на изготовление 1-й де­тали 1-й сборочной единицы, поступающих от других технологических процессов; Э ..— количество вторичных энергетических ресурсов, не ис­пользуемых за пределами данного технологического процесса.

При расчете суммарной энергоемкости изделия, учитывающей зат­раты всех энергоресурсов, ведут пересчет на условное топливо В , т.е. топливо с теплотой сгорания 29 300 кДж/кг или 7000 ккал/кг:

^{Ву В}" 29300'

где В_и — количество натурального топлива; 0^ — удельная теплота сго­рания натурального топлива, кДж/кг.

Удельную производственную энергоемкость изделия Э*^а рассчиты­вают по формуле

ОУЛ __ ^_п

* **•

где Э_п — расход топлива или энергии на изготовление изделия.

Удельную эксплуатационную энергоемкость изделия Э*^л определя­ют по формуле

^{Технологичность конструкции упаковки 195}

⁹

где Э — расход топлива или энергии на эксплуатацию изделия за пол­ный срок его службы.

Общую удельную энергоемкость изделия определяют суммой

При расчете значений энергоемкости изделия учитывают расход топлива и энергии только на технологические цели, не включая в рас­четную формулу затраты на отопление и освещение производственных помещений и различные хозяйственные нужды.

Во всех случаях, когда для изделия можно установить значения по­лезного эффекта или основного технического параметра, ТКИ следует оценивать по удельным показателям энергоемкости. Они наиболее объективно характеризуют рациональность конструкции по затратам топлива и энергии. Удельные показатели являются наиболее удобны­ми объектами нормирования и прогнозирования их значений.

В качестве дополнительных показателей ТКИ чаще всего исполь­зуют [41]:

• коэффициент унификации изделия К_у;

• коэффициент стандартизации изделия К^;

• коэффициент применяемости К ;

• коэффициент использования материала К_нм;

• ^{коэффициент применения типовых технологических процессов Кти;}

• ^{коэффициент сборности при монтаже Л"сб.}

В технически обоснованных случаях для оценки ТКИ допускает­ся применение других показателей, установленных в приложении 3 ГОСТа 14.202-83.

Коэффициент унификации изделия определяют по формуле

_г-414.

>~ Е₊Д'

где Е — число унифицированных сборочных единиц в изделии, Д — число унифицированных деталей, являющихся составными частями изделия и не вошедшие в Е_у (стандартные крепежные детали не учиты­ваются),

Е =Е +Е +г_ст,

_{Я -д +Л" +д ,}

где д и Д— число заимствованных сборочных единиц и деталей соот­ветственно, Е^ и Д — число покупных унифицированных единиц и деталей соответственно, Е_п иД^— число стандартных унифицирован­ных сборочных единиц и деталей;

196 Глава 6

Е— количество сборочных единиц в изделии;

^{Д — количество деталей, являющихся составными частями изделия,}

где Е_о и Д — число оригинальных сборочных единиц и деталей соот­ветственно.

Коэффициент стандартизации изделия

_Е_СТ+Д_СТ ^я Е+Д '

^ст ⁼ &стз ⁺ Ат.п ⁺ *-стл» Да=Дст_Д + Дсг.п+Дст.и,

где Е_пл иД_стл — число заимствованных стандартных сборочных единиц и деталей соответственно; Б кД — число покупных стандартных сбо­рочных единиц и деталей соответственно; 27 иД.., — число сборочных единиц и деталей, стандартизация которых осуществлена при разработ­ке данного изделия.

Коэффициенты унификации и стандартизации характеризуют пре­емственность проектируемой конструкции, а их математическое выра­жение является исходным материалом для получения формул отдель­ных составляющих этих обобщенных понятий:

• коэффициенты унификации и стандартизации сборочных единиц

• коэффициенты унификации и стандартизации деталей

_{Кг л/л *«-д/д}

^{Коэффициент применяемости определяют по формуле}

К -1 *» ⁺ ^°р *пр-1 _Е+д •

Коэффициент использования материала

к -2&

где М_ц — масса изделия; М_з — масса материала, израсходованного на изготовление изделия (масса заготовок).

Коэффициент применения типовых технологических процессов

_а

_{к_ =}

'171

_а'

где 0^ — число типовых технологических, процессов, получения заго­товок, применяемых при изготовлении изделия; 0_1| — общее число тех­нологических процессов, применяемых при изготовлении изделия.

^{Коэффициент сборности изделия при монтаже}

^Кс6~Е+Д' где Е — количество монтажных составных частей изделия (число мон-

лч

тажных сборочных единиц).