3.3. Организация проектно-конструкторской подготовки производства

Проектно-конструкторская подготовка производства заключается в проектировании новых технологических схем, конструктивном оформлении новых и реконструируемых процессов, разработке технологического оснащения установок, новых средств автоматизации, механизации и других проектно-конструкторских работ. На предприятии проектно-конструкторские работы осуществляют конструкторские службы. Проектирование типовых установок и других крупных объектов осуществляют специализированные проектные или научно-проектные организации.

Основные задачи проектно-конструкторской подготовки производства:

• организация совокупности работ по разработке конструкторско-технической документации необходимого качества и в минимальные сроки;

• проектирование новых технологических схем;

• конструктивное оформление установок;

• разработка конструкций нестандартного оборудования и средств автоматизации.

В соответствии с Единой системой конструкторской документации (ЕСКД) конструкторская подготовка производства включает следующие стадии: техническое задание, техническое предложение, эскизный проект, технический проект, рабочий проект.

Исходным документом для разработки продукции (изделия) является техническое задание, которое разрабатывается заказчиком или разрабатывающей организацией.

Техническое задание определяет назначение продукции (изделия), его технические характеристики, показатели качества, технологические, организационные, экономические, патентной чистоты, транспортабельности и хранения. Разработчиками являются конструкторские бюро, научно-исследовательские институты, конструкторские или опытно-конструкторские отделы предприятий, центральные лаборатории объединения.

Техническое предложение содержит технико-экономические обоснования целесообразности разработки данных машин, аппаратов, оборудования, технологических процессов, а также различные варианты возможных решений с учетом имеющегося в отрасли опыта и патентных материалов.

Эскизный проект — совокупность конструкторских документов, раскрывающих принципиальные конструкторские решения с указанием параметров, габаритов кинематических и других схем машины или аппарата, а также пояснительной записки с соответствующими расчетами, описанием принципов работы и эксплуатационных особенностей.

Технический проект разрабатывается на основе эскизного проекта и состоит из графической части и пояснительной записки. В нем содержатся расчеты на прочность, жесткость, долговечность, экономическое обоснование. Техническое проектирование обычно сопровождается изготовлением макетов. К технологическому проекту прилагается краткая пояснительная записка.

Рабочий проект (рабочая документация) разрабатывается после утверждения технического проекта. В нем содержатся рабочие чертежи с деталировкой, технические условия, варианты взаимозаменяемости деталей и узлов, спецификация сборочных единиц, документы, регламентирующие условия эксплуатации и ремонта.

Получение рабочей конструкторской документации это наиболее важный и ответственный этап конструкторской подготовки, в ходе которого подготавливаются документы, предназначенные для изготовления и испытания опытного образца

Конструкторская подготовка производства представляет собой комплекс длительных, сложных и дорогих процессов, поэтому их ускорение имеет большое экономическое и техническое значение. Длительная задержка конструкторской подготовки производства новой техники влечет моральное старение разрабатываемой конструкции, замораживает средства в подготовительной стадии, тормозит темпы технического прогресса.

Важнейшими средствами ускорения конструкторской подготовки производства являются следующие:

• применение в новом изделии нормализованных и унифицированных деталей и узлов;

• организация параллельной разработки элементов конструкции;

• рациональная организация конструкторских работ, их механизация и автоматизация;

• улучшение оснащения и обслуживания рабочих мест конструкторов;

• стимулирование качественного и быстрого выполнения конструкторских работ.

Одной из эффективных мер, позволяющих повысить качество изделий, уменьшить трудоемкость подготовки производства, а также трудоемкость и себестоимость самих изделий, является применение современных направлений в конструировании. Эти направления исходят из следующих принципов:

• стандартизация;

• нормализация (конструктивная);

• конструктивная преемственность;

• унификация;

Стандартизация ограничивает число разновидностей, размеров и качественных характеристик производственных объектов и устанавливает технически и экономически целесообразные из них для всего народного хозяйства. Стандарт - это устойчивый образец: он закрепляет достижения в области техники, которые разработаны, проверены и могут быть применены в широком масштабе во всех областях. Использование стандартов при конструировании новых изделий повышает их технологичность и создает предпосылки для организации производства целого ряда деталей, входящих в конструкцию различных изделий. Использование стандартных деталей можно оценить исходя из их удельного веса в общем количестве деталей вновь создаваемой конструкции.

(3.1)

где - количество стандартных деталей проектируемой машины; - общее количество деталей вновь создаваемой машины.

Нормализация - это стандартизация, которая проводится в рамках одной отрасли или одного или нескольких предприятий.

Основной задачей нормализации является создание максимального количества сходных, геометрически подобных или аналогичных элементов в изделиях различного назначения. Уровень нормализации оценивается с помощью коэффициента нормализации

(3.2)

где - количество нормализованных деталей проектируемой машины.

Конструктивная преемственность заключается в том, что в новой конструкции используются детали и узлы выпускаемых машин, которые зарекомендовали себя в работе.

При производстве нового изделия с высокой степенью преемственности требуется освоения заново целого ряда деталей, узлов, что сокращает сроки его создания и освоения, уменьшает его стоимость и объем конструкторской подготовки.

Естественно, что применение этого метода возможно лишь в случае, если освоенные узлы и детали полностью отвечают требованиям новой конструкции. Чрезмерное и необоснованное его применение может привести к замедлению темпов технического прогресса.

Показателем степени конструктивной преемственности является удельный вес деталей, заимствованных из ранее созданных аналогичных конструкций, в общем объеме деталей вновь созданной конструкции:

(3.3)

где - количество деталей, заимствованных из ранее созданных аналогичных конструкций.

Унификация (конструктивная) заключается в уменьшении в новом изделии номенклатуры деталей и узлов (в увеличении их повторяемости), номенклатуры материалов, форм и размеров деталей и заготовок.

Унификация способствует росту производительности труда, снижению себестоимости продукции, сокращению длительности производственного цикла, сокращает разнообразие потребляемых инструментов и приспособлений. Степень унификации выражается коэффициентом унификации:

(3.4)

где - количество наименований деталей по спецификации.

Важнейшим элементом проектно-конструкторской подготовки является сравнительный технико-экономический анализ проектируемых машин, изделий, процессов.

Основной целью проведения расчетов экономической эффективности проектируемых изделий является их количественная и качественная оценка по сравнению с действующими изделиями аналогичного эксплутационного назначения, а также отбор наилучших конструктивных вариантов при проектировании. Принимаемая к производству конструкция должна обладать преимуществами по сравнению с существующими изделиями: обеспечивать повышение производительности общественного труда, улучшать качество производимой продукции, облегчать труд работников и др.

При расчетах эффективности новых изделий необходимо учитывать интересы как предприятий изготовителей, так и эксплуатационников. Для этих целей используются различные показатели.

Среди показателей, характеризующих изделие как объект производства, следует выделить:

• расходные показатели - материалоемкость и трудоемкость, на основе которых прогнозируется себестоимость изделия; затраты, необходимые для подготовки его производства; необходимые капиталовложения;

• унификационные показатели, характеризующие степень унификации конструкции;

• временные показатели, определяющие сроки капиталовложений, сроки подготовки производства и др.

Среди показателей, характеризующих изделия как объект эксплуатации, необходимо выделить:

• показатели производительности труда;

• показатели качества изделия, в частности, его надежность;

• расходные показатели - затраты на эксплуатацию изделия, капиталовложения, связанные с его приобретением и эксплуатацией.

К основным показателям, характеризующим экономическую эффективность изделия, относятся результаты и затраты, связанные с его производством и эксплуатацией.

Большое значение имеет своевременность и высокое качество технико-экономического анализа, исключающее внедрение в производство экономически неэффективных изделий. Расчеты должны начинаться с первого проектирования и, переходя постепенно к последующему этапу, уточнять параметры узлов и машины в целом.

Особый интерес представляют технико-экономические расчеты на этапах проектирования, когда имеются лишь эскизные наметки и приблизительно известны основные параметры. Особенностью первых этапов проектирования является также наличие большого числа вариантов, отличающихся принципами работы. Громоздкие расчеты, претендующие на высокую точность, здесь лишены смысла.

В сфере производства наибольшую сложность представляет расчет себестоимости изделия. На этот показатель оказывает влияние большое количество факторов: конструктивных, производственных, технологически-организационных и эксплуатационных. Только наличие полной документации на изготовление изделия позволяет рассчитать плановую его себестоимость. В процессе конструкторской подготовки производства документация и нормативы (нормы времени, нормы расхода материалов и др.) отсутствуют. В этом случае применяются укрупненные методы расчета себестоимости.

Метод удельных показателей определения себестоимости основан статистических показателях удельной себестоимости единицы массы или какого-либо определяющего эксплутационного параметра, например, единицы мощности. Этот метод может быть уточнен с помощью дифференцированных удельных показателей: удельной материалоемкости и удельной трудоемкости. На основе рассчитанных по ним затратам на материалы, на заработную плату основных производственных рабочих себестоимость укрупнено может быть определена по обычным калькуляционным формулам. Однако метод удельных показателей обеспечивает точность технико-экономического анализа лишь в условиях почти полной аналогии конструкций.

При использовании балльного метода технические данные изделия оценивают экспертным путем баллами. По каждому параметру устанавливают характер связи (линейной или степенной) между каждым параметром и баллами. Полученные для каждого параметра данного изделия баллы суммируются. Затем делением известной себестоимости каждого выпускаемого изделия на соответствующую сумму баллов стоимость одного балла, так называемой стоимостной множитель. Среднее арифметическое всех ценностных множителей используют при проектировании новых изделий для оценки их себестоимости.

Точность этого метода зависит от количества статистических материалов для определения ценностного множителя, а также от обоснованности экспертной оценки при назначении баллов.

Корреляционный анализ позволяет выявить комплексное влияние на себестоимость ряда основных, наиболее существенных факторов. Для расчета себестоимости может быть использован линейный вид зависимости или степенной (если отдельные факторы, характеризующие конструктивные параметры, имеют нелинейную связь с себестоимостью).

Для расчетов себестоимости можно использовать нормативы, статистические данные о затратах на подготовку аналогичных изделий или агрегатов, уже выпускаемых заводами.

Приближенные расчеты требуемых капитальных вложений в производство выполняются на основе отраслевых (или заводских) нормативов удельных капвложений на единицу продукции в год. Такие нормативы могут быть рассчитаны на основе обработки статистических данных о капиталовложениях на аналогичные конструкции изделий. Если часть капитальных вложений осуществляется через сравнительно длительный промежуток времени по отношению к году, в котором производится расчет, то их корректируют с учетом фактора времени.

При проведении расчета технико-экономической эффективности необходимо учитывать, что проектируемое изделие должно иметь такие эксплутационные характеристики, которые обеспечивают выполнение всех требований технического задания. Только выполнение этих условий позволяет перейти к рассмотрению экономических критериев качества проектируемого изделия. В окончательной оценке сравнительной эффективности вариантов изделия необходимо учитывать социологический эффект, экологические характеристики, показатели унификации. При проведении технико-экономического анализа необходимо учитывать ряд особенностей. Поскольку объем исходной информации по проектируемой машине весьма ограничен. Погрешность в полученных результатах неизбежна. Это дает накапливающуюся ошибку в расчет экономических показателей. В результате расчеты, связанные с обоснованием эффективности новой техники, не могут дать однозначного решения.

Таким образом, к расчетам технико-экономической эффективности необходим вероятностный подход, а итоговые результаты расчетов следует рассматривать как вероятностные оценки. Такой подход, хотя и вносит элемент неопределенности в оценку эффективности, позволяет дать более объективную характеристику качества проектирования и принять обоснованное решение в отношении перехода к следующей стадии создания или внедрения изделия в производство.

При уточненных расчетах решаются следующие вопросы:

• выбор объекта для сравнения;

• определение годовой производительности агрегатов по сравниваемым вариантам;

• определение и сопоставление капитальных вложений;

• определение и согласование эксплуатационных расходов по сравниваемым вариантам;

• определение стоимостных показателей экономической эффективности внедрения спроектированного изделия;

• итоговая оценка эффективности внедрения спроектированного изделия с учетом всех качественных составляющих эффекта.