Тема 5. Технологичность. Оптимизация технологических процессов с использованием современных критериев.

Технологичность изделий, ее влияние на производственные затраты. Критерии технологичности. Пути снижения производственной себестоимости , необходимость оптимизации технологических процессов

Технологичностью изделий называется степень оптимальности и рациональности изготовления и сборки и как следствие наименьшая себестоимость.

Разработка технологии изготовления изделия является решение многовариантной задачи. Из исходных материалов и комплектующих по конструкторской документации создается готовое изделие. Технологических путей создания изделий множество. Необходимо выбрать оптимальный. Для оценки оптимальности используются различные критерии. В процессе разработки изделия и технологии его изготовления используется ряд принципов, повышающих технологичность изделия.

В недалеком прошлом оптимизация технологического процесса заключалась в том, что на основе опыта и интуиции технолога из множества вариантов технологического процесса выделялось 2-3, которые детально анализировались, сравнивались, и выбирался основной вариант, который принято было считать наиболее оптимальным. С развитием вычислительной техники появились программные продукты, позволяющие за короткое время просчитывать множество вариантов и по заданным критериям выбирать оптимальный.

Технологичность изделия оценивается в соответствии с ГОСТ 14202073. При этом вводятся следующие показатели и критерии.

1. Трудоемкость изготовления конструкции, которая характеризуется временем, затрачиваемым на изготовление и сборку изделия. Суммируя время определенных операций, может быть определена общая трудоемкость в нормочасах.

2. Себестоимость изготовления деталей, сборочных единиц, изделия. Себестоимость изготовления изделия зависит от трудоемкости, квалификации рабочих и технико-экономических условий изготовления изделий. Для предварительного определения себестоимости могут быть сделаны оценки, исходя из веса изделия и степени его сложности. При этом стоимость 1 кг изделия может колебаться от 2 до 7 долларов США. Так, для сложных изделий, например, штамповой оснастки, стоимость будет составлять 6-7 долларов США.

3. Коэффициент использования материала (КИМ).

КИМ= ,

где q₀ – полезный расход, Н_дет- общий расход материала, включая потери и отходы.

4. Степень использования стандартных и нормализованных деталей и сборочных единиц. Чем больше использовано в изделии, тем выше его технологичность.

5. Процентное отношение количества деталей оригинальной и сложной конструкции к общему количеству деталей. Снижение количества оригинальных деталей повышает технологичность изделия.

Дополнительными показателями технологичности являются:

1. характеристика условий эксплуатации и ремонта;

2. условия выполнения работ по техническому обслуживанию изделий в том числе требования по квалификации и составу персонала для проведения этих работ;

3) средняя трудоемкость ремонта и технического обслуживания.

В процессе создания изделий следует придерживаться определенных принципов для повышения технологичности конструкции. В качестве основных можно рекомендовать следующие принципы:

1) максимально широкое использование унифицированных комплектующих деталей;

2) снижение номенклатуры применяемых материалов, крепежных изделий, а также разнообразия деталей и узлов;

3) конструкторская проработка, обеспечивающая создание деталей рациональной формы, обусловливающая минимум затрат на изготовление и простоту сборки и разборки изделия;

4) наличие на деталях удобных базирующих поверхностей для изготовления;

5) выбор рационального способа получения заготовок с размерами и формой, наиболее близким к готовым деталям.

Понятие обеспечения технологичности конструкции изделия охватывает подготовку производства, предусматривающего взаимосвязанное решение конструкторских и технологических задач, направленных на повышение производительности труда, достижение оптимальных трудовых и материальных затрат и сокращение времени на производство, техническое обслуживание и ремонт изделия.

Сведения об уровне технологичности конструкции используются в процессе оптимизации конструктивных решений на стадии разработки конструкторской документации, при принятии решения о производстве изделия, анализе технологической подготовки производства, разработке мероприятий по повышению уровня технологичности конструкции изделия и эффективности его производства и эксплуатации.

Обеспечение технологичности конструкции изделия наряду с отработкой самой конструкции включает ее количественную оценку. Этот показатель рассчитывается с помощью базовых (исходных) данных. К числу основных показателей, характеризующих технологичность конструкции изделий, можно отнести трудоемкость изготовления изделия, его удельную материалоемкость, технологическую себестоимость, трудоемкость, стоимость и продолжительность технического обслуживания, степень унификации конструкции.

При оценке технологичности конструкции следует пользоваться минимальным, недостаточным количеством показателей. Точность количественной оценки технологичности конструкции изделий, а также перечень показателей и методика их определения устанавливаются в зависимости от вида изделия и степени отработки его конструкции и типа производства.

При проведении отработки конструкции изделия на технологичность следует иметь в виду, что в этом случае играет роль вид изделия, степень его новизны и сложности, условия изготовления, технического обслуживания и ремонта, перспективность и объем его выпуска.

Испытание конструкции изделия на технологичность должно обеспечить решение следующих основных задач:

• снижение трудоемкости и себестоимости изготовления изделия;

• снижение трудоемкости и стоимости технического обслуживания изделия;

• снижение важнейших составляющих общей материалоемкости изделия – расхода металла и топливно-энергетических ресурсов при изготовлении, а также монтаже вне предприятия-изготовителя и ремонте.

Работы по снижению трудоемкости и себестоимости изготовления изделия и его монтажа сопровождаются повышением серийности изделия посредством стандартизации и унификации, ограничения номенклатуры составных частей конструктивных элементов и используемых материалов, применения высокопроизводительных и малоотходных технологических решений, использования стандартных средств технологического оснащения, обеспечивающих оптимальный уровень механизации и автоматизации производственных процессов.

Снижение трудоемкости, стоимости и продолжительности технического обслуживания и ремонта предполагает использование конструктивных решений, позволяющих снизить затраты на проведение подготовки к использованию изделия, а также облегчающих и упрощающих условия технического обслуживания, ремонта и транспортировки.

В свою очередь комплекс работ по снижению материалоемкости изделия включает:

• применение рациональных сортаментов и марок материалов, рациональных способов получения заготовок, методов и режимов упрочнения деталей;

• разработку и применение прогрессивных конструктивных решений, позволяющих повысить ресурс изделия и использовать малоотходные и безотходные технологические процессы;

• разработку рациональной компоновки изделия, обеспечивающей сокращение расхода материала.

В ходе выполнения технологической подготовки производства различают два вида технологичности конструкции изделия – производственную и эксплуатационную.

Производственная технологичность конструкции проявляется в сокращении затрат средств и времени на конструкторскую и технологическую подготовку производства, а также длительности производственного цикла.

Эксплуатационная технологичность конструкции изделия проявляется в сокращении затрат времени и средств на техническое обслуживание и ремонт изделия.

Оценка технологичности конструкции может быть двух видов: качественной и количественной.

Качественная оценка характеризует технологичность конструкции обобщенно на основании опыта исполнителя. Качественная сравнительная оценка вариантов конструкции допустима на всех стадиях проектирования, когда осуществляется выбор лучшего конструктивного решения и не требуется определение степени различия технологичности сравниваемых вариантов. Качественная оценка при сравнении вариантов конструкции в процессе проектирования изделия предшествует количественной и определяет ее целесообразность.

Количественная оценка технологичности конструкции изделия выражается показателем, численное значение которого характеризует степень удовлетворения требований к технологичности конструкции. Количественная оценка рациональна только в зависимости от признаков, которые существенно влияют на технологичность рассматриваемой конструкции.

Виды технологичности, главные факторы, определяющие требования к технологичности конструкции, и виды ее оценки