3238

алгоритм эффективно использует накопленную информацию для формирования новых решений, которые, как ожидается, улучшат прибыль проектов. Преимущество данного алгоритма по сравнению с методом выбора Парето-эффективных решений заключается в наискорейшем сужении области оптимальных решений.

Также использование моделей, основанных на генетическом алгоритме возможно для многокритериальной оптимизации процессов различной природы.

Литература

1. Мур, Джеффри, Уэдерфорд, Ларри Р. Экономическое моделирование в Microsoft Excel: Пер. с англ. – М.: Издательский дом

"Вильямс", 2004.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.9

А.И. Болдырев, А.А. Болдырев

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Ключевые слова: машиностроение, подготовка производства, организация производства

Рассмотрены вопросы технологической и организационной подготовки при постановке на машиностроительное производство нового объекта, определен круг решаемых задач, сформулированы основные научные принципы

Подготовка производства к выпуску конкретной продукции заключается в выполнении совокупности взаимосвязанных и взаимообусловленных процессов, преследующих основную цель: создание продукции, конкурентоспособной по всем эксплуатационным параметрам (качество, надежность, долговечность, окупаемость, экологичность).

Все процессы, связанные с разработкой изделия и постановкой его на производство, обычно группируются:

130

-по видам и характеру (научно-технические исследования, конструкторская работа, технологические процессы, организационная работа, технико-экономические расчеты и др.);

-по пространственно-временному признаку (операция, работа, стадия, фаза и т.п.);

-по функциональным признакам (основные, обслуживающие, вспомогательные процессы).

В практике также вся совокупность процессов, выполнение которых связано с технической подготовкой производства к выпуску любых изделий, обычно разделяется на две группы:

-технологическая подготовка производства (ТПП);

-организационная подготовка производства (ОПП).

Под технологической подготовкой производства понимается совокупность мероприятий, обеспечивающих техническую и технологическую готовность производства к выпуску намеченных изделий. Сущность технологической готовности производства определяется наличием на предприятии полных комплектов конструкторской и технологической документации и средств технологического оснащения, необходимых для осуществления заданного объема выпуска продукции с установленными технико-экономическими показателями. При этом система организации и управления технологической подготовкой производства регламентирована государственными стандартами единой системы технологической подготовки производства (ЕСТПП).

Технологическая подготовка производства включает в себя решение задач, группируемых по следующим основным функциям:

-обеспечение технологичности конструкции изделия;

-разработка технологических процессов;

-проектирование и изготовление средств технологического оснащения;

-организация и управление процессом ТПП.

Вышеуказанные функции охватывают весь необходимый комплекс работ по технологической подготовке производства, в том числе конструктивно-технологический анализ изделий, организаци- онно-технический анализ производства, расчет производственных мощностей, составление производственно-технологических плани-

131

ровок, определение материальных и трудовых нормативов, отладку технологических процессов и средств технологического оснащения.

Организация технологической подготовки производства включает формирование и совершенствование организационной структуры служб, осуществляющих ТПП и взаимодействующих в соответствии с организационными положениями. Управление технологической подготовкой производства – процесс разработки и осуществления мероприятий по обеспечению функционирования ТПП и корректированию хода выполнения работ при возникающих отклонениях. Управление технологической подготовкой производства включает также решение вопросов планирования, учета, контроля и регулирования.

Основные виды деятельности при организационной подготовке производства сводятся к следующим:

-концентрирование внимания на целях подготовки производства и ориентация деятельности исполнителей на достижение этих целей в конкретных условиях. При этом имеется в виду, что объект производства (изделие), его технико-экономические параметры, сроки начала и конца организационная подготовка производства, специфические требования и условия известны;

-конкретизация видов деятельности, необходимых для достижения целей;

-создание и усовершенствование структуры органов, занятых подготовкой производства;

-закрепление каждого из видов деятельности за соответствующим подразделением предприятия;

-обеспечение рационального сочетания процессов подготовки производства во времени;

-создание необходимых условий для осуществления всего комплекса работ по подготовке производства в каждом подразделении.

В теории организации производства сформулированы научные принципы:

1) принцип комплексности организации, планирования и управления работами по созданию новой продукции;

2) принцип специализации, сочетаемый с принципом научнотехнической и производственной интеграции;

132

3)принцип непрерывности (ликвидация перерывов между этапами, а внутри этапов – между операциями, работами);

4)принцип пропорциональности и сбалансированности (равенство производственных возможностей подразделений);

5)принцип параллельности (совмещение различных работ во времени);

6)принцип обеспечения строгой последовательности работ и прямоточности (кратчайший маршрут движения по этапам разработки);

7)принцип комплектности документации и составных частей

изделия;

8)принцип механизации (принцип механизации и автоматизации работ).

Опыт показывает, что в машиностроении наиболее трудоемкую и дорогую часть всей подготовки производства составляет технологическая подготовка.

Мероприятия, относящиеся к подготовке производства, постоянно анализируются в течение всего периода создания продукции. При этом весь период условно подразделяется на несколько этапов:

- научно-исследовательские работы, касающиеся организации производства;

- конструкторские разработки, выполняемые применительно к нуждам в различных областях техники;

- технологические разработки, предопределяющие набор способов и средств, достаточных для реализации в металле конструкторских разработок.

Организационно-технологическая подготовка производства (ОТПП), проведенная с использованием всех достижений научнотехнического прогресса позволяет:

- существенно сократить сроки освоения нового вида продук-

ции;

- снизить материально-технические затраты на постановку на производство нового вида продукции;

- произвести оптимальный выбор типа и типоразмеров оборудования и его количество;

- обеспечить соответствующие объемы выпускаемой продук-

ции;

133

-определить необходимый и достаточный объем средств контроля и измерений;

-выбрать оптимальное количество требуемого нестандартного оборудования, оснастки и приспособлений;

-своевременное комплектование необходимым испытательным оборудованием для испытаний на прочность и герметичность, проведения газодинамических и гидравлических испытаний с контролем основных параметров (для двигателя – это расход топлива развиваемая мощность, коэффициент полезного действия и т.д.).

Кроме того, существенное значение при ОТПП имеет организация эффективного контроля на всех стадиях производства, подготовка персонала требуемой квалификации, обеспечение условий труда на рабочих местах в соответствии с требованиями положений техники безопасности.

Наряду с целым комплексом мероприятий, связанных с постановкой на производство нового объекта, при ОТПП решаются и другие задачи сопутствующего характера. Среди этих, как бы побочных задач, важнейшие: совершенствование структуры управления цехов

ипредприятия в целом; формулирование рационально системы стимулирования, отладка служебных взаимоотношений различных подразделений; решение проблемы межцеховой транспортировки; выбор надежных соисполнителей и поставщиков; решение проблемы экологии подготавливаемого производства.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.9

А.И. Болдырев, А.А. Болдырев

ПОДГОТОВКА ПРОИЗВОДСТВА В ПРОЦЕССЕ КОНСТРУИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ

Ключевые слова: машиностроение, подготовка производства, конструирование изделий

Рассмотрены вопросы технологической и организационной подготовки при постановке на машиностроительное производство нового объекта, определен круг решаемых задач, сформулированы основные научные принципы

134

Практика машиностроения показывает, что анализ мероприятий, связанных с постановкой создаваемого изделия на производство, начинается с момента зарождения самой идеи о необходимости располагать таким изделием, так как уже тогда появляется мысль о том, во что может обойтись такая разработка.

Как известно, все мероприятия имеют либо организационный, либо технологический характер. К технологическим мероприятиям относятся те, которые связаны непосредственно с искусством изготовления. Существенную долю таких мероприятий способен реализовать подготовленный инженер, разрабатывающий конструкцию изделия. Для этого конструктор должен знать технологические возможности существующих методов обработки конструкционных материалов, а также возможности существующего оборудования, применяемого для обработки. Кроме того, конструктор должен умело применять свои знания при конструировании изделий. При наилучшем соответствии конструкции назначению надо предопределять минимальный уровень затрат на изготовление конструируемой детали. В одних случаях это достигается применением простых геометрических форм деталей, что делает доступной обработку резанием при помощи стандартного лезвийного инструмента, в других случаях

– формированием условий, при которых неизбежно сложные и труднодоступные поверхности не требуют дополнительной обработки резанием и т.д. Поэтому будущие затраты, связанные с подготовкой производства к изготовлению как отдельно взятой каждой детали, так и изделия в целом зависят от квалификации и практических навыков конструктора.

В процессе конструкторской разработки изделия решается значительное количество задач, связанных с будущей постановкой изделия на производство. Специфика этих задач охватывается обобщающим термином «технологичность конструкции». Смысловая нагрузка этого термина экономическая, так как, проверяя конструкцию на технологичность, решают задачу о том, как проще, дешевле и быстрее изготовить изделие с заданной надежностью на период его срока службы – ресурса.

Отработка конструкции на технологичность ведет к снижению трудоемкости и себестоимости изготовления изделий. Особо важное значение этот вариант технологической подготовки производства

135

приобретает для деталей подвергаемых обработке резанием, так как обработка резанием в машиностроении составляет около 65% от всего объема работ по изготовлению деталей.

Всоответствии с [1] технологичность конструкции изделий (ТКИ) характеризуется как «совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, техническом обслуживании и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ». Обеспечение технологичности конструкции изделий – функция подготовки производства, предусматривающая взаимосвязанное решение конструкторских и технологических задач, направленных на повышение производительности труда, достижение оптимальных трудовых и материальных затрат и сокращение времени на производство, в том числе и монтаж вне предприятияизготовителя, техническое обслуживание и ремонт изделия.

Вобщем случае конструкцию изделия характеризует структура

ивзаимное расположение его составных частей, схема устройства изделия в целом, форма и расположение поверхностей деталей и соединений, их состояние, размеры, материалы и информационная выразительность. Отработка конструкции изделия на технологичность осуществляется непосредственным воздействием на ее техническую сущность путем придания конструкции такого комплекса свойств, который обеспечивает ее технологическую рациональность и преемственность.

Технологическая рациональность конструкции изделия представляет собой совокупность тех конструктивных решений, которые наиболее легко и экономично будут реализованы в условиях производства, удобны для эксплуатации и ремонта при целесообразном выборе состава необходимых инструментов и материалов, схем соединения составных частей изделия и т.п.

Преемственность конструкции изделия представляет собой совокупность тех свойств изделия, которые представляют собой единство повторяемости и изменяемости, принятых в ней инженерных решений. Это позволяет обеспечить преемственность технологических процессов и средств технологического оснащения, наилучшим способом организовать процесс конструкторского и технологического проектирования, максимально использовать все лучшее, что соз-

136

дано ранее в процессах научно-исследовательских, опытноконструкторских и опытно-технологических разработок, освоено в производственных условиях.

Все изделия в соответствии с [2] разделены на четыре вида элементов: детали, сборочные единицы, комплексы комплекты. При этом базовым элементом всех изделий являются детали. Деталь – изделие, изготовленное из материала одной марки без применения сборочных операций или с использованием местных соединительных операций (сварки, пайки, склеивания и т.п.). В зависимости от принадлежности различают детали взаимосвязанные и самостоятельные. Взаимосвязанными считают детали, являющиеся составными частями других изделий, самостоятельными – детали, не входящие в состав других изделий.

Конструкцию детали следует отрабатывать на технологичность комплексно, учитывая зависимости от технологичности исходной заготовки для этой детали, от каждого вида обработки в технологическом процессе изготовления, от технологичности сборочной единицы, в которую эта деталь входит как составная часть.

Деталь считается технологичной, если состоит из стандартных и унифицированных конструктивных элементов или является в целом стандартной. Состав конструктивных элементов выбирают с учетом ограничительных перечней, стандартов и картотек применяемости. Формы и габариты детали, основные и вспомогательные базы и их сочетания, схемы простановки размеров, конструктивные элементы, материалы, покрытия, требования к упрочнению должны максимально соответствовать принятым для типовой конструкции детали. Конструкция деталей должна допускать возможность применять стандартные или унифицированные заготовки. В свою очередь заготовки должны быть получены рациональным способом с учетом заданного объема выпуска и типа производства. При выборе метода изготовления заготовок следует исходить из возможности одновременного изготовления нескольких деталей. Конструкция детали должна обеспечивать возможность применения типовых и стандартных технологических процессов ее изготовления и ремонта. Физикохимические и механические свойства материала, жесткость детали, ее форму и размеры необходимо выбирать с учетом требований технологии изготовления и ремонта (включая процессы упрочнения,

137

коррозионной защиты и др.), хранения и транспортирования. Наличие качественных взаимосвязей между свойствами материалов и распространенными методами их обработки представлено в табл. 1. Замена одного технологического способа изготовления детали на другой осуществляется только на основе сопоставительного расчета и технико-экономического анализа сравниваемых вариантов.

На технологичность конструкции детали, подвергаемой обработке резанием, влияют как технологические факторы (обрабатываемость материала, выбор баз и размерных связей, форма и размеры детали, требования точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей), так и организационные факторы (серийность производства и т.п.).

Общими требованиями к конструкции всех существующих классов деталей, обрабатываемых резанием, являются:

1)максимальное использование унифицированных элементов формы деталей (резьбы, канавки, выточки, диаметры, модули, размеры шлицев, шпоночных пазов и т.д.). При отсутствии норм на подобные элементы (например, радиусов выхода в шпоночных пазах, фрезеруемых дисковой фрезой) их размеры следует назначать в соответствии с размерами применяемого стандартного инструмента;

2)создание конструкций деталей, имеющих взаимные расположения обрабатываемых поверхностей, обеспечивающие свободный подвод и отвод режущего инструмента;

3)назначение обоснованных параметров точности и шероховатости. При этом следует учитывать, что прямой зависимости между полем допуска и параметрами шероховатости нет, однако примерные соотношения между ними могут быть установлены на основании сведений, приведенных в табл. 2.

Рекомендации табл. 2 приведены для случая, когда отклонения формы и расположения поверхностей допускаются в пределах поля допуска размера и особо не оговариваются. Для случаев, когда допуски на отклонения от геометрической формы оговариваются особо, данные табл. 2 следует корректировать. Если эти допуски составляют 50% и более допуска на размер, параметры шероховатости, приведенные в табл. 2, следует уменьшить. Во всех случаях необходимо вышеприведенные рекомендации соотносить с характеристиками обрабатываемости материала изделия.

138

Таблица 1

Обозначения: ПМ – конструктивно-технологические параметры; ЕМ – энергетические параметры; СМ – свойства материала

139