книги из ГПНТБ / Черникова П.Д. Технико-экономические расчеты и обоснования в дипломных проектах (при разработке, производстве и эксплуатации новых радиоэлектронных приборов и устройств) [методические рекомендации]

• Пуп — количество унифицированных деталей и уз­ лов; '

п0 —. общее число деталей и узлов в изделии (без крепежных деталей).

Покупные изделия (узлы, блоки), комплектующие данный прибор (аппарат), учитываются в /гн.с пли пуи по количеству их наименований без учета входящих в них деталей (например, трансформатор — 5 шт., конденса­ тор — 8 шт. и т. д.). Чем выше коэффициент преемствен­ ности knp, тем более технологична конструкция.

Коэффициент нормализации и стандартизации

Чем выше коэффициент нормализации и стандартиза­ ции kn.c, тем более технологична конструкция.

Коэффициент повторяемости

ЛП »

П0

где /г„ — общее количество наименований деталей и уз­ лов в изделии.

Чем меньше коэффициент повторяемости kn, тем бо­ лее технологична конструкция, так как в такой конструк­ ции максимально сокращается количество применяемых наименований и типоразмеров деталей и узлов при одно­ временном увеличении количества их по каждому наиме­ нованию и каждому типоразмеру, что способствует по­ вышению типа производства. И наоборот, чем ближе коэффициент повторяемости k„ к единице, тем хуже, так как в этом случае большинство наименований деталей (узлов) представлено в изделии в количестве пе более одной штуки, что увеличивает номенклатуру деталей в производстве и снижает, следовательно, тип производ­ ства.

Унификация деталей и узлов приборов, уменьшая но­ менклатуру вновь осваиваемых деталей, сокращает объ­ ем и сроки проектных работ, способствует увеличению массовости и углублению специализации производства, внедрению поточных и автоматических поточных линий.

Кроме того, унификация дает возможность в значи­

60

тельной степени использовать для производства новой продукции имеющуюся оснастку — инструмент, приспо­ собления, штампы и т. д., сокращая тем самым затраты на освоение новой продукции. Все это улучшает исполь­ зование производственных мощностей, повышает произ­ водительность труда, снижает себестоимость изделий.

Повышение уровня нормализации и стандартизации еще в большей степени, чем унификация, сокращает за­ траты на производство новых радиоэлектронных изделий.

Однако не всякая преемственность деталей и узлов для новой конструкции целесообразна. Механическое пе­ ренесение в новые конструкции деталей и узлов уста­ ревших изделий может привести к ухудшению показате­ лей нового изделия: завышенному весу, избыточной тру­ доемкости его изготовления и т. д. Вот почему, прежде чем использовать освоенные детали и узлы для вновь проектируемого изделия, необходимо провести тщатель­ ный отбор только таких из них, которые отвечают пере­ довой технике, технологии и экономике производства.

При экономическом обосновании оптимальной унифи­ кации деталей и узлов надо учитывать ее влияние не только на затраты, связанные с проектированием и из­ готовлением приборов (аппаратов), но и на расходы по их эксплуатации. При осуществлении унификации дета­ лей и узлов во многих случаях могут экономиться не только капитальные вложения (затраты, связанные с производством изделий), но и эксплуатационные рас­ ходы.

Применяемые материалы как фактор технологичности

Выбор материала значительно влияет на технологич­ ность изготовления изделия. Конечно, марка материала определяется в первую очередь технико-эксплуатацион­ ными соображениями, конструктивными требованиями и требованиями технической эстетики, т. е. стремлением обеспечить надлежащее качество работы и надежность изделия в эксплуатации, придав ему одновременно кра­ сивый внешний вид. Но если этим требованиям удовле­ творяют две, три и больше различных марок материа­ лов, то выбрать следует ту из них, которая обеспечит наибольшее снижение себестоимости изделия. Таким ма­

61

териалом не обязательно окажется самый дешевый из них. Иногда выгоднее применять более дорогой матери­ ал, если он легче поддается обработке. Вот почему при выборе материала следует учитывать, помимо техникоэксплуатационных качеств, требований технической эсте­ тики и цены, еще и фактор технологичности обработки.

Существенных результатов в повышении технологич­ ности изделий можно добиться путем сокращения рас­ хода материалов на единицу продукции и уменьшения веса радиоэлектронных приборов. Так, например, замена в разъемах гетинакса на пластмассу АГ-4 позволяет уменьшить вес его на 30—50 г [12]. Алюминий, особенно анодированный, успешно заменяет дефицитную медь как проводниковый и конструкционный материал, позволяя значительно снизить вес и стоимость проводников и кон­ струкций при одновременном повышении их нагревостойкости.

Для сокращения расхода материалов на изделие не­ обходимо также уменьшать габариты деталей и узлов, рационально выбирать их электрические и механические параметры. В ряде случаев детали и узлы утяжеляются потому, что при конструировании электрическую проч­ ность изделия и стабильность его параметров пытаются обеспечить не созданием рациональной конструкции и использованием наиболее подходящих материалов, а бо­ лее легким путем — увеличением габаритов и примене­ нием целого ряда вспомогательных деталей, предназна­ ченных для компенсации нестабильного качества основ­ ных деталей. Прочность и жесткость деталей, выполняющих механические функции, иногда обеспечи­ вают не подбором наиболее рациональных форм и се­ чений, а увеличением этих сечений и утолщением стенок. В процессе конструирования не всегда учитывают возможности оптимального раскроя материалов. Все это — резервы дальнейшего повышения технологичности конструкций.

Важным фактором повышения технологичности явля­ ется и всемерное сокращение номенклатуры и типораз­ меров применяемых материалов, ибо многообразие наи­ менований и марок материалов не только затрудняет ма­ териально-техническое снабжение производства, но и усложняет процесс производства, поскольку разные мар­ ки материалов требуют разной термической обработки,

62

различной геометрии инструментов и различных режи­ мов обработки. Многообразие наименовании и марок ма­ териалов ведет к увеличению складских запасов, а сле­ довательно, и оборотных средств предприятия.

При проектировании нового изделия выявляется воз­ можность сокращения сортамента используемых мате­ риалов по отношению к исходному варианту и замены дефицитных материалов полноценными заменителями. Для характеристики применяемых материалов и степени их использования в проектируемом изделии составляется спецификация материалов. Обобщающий анализ можно провести на основе следующих показателей.

Коэффициент применяемости материалов

где /гн —■количество наименований деталей (оригиналь­ ных и унифицированных) в изделии;

пг — количество типоразмеров материалов. Повышение коэффициента &п.м свидетельствует о

лучшей применяемости материалов; &Пм=1 является наи­ худшим — это означает, что каждое наименование де­ тали должно выполняться из другого (нового) вида ма­ териалов, что в свою очередь приводит к усложнению организации производства на заводе и увеличению за­ пасов материальных ценностей на складах завода.

Коэффициент использования материалов

иёчист

ёчерн

где £ч„ст — чистый вес готовых деталей (за исключе­ нием покупных), кг;

£чеРн — черный вес тех же деталей, кг.

Чем больше коэффициент использования материалов, т. е. чем ближе ku к единице, тем более технологична конструкция, тем меньше материалов уходит в отходы при раскрое, в стружку при резании и т. д.

Коэффициент дефицитности материалов

ёд еф

^деф

йчист

63

где "д,ф — вес дефицитных материалов, применяемых в конструкции, кг (определяется по черте­ жам вариантов конструкции).

При выборе рода материалов необходимо правильно учитывать сравнительную их дефицитность и по возмож­ ности уменьшать коэффициент дефицитности.

Расчлененность конструкции как фактор технологичности

Среди требовании, предъявляемых к новой конструк­ ции прибора, имеются такие, как минимальная длитель­ ность производственного цикла изготовления, простота сборки, монтажа, обслуживания при эксплуатации и ре­ монте. Для удовлетворения этих требований конструк­ ция должна быть максимально расчленена на состав-, ляющие ее сборочные соединения.

Наибольшей расчлененности конструкции можно до­ биваться, применив функционально-узловой принцип кон­ струирования, при котором прибор (аппарат) разбивают на отдельные функционально законченные блоки и суб­ панели, соединенные между собой кабелями. В свою оче­ редь блоки разбивают на функционально законченные узлы, выполняемые в виде легкосъемных конструкций.

С точки зрения сборки технологичной будет такая конструкция, которая расчленена на максимальное коли­ чество сборочных единиц, что обеспечивает возможность параллельной и независимой их сборки, функциональную законченность отдельных узлов, наименьшее число и наи­ большую простоту межузловых связей.

Расчленение конструкции радиоэлектронных приборов на возможно большее количество сборочных элементов облегчает задачи унификации этих элементов и, следова­ тельно, расширяет возможности использования их в раз­ личных изделиях, а также улучшает возможности спе­ циализации и кооперирования производства.

В качестве показателей для сопоставления вариантов конструкции по этому фактору технологичности могут быть: количество функционально законченных узлов в изделии; трудоемкость сборки, монтажа и регулировки изделия в нормо-часах.

64

Взаимозаменяемость элементов конструкции как фактор технологичности

В качестве показателей взаимозаменяемости элемен­ тов конструкции можно применять:

коэффициент геометрической взаимозаменяемости

няемость элементов конструкции, тем меньше возможно­ стей применения в производстве высокопроизводительной оснастки, а также механизированных и автоматизирован­ ных технологических процессов, тем, следовательно, ху­ же технологичность конструкции и все ее экономические показатели.

Все рассчитанные показатели технологичности сле­ дует свести в итоговую таблицу (см. форму табл. 3.6).

Таблица 3.6

Показатели технологичности прибора

Дипломник должен не только определить те или иные показатели технологичности по сравниваемым ва-

риантам конструкции, но и установить значение этих показателей для производства и эксплуатации.

Выявление этого значения должно идти в направ­ лении:

а) сокращения сроков подготовки производства и ее удешевления;

б) уменьшения объема конструкторских и технологи­ ческих разработок;

в) возможного увеличения серийности и массовости производства;

г) снижения трудоемкости производства; д) снижения себестоимости проектируемого изделия;

е) уменьшения брака и улучшения качества про­ дукции;

ж) сокращения длительности производственного цикла;

з) обеспечения ритмичности производства (например, в результате сокращения применяемого сортамента ма­ териалов) ;

и) увеличения производительности труда (за счет сни­ жения трудоемкости производства деталей, узлов, изде­ лия в целом);

к) экономии материалов; л) улучшения условий снабжения материалами;

м) уменьшения складских запасов и заделов в про­ изводстве;

н) ускорения оборачиваемости оборотных средств; о) улучшения условий труда и техники безопасности.

По указанным направлениям рекомендуется опреде­ лять конкретное, выраженное в определенных величинах значение показателей. В случаях, когда не представляется возможным определить конкретное значение показателя, можно ограничиться относительной качественной харак­ теристикой его по сравниваемым вариантам конструк­ ции или указанием примерного порядка цифр.

3.4. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ПРИ ВЫБОРЕ ВАРИАНТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Современная техника позволяет производить одну и ту же продукцию или выполнять одинаковую работу различными методами. Например, заготовки для деталей приборов могут изготовляться в литейных, кузнечных и

66

прессовых цехах. Процессы литья и горячей штамповки с последующей механической обработкой и сборкой с ус­ пехом заменяются холодной штамповкой в сочетании со сваркой и т. д. Поэтому в ходе проектирования техноло­ гических процессов имеются широкие возможности вы­ бора варианта технологического процесса, оборудования, оснастки.

При выборе варианта технологического процесса не­ обходимо исходить из экономии живого и овеществлен­ ного труда на изготовление каждой единицы продук­ ции — заготовки, детали, узла и т. д. А так как наимень­ ший расход живого и овеществленного труда на единицу продукции находит свое выражение в минимальной се­ бестоимости, то очевидно, что важнейшим критерием при выборе варианта технологического процесса является минимальная себестоимость.

Сравнение технологических вариантов по себестоимо­ сти целесообразно вести, не прибегая к анализу номен­ клатуры затрат, составляющих полную себестоимость еди­ ницы продукции. Те элементы себестоимости, которые не отличаются в том и другом вариантах, учитывать не следует. Сравнение рекомендуется производить только по разным элементам себестоимости, величина которых непосредственно связана с данным вариантом технологи­ ческого процесса и им обусловлена. Эту сумму затрат можно назвать технологической себестоимостью.

Расходы, составляющие технологическую себестои­ мость, разделяют на две основные группы:

1) переменные расходы (пропорциональные объему выпуска). К ним относятся: заработная плата производ­ ственных рабочих, включая дополнительную заработную плату и начисления на нее, затраты на материал, затра­

ты на силовую электроэнергию; 2) условно-постоянные расходы (непропорциональные

объему выпуска). К ним относятся: амортизация обору­ дования, затраты на оснастку. Эти расходы почти не за­ висят от годовой производственной программы.

Содержание расчетов при выборе наивыгоднейшего варианта технологического процесса при прочих равных условиях (качество, точность, чистота обработки поверх­ ностей, условия труда и т. д.) сводится к определению общего количества выпуска изделий, при котором стано­

вится целесообразным применение того или иного ва­ рианта.

Расчеты, связанные с определением наиболее эффек­ тивного варианта технологического процесса, можно осу­ ществить в следующем порядке. Допустим, что имеются два варианта технологического процесса.

I вариант

С\ — переменные расходыпо данной операции (пусть С! = 50 коп/шт)\

Vr — сумма постоянных расходов1 (пусть Vi = = 200 руб/год) ;

N— годовая программа выпуска детален данного вида;

Si — .себестоимость изготовления всех N деталей по первому варианту.

Тогда

Sx = Vx + CtN = 200 + 0,5N руб/год.

II вариант

Соответственно пусть С2=10 коп/шг, Р2 = 800 руб/год. Отсюда

S2 = Vt + C2N = 800 + 0,1N руб/год.

Необходимо определить, при каком количестве дета­ лей (изделий) становится целесообразным тот или иной вариант.

Имеем два уравнения:

Sx = 200 + 0,5N; S2 = 800 + 0,1N.

Изобразим их графически на рис. 3.4.

Решив совместно вышеприведенные два уравнения, найдем значение N0, при котором S [= S 2:

товляется N деталей, для их изготовления необходимо учесть не­ однократные затраты на оснастку.

68

Рис. 3.4. Зоны эффективного применения техно­ логических процессов:

I — зона первого варианта; I I — зона второго варианта.

Nо — количество изготовляемых деталей по данной опе­ рации, при котором технологическая себестоимость по двум сравниваемым вариантам технологического процес­ са одинакова. В данном примере А^0= 1500 шт. Действи­ тельно, при N0 = 1500 шт.

= 200 + 0,5-1500 = 950 руб/год;

S2 = 800 + 0,1 • 1500 = 950 руб,/год.

Если заданная производственная программа будет больше No, то следует выбрать второй вариант техноло­ гического процесса, если же заданная программа мень­ ше N0, то следует выбрать первый вариант, так как в этом случае себестоимость будет ниже.

При технико-экономическом сравнении вариантов тех­ нологических процессов следует учитывать объем и дру­ гие условия производства данного изделия не только в течение данного года, но также и в перспективе, в раз­ резе нескольких ближайших лет.

Хотя показатель себестоимости является интеграль­ ным, результативным, но он не включает все факторы, необходимые'для выбора варианта технологического процесса. При выборе варианта технологического про­

69