Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Планирование и организация научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Учебное пособие
.pdf
101
и осмотров, осуществляемых в ходе испытаний. Если квалификационные испытания проходят успешно, то оформляется акт, в котором отражается следующее:
1. Использованные технологии и технологическое оснащение при-
знаются эффективными, а изделие прошедшим испытания, т. е. соответствующим предъявляемым требованиям и КД.
2. Решение о целесообразности присвоения технической докумен-
тации литеры «А» (серийное и массовое производство) или литеры «И»
(единичное производство) и готовности производства к выпуску изделий.
3. Решение о передаче изделий, полученных в результате освое-
ния производства, заказчику.
Этап освоения производства завершается положительными результатами квалификационных испытаний.
4.8. Организация работ
по технологической подготовке производства
Изготовление изделий на предприятиях производится в результате
производственного процесса, который охватывает различные стадии:
– подготовку средств производства и организацию обслуживания
рабочих мест;
– получение и изготовление материалов, заготовок и полуфабрикатов;
– полный цикл изготовления изделия;
– сборочные процессы;
– транспортирование материалов, заготовок и полуфабрикатов,
а также готовых изделий;
– технический контроль на всех стадиях;
– упаковку и консервацию изготовленных изделий.
Важнейшим элементом производственного процесса является
технологическая подготовка производства (ТПП) – вид производственной деятельности предприятия, обеспечивающий оптимальную по срокам и ресурсам технологическую готовность производства к изготовлению изделий, отвечающих требованиям заказчика. ТПП тесно связана с
ЖЦ изделия и предусматривает проведение работ на его различных
102
стадиях: проектировании изделия, изготовлении опытных образцов, постановке изделия на производство. ТПП осуществляется в соответствии
с ГОСТ Р 50995.3.1-96.
Основной задачей ТПП на стадии проектирования изделия является формирование организационных и производственных решений по
его производству. Это является частью работ, выполняемых на стадиях
ТП, ЭП и ТПр. В результате ее выполнения решаются вопросы, связанные с обеспечением технологичности конструкции изделия. Разработчиком формируются планы технологических работ, которые могут
быть как самостоятельными документами, так и входить в состав планов соответствующих проектных стадий. В соответствии с ними предусматривается рассмотрение проектной КД совместно с технологами
и при необходимости с другими техническими специалистами. Особое
внимание уделяется:
– уровню конструкторско-технологических решений, отражающих технологичность конструкции, их конкурентоспособность и возможности реализации в конкретных производственных условиях;
– выявлению и решению различных проблем, связанных с разработкой новых, ранее неосвоенных технологических и организационных
решений;
– возможности изготовления технически сложных, уникальных
изделий;
– разработке мероприятий по утилизации или вторичному использованию изделия и производственных отходов;
– обеспечению требований охраны труда, экологии и энергосбережения.
В результате выполнения ТПП на рассматриваемой стадии в составе технического или эскизного проекта появляется документация,
отражающая обоснованные и принятые технологические и организационные решения.
ТПП опытных образцов и единичных изделий решает несколько
задач. Во-первых, это отработка в производственных условиях ранее
принятых решений, связанных с изготовлением изделия. Во-вторых,
обеспечение технологической готовности производства опытных образцов изделия и единичных изделий для дальнейших приемочных испыта-
103
ний и промышленного освоения. Разработчик передает изготовителю
комплект РКД (с литерами «О», «И» или без литеры) и документацию,
полученную на предыдущем этапе. На основе полученной документации
изготовитель разрабатывает план ТПП для соответствующих изделий.
Работы, проводимые на данном этапе, заключаются в следующем:
– проработка РКД на технологичность;
– завершение НИР и ОТР, необходимых для разработки эффективной технологии производства;
– разработка технологических процессов, средств технологического оснащения, управляющих программ. Наиболее часто для изготовления используют универсальное оборудование, оснащение и инструмент;
– формирование планов разработки новых технологических процессов и оснащения для использования в условиях серийного производства, а также их реализация;
– корректировка технической документации по результатам изготовления опытных образцов или изделий;
– обеспечение требований охраны труда, экологии и энергосбережения.
На этапе обеспечения технологической готовности производства
к производству опытных образцов для проведения приемочных испытаний проводят работы, связанные с метрологическим обеспечением,
содержанием и объемом технического контроля и аттестацией рабочих
мест, технологических процессов, исполнителей. Рассматриваемый этап
завершается подтверждением возможности использования разработанной технологии для получения опытных образцов (изделий) в соответствии с требованиями технической документации и в заданные сроки.
Кроме этого, технология должна быть контролируема и управляема.
ТПП серийных изделий предусматривает передачу исполнителем
изготовителю технической документации, к которой относится:
– комплект РКД на изделие и типовые технологические процессы
с литерой не ниже «О1»;
– документация, полученная на предыдущем этапе, определяющая
организационные и технологические решения при изготовлении опытных образцов (изделий);
104
– опытные образцы, прошедшие приемочные испытания;
– КД для изготовления средств технического оснащения, сами
средства, управляющие программы для однотипного оборудования,
предусмотренные планом предыдущего этапа;
– план ТПП опытных образцов, трудоемкость их изготовления.
На основании полученных документов изготовитель разрабатывает план ТПП серийных изделий, входящий в состав плана постановки
изделия на производство или являющийся самостоятельным документом. При его разработке учитывают: сроки освоения производства изделия, планируемые объемы выпуска по годам, прогнозируемую устойчивость сбыта, трудоемкость ТПП и др. На данном этапе выполняют
проработку РКД на технологичность и разработку технологических
процессов, средств технологического оснащения, управляющих программ для условий серийного производства. Также решаются вопросы
рационального совмещения стадий разработки изделия и ТПП, своевременного обеспечения производства комплектующими, материалами,
технологическими процессами, средствами технологического оснащения. Осуществляется планирование реконструкции, расширения или
нового строительства производственных площадей.
Рассматриваемый этап завершается подтверждением возможности
использования разработанной технологии для получения партии изделий в условиях серийного производства в соответствии с требованиями
технической документации и в заданные сроки.
4.9. Общая характеристика работ
по отработке изделия на технологичность
Под технологичностью конструкции изделия (ТКИ) понимают 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. ТКИ может рассматриваться и оцениваться на различных этапах ЖЦ изделия. Принято различать производственную, эксплуатационную и ремонтную технологичность. Под производственной понимают ТКИ при ТПП, изготовлении
105
и монтаже вне предприятия-изготовителя. Обеспечение технологичности изделия предусматривает проведение комплекса работ, направленных на повышение производительности труда и снижение затрат на
производство изделия, и обычно заключается в следующем:
– отработка изделия на технологичность на всех стадиях разработки изделия и при ТПП;
– улучшение условий труда при производстве, эксплуатации и ремонте изделий;
– количественная оценка ТКИ;
– технологический контроль (ТК) конструкторской документации;
– подготовка и внесение изменений в КД по результатам технологического контроля.
ТКИ оценивают количественно с помощью системы показателей,
которая представляет собой: базовые показатели, показатели, достигнутые при разработке изделия и показатели уровня технологичности
конструкции разрабатываемого изделия. Базовые показатели обычно
указываются в ТЗ на разработку изделия. Информация об уровне ТКИ
используются в процессе оптимизации конструкторских решений на
этапах разработки КД, при принятии решения о производстве изделия,
ТПП. Номенклатура показателей и методика проведения оценки ТКИ
зависит от вида изделия, типа производства и стадии разработки КД.
Их количество должно быть минимально возможным, но достаточным
для получения объективных данных. Уровень ТКИ определяется выражением
б
y
K
K
K
, (4.1)
где K – показатель достигнутого уровня технологичности;
бK
– пока-
затель базового (заданного) уровня технологичности.
Уровень технологичности может определяться по одному или нескольким частным и комплексным показателям, принятым в качестве
критериев оценки технологичности конструкции в ТЗ на изделие.
Допустимые пределы значений уровней технологичности соответствуют установленным для базовых показателей. К частным показателям
производственной технологичности относятся:
106
1. Трудоемкость изготовления изделия – суммарные затраты тру-
да на выполнение технологических процессов изготовления изделия.
Выражается суммой нормо-часов, затраченных на изготовление
изделий:
n
i
i
ии TT
, (4.2)
где Тиi – трудоемкость изготовления элемента, входящего в изделие;
n – количество элементов изделия.
2. Уровень технологичности по трудоемкости изготовления опре-
деляется как отношение достигнутой трудоемкости изделия к базовому
показателю трудоемкости изготовления изделия:
ИБ
И
УТ
Т
Т
К
, (4.3)
где ТИБ – трудоемкость изготовления базового варианта (базовый пока-
затель по трудоемкости).
3. Технологическая себестоимость изделия – часть себестоимости
изделия, которая определяется суммарными затратами на осуществление технологических процессов его изготовления:
n
i
i
ТТ
СС
, (4.4)
где Стi – технологическая себестоимость элементов, входящих в изделия.
4. Уровень технологичности конструкции по технологической се-
бестоимости определяется как отношение достигнутой себестоимости к
базовому показателю технологической себестоимости:
Б
Т
УС
С
С
С
. (4.5)
5. Материалоемкость изделия характеризуется расходом материа-
ла, необходимого на производство и эксплуатацию изделия:
М = (Мс + Моп) + Мэ, (4.6)
где Мс – масса изделия; Моп – масса материала, расходуемая в процессе
изготовления изделия; Мэ – масса материала, необходимая для
изготовления запчастей.
6. Энергоемкость изделия характеризует количество топливноэнергетических ресурсов, необходимых на одно изделие с учетом его
конструктивных особенностей на этапах производства, эксплуатации
и ремонта:
107
ji
i
ВТijijij
i
i 1
)2()1(
1
)ЭЭЭ(Э
, (4.7)
где i – число сборочных единиц в изделии; ji – число деталей в i-й сбо-
рочной единице; Э
ij
(1)
– количество затрат топлива и энергии
на изготовление j-й детали i-й сборочной единицы; Э
ij
(2)
–
количество вторичных затрат топлива и энергии на изготовление j-й детали i-й сборочной единицы, поступающих от других
технологических процессов; Э
ВТij
– количество вторичных
энергетических ресурсов, используемых за пределами данного
технологического процесса.
Определение комплексных показателей требует предварительного
определения сравнительной значимости частных показателей, так как
в сравниваемых вариантах отдельные частные показатели могут иметь
не только различные числовые значения, но и различную значимость.
Значимость частных показателей технологичности зависит от видов изделий, условий выполнения работ и объема производства. Методика
определения комплексных показателей учитывает различную значимость входящих частных показателей введением коэффициента значимости. С изменением величины частных показателей, входящих в состав комплексных, коэффициент значимости обеспечивает соответствующее влияние на комплексный показатель. Комплексный коэффициент имеет вид
S
i
i
S
i
ii
k
K
1
1
, (4.8)
где i – общее число относительных частных показателей;
i
– функция,
нормирующая весовую значимость показателя; ki – величина
частного показатели.
Величина коэффициента
i
может определяться различными спо-
собами. Наиболее удобным способом является установление зависимости
i
от порядкового номера определяемого показателя в номенклату-
ре показателей, принятой для оценки изделия определенного класса:
12i
i
i
, (4.9)
где i – порядковый номер показателя в ранжированной последователь-
ности.
108
Рассмотрим примерное содержание работ по обеспечению ТКИ на
различных этапах разработки документации.
На этапе ТП осуществляют работы, направленные на выявление
рационального структурного деления изделия и его компоновки. Количество унифицированных и покупных изделий должно быть максимально возможным. Рассматривается возможность использования новых материалов, технологических процессов.
На этапе ЭП анализируют рациональность структуры изделия и
его компоновки с точки зрения простоты ремонта и обслуживания.
Осуществляют сравнение вариантов конструкций изделий по унификации, стандартизации и способам соединения составных частей.
На этапе ТПр изделие оценивается с точки зрения сборки и контроля. Определяется возможность осуществления независимой и параллельной сборки и контроля отдельных узлов и изделия в целом.
Рассматривается возможность использования для изготовления изделия
типовых технологий.
На этапе разработки РКД опытного образца контролируется возможность сборки изделия без промежуточной разборки. Оценивается
рациональность конструкции с точки зрения удобства базирования,
центрирования деталей и сборочных единиц при их изготовлении.
Производится унификация на различных уровнях: сборочные единицы,
детали, конструктивные элементы. Это необходимо для снижения трудоемкости изготовления и сборки изделия в целом. Определяются рациональные методы и способы получения заготовок деталей, при необходимости их конструкция изменяется.
На этапе разработки РКД изделия единичного производства, кроме рассмотренных работ, предусматривают более глубокую оценку
ТКИ с точки зрения сборки и обработки. В частности, оценивают возможность достижения заданной точности изделия с помощью средств
технологического оснащения. Проверяют возможность использования
принципа совмещения баз при механической обработке, т. е. использования технологических баз вместо конструкторских. Оценивают возможность получения максимального количества необрабатываемых
в дальнейшем поверхностей изделия на заготовительном этапе, способствуя сокращению расходов на механическую обработку. Конструкция
деталей и сборочных единиц должна позволять осуществлять контроль
с наименьшими затратами и по возможности с помощью универсаль-
109
ных и стандартных измерительных средств. Размеры на чертеже деталей должны соответствовать нормальному ряду, а получение их поверхностей должно осуществляться стандартным режущим инструментом. Конструкция изделия в целом должна отвечать требованиям ремонтопригодности, транспортабельности, быть удобной для регулирования при сборке и эксплуатации.
Для РКД серийного (массового) производства предусматривается
доведение конструкции изделия до уровня, позволяющего использовать
прогрессивные технологические процессы обработки и сборки с учетом
выпуска изделий партиями. Кроме этого, уделяется внимание вопросам
хранения, обслуживания, ремонта и монтажа изделия. Здесь же собирается и анализируется информация о эксплуатационной и ремонтной
технологичности.
Рассмотренные работы на всех этапах разработки КД сопровождаются расчетом показателей ТКИ и ТК КД. Содержание работ ТК преследует своей целью обеспечение ТКИ и является аналогичным рассмотренным. Следует отметить, что ТК проходит документация на изделия как основного, так и вспомогательного производства.
Контрольные вопросы
1. Назовите основные этапы ОКР.
2. Назовите последовательность стадий разработки КД.
3. Что такое CALS-технологии и как их используют на этапах ОКР?
4. Раскройте содержание технического задания на ОКР.
5. Что представляют собой технические условия на изделие?
6. Дайте характеристику основным этапам разработки КД.
7. Раскройте содержание предварительных испытаний.
8. Раскройте содержание приемочных испытаний.
9. Что такое технологическая подготовка производства и выпол-
нение каких работ она предусматривает?
10. Охарактеризуйте содержание работ при отработке КД на тех-
нологичность.
110
5. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ
РАЗРАБОТКИ НОВЫХ ИДЕЙ И РЕШЕНИЯ
ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ
5.1. Характеристика задач, решаемых на этапах выполнения
научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ
На различных этапах НИОКР, как правило, перед исполнителем
встает ряд задач, для решения которых требуется творческий подход
и навыки изобретательства. К ним, например, можно отнести вопросы,
связанные с повышением производительности или снижением себестоимости устройств, которые могут быть достигнуты за счет нахождения
и реализации нового технического решения. Такое решение обычно
возникает на различных проектных стадиях НИОКР и затрагивает конструкцию или принцип действия изделия. Если рассматривать стадию
научных исследований, то это, как правило, генерация оригинальных
идей, способствующих эффективному решению рассматриваемой проблемы. Например, нередко технико-экономические показатели различных процессов значительно повышаются за счет использования принципиально новых схем их реализации, предусматривающих оригинальное комбинирование физических эффектов. В последствии результаты
подобной деятельности являются объектом интеллектуальной собственности и подлежат защите с помощью патентов на изобретение или
на полезную модель. Учитывая различную сложность решаемых проблем, все изобретения можно разделить на пять уровней:
1. Незначительные (мельчайшие) изобретения являются результа-
том решения относительно простых задач, не связанных с техническим
противоречием. Для их разрешения, как правило, используется метод
проб и ошибок, позволяющий за счет перебора вариантов достичь требуемого результата. Рассматриваемый объект при этом не изменяется.
Решение подобных задач осуществляется в пределах одной узкой специальности.
2. Малозначительные (мелкие) изобретения появляются в резуль-
тате решения задач, содержащих в себе техническое противоречие.
Например, конфликт внутри конструкции изделия между ее параметрами,
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]