Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Экспертные методы управления технологичностью промышленных изделий. Монография
.pdf
Глава 1. Система управления технологичностью изделий и экспертные методы
по сравнению с изделием-аналогом, определяемый по формулам (1.3);
– коэффициент учитывающий изменение технического уровня ос-
К
ту
новного производства предприятия-изготовителя нового изделия по отношению к предприятию-изготовителю изделия-аналога; К
и Кот – ко-
оп
эффициенты, учитывающие изменение соответственно уровня организации производства и уровня труда предприятия-изготовителя нового
изделия по отношению к предприятию-изготовителю аналога; К
– ко-
пр
эффициент, учитывающий изменение типа производства (отношение коэффициентов серийности нового изделия и изделия-аналога).
Расчет коэффициентов К
, Коп, Кот, Кпр производится по общей
ту
формуле
З
К =
z
где z – нижний индекс при коэффициентах К
н
,
З
а
, Коп, Кот, Кпр; Зн – значе-
ту
ния соответствующих показателей технического уровня, организации
производства, организации труда и серийности для нового изделия; З
то же, что и З
для изделия-аналога. Определяются Зн и За согласно от-
н
–
а
раслевым стандартам. При отсутствии информации по отдельным характеристикам соответствующие поправочные коэффициенты принимаются равными 1,0.
Расчёт нормативного комплексного показателя технологичности
тоже производится по формуле (1.4), где в качестве К
подставляется
iа
комплексный показатель технологичности аналога, определяемый формулой
s
ϕ
К
К
∑
а
s
=
1
i
=
∑
=
1
i
ϕ
iia
,
i
где К
аналога;
– значения частных показателей технологичности изделия-
iа
ϕ
– значимость показателя; i − порядковый номер показателя; s
i
– количество показателей.
Из приведенных методик определения базовых показателей технологичности конструкций изделий видно, что часто недостаточно информации о таких же показателях изделий-аналогов, либо аналоги вообще
отсутствуют.
51
Глава 1. Система управления технологичностью изделий и экспертные методы
В ряде случаев отраслевые базовые показатели технологичности определить не представляется возможным, так как показатели базовой и
новой моделей изделия практически несравнимы. Это обусловлено существенным различием производственных условий изготовления этих
моделей. Между запусками их в производство существует определённый отрезок времени, что, несомненно, влияет на техникоэкономические характеристики изготавливаемых изделий
(трудоёмкость, себестоимость, материалоёмкость), которые одновременно являются показателями технологичности конструкции. В таких случаях расчёты приобретают всё больше характер прогнозирования с учётом многих факторов конструкторского, технологического и организационного
характера.
Назрела необходимость разработки новых и совершенствования
существующих методик прогнозирования базовых показателей технологичности с целью достижения высокой достоверности результатов
и сокращения затрат времени на оценку за счёт автоматизации сложных расчётных процедур.
Таким образом, методику определения базовых показателей можно
разбить на три основных этапа:
1. Изучение технических характеристик изделия, сопоставление их
с данными аналога, подобранного предварительно из числа объектов
данного класса.
2. Определение состава базовых показателей (обычно всегда трудо
-
ёмкость изготовления изделия, технологическая себестоимость, комплексный показатель технологичности и несколько частных показателей) и выбор методики расчёта или прогнозирования показателей в зависимости от наличия и полноты статистических данных.
3. Расчет базовых показателей технологичности с последующим за-
несением их значений в техническое задание на проектирование нового
изделия.
Метод количественной
оценки технологичности изделий, базирующийся в основном на двух группах показателей, связанных с технологической рациональностью конструктивных решений и преемственностью
конструкции, в настоящее время является наиболее проработанным, хотя и нуждается в дополнении некоторыми показателями, полнее отражающими согласованность технологичности конструкции с производственными условиями её изготовления. К недостаткам метода можно
от-
нести: трудность выделения изделия-аналога и отсутствие приёмов дос-
52
Глава 1. Система управления технологичностью изделий и экспертные методы
товерной оценки величины базовых показателей; показатели слабо отражают взаимосвязь технологичности конструкции с техническим уровнем производства; большая трудоёмкость определения ряда показателей; отсутствие чётких критериев при формировании системы показателей количественной оценки технологичности.
Наиболее перспективен комплексный метод оценки технологичности конструкций, предполагающий использование во взаимной связи
методов количественной и качественной
оценок. Комплексная оценка,
предлагаемая нормативно-техническими документами, выдвигает на
первый план количественную сторону оценки, уделяя незаслуженно мало внимания качественной стороне. Отмечается лишь, что качественная
оценка при сравнении вариантов конструкции в процессе проектирования изделия предшествует количественной и определяет целесообразность затрат времени на расчёт численных значений показателей технологичности
сравниваемых вариантов [73].
При этом для качественной оценки рекомендуется использовать
критерии типа «хорошо-плохо», «допустимо-недопустимо». Очевидно,
что субъективность и неопределённость такой оценки вне связи с конкретными условиями производства может привести к ошибкам и последующим значительным издержкам в процессе отработки конструкции на
технологичность. В то же время, построенный на углублённом
и всестороннем теоретическом анализе с использованием более совершенных
качественных оценок и оптимально выбранных количественных показателей, комплексный метод представляется нам как наиболее целесообразный и эффективный при отработке промышленных изделий на технологичность.
1.4. КАЧЕСТВЕННАЯ ИНФОРМАЦИЯ В СИСТЕМЕ
УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬЮ ИЗДЕЛИЙ
Под качественной оценкой технологичности конструкций изделий
понимается оценка
соответствия принимаемых конструкторских решений при проектировании изделий и их составных частей требованиям
оптимальных технологических процессов изготовления, эксплуатации,
технического обслуживания и ремонта. При проектировании объектов
конструктор всегда сталкивается с проблемой выбора одного, наиболее
экономичного решения из ряда возможных технически равноценных ва-
53
Глава 1. Система управления технологичностью изделий и экспертные методы
риантов. При решении этой задачи не ставится вопрос, насколько в количественном отношении отличаются варианты друг от друга, важно
отобрать тот вариант, который является более простым в изготовлении,
требует меньших затрат ресурсов, т.е. более технологичный. Выбор оптимального решения сопровождается эвристическим прогнозированием
технологичности конструкции на базе качественной информации о ней
.
Получение количественной информации о технологичности изделия
путём расчёта коэффициентов широко известно в практике проектирования. Однако ограниченность этой информации приводит к тому, что
использовать её для решения проблемы оптимизации технологичности
конструкции чрезвычайно трудно. Коэффициенты технологичности позволяют объективно судить о структурном составе изделия, но не могут
формализовать качественную информацию, связанную
с формой, совершенством функций, эргонометрическими параметрами, рациональностью компоновки и другими характеристиками.
Качественная и количественная оценка технологичности тесно переплетаются на всех этапах разработки изделия, дополняют друг друга,
являются, по существу, механизмом единого процесса отработки конструкции на технологичность. Однако представляется возможным и полезным выделение основных видов работ по
повышению уровня техно-
логичности изделия по этим критериям (табл. 1.2).
Очевидно, что большая доля процессов формирования, оценки и отработки изделий на технологичность относится к переработке качественной информации о конструктивных формах и способах изготовления
элементов изделий. При этом результаты анализа выражаются в виде
неких эвристических рекомендаций, возникающих зачастую под воздействием случайных факторов (интуиция и опыт разработчика, оперативность и качество информационного обслуживания и др.).
На этапе разработки технического проекта происходит интенсивный
информационный обмен вследствие формирования окончательных технических решений, дающих не только полное представление об устройстве изделия и его функциональных возможностях, но и о конкретных
качественных характеристиках его составных
частей. Кроме того, на
этом этапе уже формируется КД, служащая исходными данными для
разработки рабочей документации. Все изменения в конструкции деталей, сборочных единиц и изделия в целом, связанные с необходимостью
повышения уровня их технологичности, на этапе технического проекта
пока не сопряжены со значительными материальными затратами.
54
Глава 1. Система управления технологичностью изделий и экспертные методы
Таблица 1.2
Перечень работ по отработке изделия на технологичность на основе
количественной и качественной информации на стадиях его
проектирования и производства
Этапы
1 2 3
Разработка ТЗ и
структурной схемы
Разработка принципиальных схем
блоков
Разработка конструкции
Перечень работ по отработке изделия на технологичность на основе
информации
качественной количественной
1. Изучение и сопоставление данных по отечественным и зарубежным аналогам, выбор базового варианта.
2. Определение качественного состава базовых показателей технологичности конструкции.
3. Экспертное ранжирование показателей в составе комплексного
показателя.
4. Анализ вариантов структурных
схем изделия и выбор оптималь-
схемы.
ной
5. Проведение функциональностоимостного анализа вариантов
структурных схем.
1. Анализ элементной базы и параметров блоков изделия, выбор
принципиальных схем.
2. Взаимоувязка входов и выходов
блоков.
3. Сравнительный анализ конструкции макетов блоков.
4. Технологический контроль КД
на соблюдение принципа преемственности.
1. Общий анализ компоновочных
решений функциональных узлов,
сборочных единиц, деталей и всего изделия.
2. Анализ результатов испытаний
опытного образца.
3. Технологический контроль КД.
4. Выработка предложений об из-
менениях в конструкции составных частей и изделия в целом.
1. Определение количественного состава базовых показателей и их расчёт с учётом технического уровня
конкретного производства.
2. Расчёт комплексного базового показателя технологичности конструкции.
1. Расчёт фактически достигнутых
показателей технологичности, сравнение их с базовыми значениями.
1. Расчёт фактически достигнутых
показателей технологичности.
2. Размерный анализ при технологи
ческом контроле КД.
3. Проверочные расчёты по прочности, тепловым и электромагнитным
полям и другим параметрам конструкции.
4. Компоновочные расчёты.
5. Расчёт технологичности конст-
рукций функциональных узлов, сборочных единиц и деталей.
-
55
Глава 1. Система управления технологичностью изделий и экспертные методы
Продолжение табл. 1.2
1 2 3
Технологическая
подготовка производства
Серийное
производство
1. Анализ и принятие технологических решений для установочной
серии.
2. Согласование техпроцессов изготовления с особенностями конструкции.
3. Технологический контроль КД.
1. Анализ и внесение изменений в
конструкторскую и технологическую документацию.
2. Оценка морального износа и целесообразности модернизации изделия.
1. Расчёт показателей технологичности конструкции по установочной
серии.
1. Статистическая обработка извещений и рекламаций об изменениях.
2. Оценка соответствия достигнутого уровня технологичности требованиям технического задания.
3. Расчёт дополнительных партий
модернизированных изделий.
С этих позиций представляется, что этап технического проекта является, несомненно, важным и ответственным периодом совместной работы разработчика и изготовителя по отработке технологичности нового
изделия, при котором использование экспертного прогнозирования на
базе качественной информации, наряду с количественными методами
оценки технологичности конструкции, обеспечит наибольший эффект.
Текущая информация о качественной, эвристической
стороне технологичности изделия, получаемая на этапе технологической подготовки производства и извлекаемая в результате наблюдения за ходом протекания отработки изделия на технологичность в конкретных условиях
производственной среды, является стохастической информацией, так как
источники, характер и время её возникновения трудно заранее прогнозировать. Кроме того, полнота и достоверность качественной информа
-
ции во многом зависит от квалификации специалиста, его личного
опыта, специализации, компетентности в данной области, инженерной
интуиции и творческих способностей.
Качественная информация в её первичном виде является субъективной и зависящей от процесса обучения эксперта. Однако именно при
решении слабоструктурированных проблем человеческая интуиция имеет особую ценность. Догадки эксперта, основанные
на прошлом опыте,
на неявных знаниях, на «чутье», позволяют ему решать проблемы на
удивительно хорошем уровне.
56
Глава 1. Система управления технологичностью изделий и экспертные методы
Еще одна особенность качественной информации, используемой для
управления технологичностью промышленных изделий, заключается в
её постоянной переоценке на разных этапах создания изделия и содержательной неравноценности по стадиям разработки с точки зрения
влияния на конечный результат. Действительно, информация о технологичности изделия, полученная изготовителем в процессе серийного
производства, безусловно, не будет представлять
такой ценности, которую она могла бы иметь, будь извлечена при технологической подготовке производства, а тем более на этапе технического проекта.
В системе «проектирование–производство» информация о технологичности возникает порциями, по этапам создания изделия и используется для приведения в действие механизмов управления отработкой технологичности. При этом
управление включает такой весьма важный
элемент, как процесс обучения. В простейшем случае модель обучения
состоит из следующих этапов:
- анализ прошлого опыта и технического уровня разработки (априорная информация) для формирования задачи повышения технологичности изделий;
- анализ текущей информации о технологичности проектируемого
изделия и принятие решения об изменениях в конструкции;
реализация принятого решения;
-
- анализ полученных результатов и накопление данных (обучение)
для прогнозирования уровня технологичности и управления ходом разработки.
Качественная оценка технологичности промышленных изделий
имеет свои особенности, связанные с полнотой и содержанием априорной и текущей информации. Опираясь на сложившуюся практику проведения проектно-конструкторских работ на предприятиях, выпускающих
промышленные изделия, проанализируем полноту информации,
необходимой для качественной оценки и прогнозирования технологичности на отдельных стадиях проектирования.
Первым исходным документом на разработку изделия является техническое задание, в котором определены назначение, основные технические характеристики, показатели, в том числе технологичности, и технико-экономические требования. Техническое задание, как правило, не да
-
ёт представления о внутреннем строении изделия, описание которого в
лучшем случае ограничивается примерной блок-схемой. Количественная информация в техническом задании представлена рядом техниче-
57
Глава 1. Система управления технологичностью изделий и экспертные методы
ских параметров и предельными значениями технологичности конструкции.
Результаты предварительной проработки конструкции находят отражение в техническом предложении. При этом выявляются возможные
технические решения, различающиеся принципом действия или общей
компоновкой основных функциональных блоков. Значения основных
технических параметров и показателей технологичности уточняются,
однако по сравнению с техническим заданием эти уточнения незначительны
. Кроме того, информация содержит сведения о массе, габарит-
ных размерах и отдельных параметрах для основных сборочных единиц.
Глубина проработки конструкции на стадии эскизного проектирования больше, чем на стадии разработки технического предложения, что
позволяет выявить внутреннее устройство изделия, схемы электрические
принципиальные его блоков, сформировать главные и вспомогательные
функции основных сборочных
единиц, оценить примерные значения
массы и габаритных размеров, элементоёмкости этих сборочных единиц.
Из вышесказанного следует, что документация, создаваемая на ранних стадиях разработки изделия, содержит весьма ограниченную информацию, на основе которой трудно провести количественный и качественный анализ технологичности конструкции объекта.
Многие данные разработчики не фиксируют в документальном ви-
, так как это не предусматривается соответствующими стандартами на
де
документацию. Эти данные отмечаются в различных черновых расчётах
и вспомогательных эскизах, либо просто сохраняются в голове конструктора. Информационная база прогнозирования на основе качественной информации на ранних этапах проектирования значительно расширяется, если разрабатываемое изделие обладает высокой конструктивной
преемственностью и уровнем
унификации. Создаваемый вслед за эскизным, технический проект даёт полное представление о конструкции изделия, в нем окончательно зафиксированы технические решения по всем
элементам конструкции.
Из документации технического проекта можно извлечь уточнённые
данные о массе и габаритных размерах изделия, его сборочных единиц,
материалах, типах электрических и механических соединений и т.п
.
Технический проект содержит также ведомость покупных изделий. В то
же время глубина проработки конструкции на этой стадии такова, что
путём дополнительного анализа документации и опроса разработчиков
можно установить с достаточной точностью основные размеры, массу
58
Глава 1. Система управления технологичностью изделий и экспертные методы
большинства деталей, состав регулировочных и подборочных элементов, допуски на размеры деталей, точность обработки, наличие оригинальных решений. Кроме того, с некоторым приближением можно наметить наиболее вероятные технологические методы изготовления, материалы, виды покрытий и другую информацию, носящую технологический характер. Окончательно зафиксированными эти данными содержатся только в рабочей
документации.
Таким образом, налицо неполнота качественной информации о технологичности, фиксируемой в документах на стадиях разработки изделия, что приводит к увеличению сроков освоения изделия и росту соответствующих затрат. Кроме того, эта информация, а, следовательно,
прогнозирование и оценка технологичности на её базе, отличаются субъективностью, так как исходят от
одного разработчика, проводящего экспертизу составных частей и изделия в целом на технологичность в процессе разработки и освоения.
Для объективного, полного управления технологичностью изделия
на узловых этапах его создания (технический проект и разработка рабочей документации) предлагается коллективная экспертиза проекта на
технологичность с использованием статистической обработки мнений
специалистов. Для проведения
экспертизы по прогнозированию и оценке технологичности проекта используем метод априорного моделирования сложных систем, обозначаемый как метод экспертного прогнозирования. Он применим наряду с физическим и математическим моделированием в тех случаях, когда последние не могут быть использованы изза недостатка информации или в силу её качественного характера. Априорное моделирование используется также в тех случаях, когда объект
недостаточно исследован, нет его количественного описания, не выявлены основные связи и факторы, определяющие характер поведения
объекта. В то же время, поскольку объект находится в динамике, у специалиста накапливается опыт и качественная информация, которая в
статистическом плане правильно отражает его сущность
. В отношении
технологичности изделия в процессе разработки имеют место ситуации,
когда специалисты обладают значительным опытом принятия технологичных решений, но он оказывается децентрализованным, размещённым
как бы по отдельным ячейкам «памяти» проектирующей системы. Этот
опыт нуждается в концентрации, придании ему количественной формы
и использовании для целей достоверного прогнозирования и оценки
технологичности
объектов проектирования.
59
Глава 1. Система управления технологичностью изделий и экспертные методы
1.5. ВЫБОР МЕТОДОВ ПОЛУЧЕНИЯ И АНАЛИЗА
ЭКСПЕРТНОЙ ИНФОРМАЦИИ
1.5.1. Основные методы получения и анализа экспертной
информации
Современный методический инструментарий экспертного оценивания достаточно разнообразен. Для качественных оценок предпочтительности факторов, либо разбиения их на классы по тем или иным качественным признакам используются парные сравнения, множественные
сравнения, непосредственное ранжирование, классификация
и т.д. Если
характер качественной информации о технологичности таков, что эффективнее получать количественные оценки сравнительной предпочтительности альтернатив, то используются непосредственные численные
оценки, метод Чёрчмена-Акофа, метод Терстоуна, либо метод фон Неймана-Моргенштерна. Рассмотрим кратко особенности каждого метода и
выберем из них наиболее оптимальные для решения задач
управления
технологичностью промышленных изделий.
Рассмотрим сначала методы получения качественных экспертных
оценок.
Парные сравнения. При этом эксперту последовательно предъявляются пары факторов и, в зависимости от целей экспертизы, для каждой пары предлагается указать, какой из факторов более предпочтителен, или определить, может ли данная пара факторов принадлежать одному классу [40, 70].
ству транзитивности, т.е. если из того, что
Если предпочтения эксперта удовлетворяют свой-
Paa
∈),( и
ji
Paa
∈),(
lj
сле-
и сравниваются все пары факторов, то получаем ран-
дует
li
,
Paa
∈),(
жирование (отношение линейного порядка). Если относительно части
пар факторов эксперт затрудняется указать, какая из них предпочтительнее, считая их несравнимыми, то получаем лишь частичное упорядочение. Эксперт может указать, что фактор а
а
предпочтительнее фактора а3, но в то же время а3 предпочтительней
2
а
Такая «непоследовательность» эксперта может объясняться сложно-
1.
предпочтительнее фактора а2,
1
стью задачи, неочевидностью предпочтительности факторов, некомпетентностью эксперта, недостаточно чёткой постановкой задачи, многокритериальностью рассматриваемых факторов и т.п.
Множественные сравнения. Представляют собой дальнейшее раз-
витие и обобщение методов парных сравнений и отличаются от парных
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]