3.3.2. Конструкторська підготовка виробництва

Конструкторська підготовка виробництва (КПВ) — це сукупність взаємозалежних процесів, що забезпечують технічну готовність підприємства до випуску нового продукту у встановлений термін із заданими параметрами якості, обсягом виробництва й рівнем витрат. Головне завдання конструкторської підготовки полягає в доцільному й ефективному пристосуванні відпрацьованої конструкції продукту до умов його майбутнього виробництва при обов'язковому збереженні закладених у конструкцію параметрів якості.

Конструкторська підготовка виробництва є органічним продовженням або складовою частиною базової дослідно-конструкторської розробки продукту. Для умов одиничного виробництва, виконання індивідуальних замовлень або експериментальних робіт підготовка технічної документації на новий продукт повністю завершується в процесі дослідно-конструкторської розробки. Якщо передбачається організація повторювані (серійного або масового) виробництва нового продукту, то розробка робочої документації у відповідності зі сформованою практикою здійснюється поетапно: спочатку - на досвідчений зразок (або досвідчену партію), потім - на настановну серію нового продукту й, нарешті, - на стійке, повторюване виробництво. У такому ітераційному процесі, що становить зміст конструкторської підготовки виробництва, послідовно спрацьовуються якісні параметри продукту й вирішуються два головні завдання:

• підвищення рівня уніфікації й стандартизації конструкції;

• забезпечення технологічності продукту.

Уніфікація — комплекс засобів, спрямованих на усунення необґрунтованого різноманіття типів і конструкцій продуктів й їхніх вузлів, форм і розмірів деталей і заготівок, профілів і марок матеріалів. Заснована на застосуванні в конструюванні типових технічних рішень, уніфікація являє собою один з ефективних напрямків, що дозволяють підвищити якість продуктів, зменшити трудомісткість і скоротити терміни проектування й освоєння виробництва нового продукту. Як основні напрямки конструктивної уніфікації виступають:

• скорочення номенклатури виробів, складальних одиниць і вузлів, що мають однакове або подібне експлуатаційне призначення й параметри;

• запозичення окремих деталей, вузлів для нового продукту із числа раніше освоєних у виробництві на основі конструктивної спадкоємності;

• створення параметричних рядів (гам) продуктів, аналогічних по конструктивному рішенню, але різних по габаритам, потужності й іншим експлуатаційним параметрам;

• типізація форм і розмірів деталей і заготівель, профілів і марок використовуваних матеріалів.

Стандартизація являє собою вищу форму уніфікації. Міжнародна організація по стандартизації (ІСО) прийняла наступне визначення стандартизації.« Стандартизація — це процес встановлення й застосування правил з метою впорядкування діяльності в даній області на користь і при участі всіх зацікавлених сторін, зокрема, для досягнення загальної максимальної економії, з дотриманням функціональних умов і вимог безпеки». Стандарти встановлюють обов'язкові для виконання норми, зразки, типи рішень і поширюються не тільки на конструкцію продукту, але на всі інші фактори виробництва.

Прогресивною формою конструювання нової продукції на основі уніфікації й стандартизації є агрегування, що дозволяє здійснювати так називане модульне проектування продукту. Агрегування — це система проектування продукту шляхом компонування його з обмеженого числа уніфікованих елементів й, насамперед, модулів машин. Використання модульного проектування різко скорочує терміни проведення й витрати на розробку продукту, дозволяє широко застосовувати сучасні системи автоматизованого конструювання на базі систем CAD/CAM.

Для кількісної характеристики рівня конструктивної уніфікації й стандартизації використовуються три показники: коефіцієнт спадкоємності, коефіцієнт повторюваності й коефіцієнт міжпроектної уніфікації. Коефіцієнт спадкоємності (К_пр ) розраховується по окремих продуктах і визначається як відношення кількості запозичених складових частин виробу до загальної кількості типорозмірів складових частин у виробі П (у відсотках):

,

де П_нп — кількість неповторюваних складових частин виробу.

Коефіцієнт повторюваності (К_П) також розраховується по окремих продуктах і характеризує насиченість виробу повторюваними складовими частинами, тобто рівень внутріпроектної уніфікації виробу й ступінь взаємозамінності його складових частин. Він визначається як питома вага повторюваних складових частин виробів їхній загальній кількості (у відсотках):

,

де П_i - кількість типорозмірів складових частин i-го продукту;

П_n — загальна кількість типорозмірів складових частин у групі з n продуктів;

П_max -максимальна кількість типорозмірів складових частин одного продукту.

Коефіцієнт міжпроектної (взаємної) уніфікації (К_му ) розраховується по групі подібних продуктів і характеризує рівень запозичення усередині цієї групи. Він визначається по наступній формулі:

,

де П₀ - кількість оригінальних типорозмірів складових частин виробу, розроблених уперше для даного продукту.

Забезпечення технологічності продукту при його проектуванні становить одну з найважливіших завдань конструкторської підготовки виробництва незалежно від місця проведення базової конструкторської розробки: усередині фірми або за її межами. Розрізняють виробничу й експлуатаційну технологічність як істотний фактор конкурентноздатності продукту. Під виробничою технологічністю прийнято розуміти сукупність характеристик продукту, що визначають ступінь відповідності конструкції продукту організаційно-технологічним умовам його виробництва на конкретному підприємстві. Організаційно-технологічні умови виробництва нового продукту характеризуються масштабом виробництва, його організаційним типом, застосовуваними методами організації виробничих процесів, складом виробничого устаткування, кваліфікаційною й професійною структурою персоналу й багатьма іншими параметрами, які повинні враховуватися розроблювачами в процесі конструкторської підготовки. Виробнича технологічність продукту оцінюється трьома групами показників:

• конструктивними показниками - маса виробу і його елементів, кількість і розмаїтість складених елементів, рівень уніфікації й стандартизації конструкції, розмаїтість використовуваних матеріалів і т.д. Показники можуть визначатися як абсолютні (у цілому по виробі), відносні (розраховуючи на одну деталь, на одиницю потужності, на продуктивність і т.ін.) і порівняльні (стосовно замінного зразка, кращому представникові й ін.);

• технологічними показниками - матеріалоємність, вихід придатного продукту, норми витрати матеріалів, квалітет, клас шорсткості поверхонь й ін.

• економічними показниками - масштаб і трудомісткість виробництва, собівартість, тривалість виробничого циклу й т.ін.

Експлуатаційна технологічність характеризує ступінь відповідності продукту раціональним умовам його експлуатації. Для її оцінки використовуються показники питомої трудомісткості профілактичного обслуговування продукту, надійності конструкції, трудомісткості ремонту, питомі витрати на поточне обслуговування й ремонт й ін.

Технологічність конструкції забезпечується конструктивними рішеннями практично на всіх стадіях й етапах проектування нового продукту. Високих результатів у цій області можна досягти лише при координації роботи й співробітництві всіх учасників процесу проектування й освоєння виробництва нового продукту й насамперед конструкторів, технологів, виробничників і менеджерів.