2.4 Вимоги до технологічності й уніфікації

Під технологічністю виробу (ГОСТ 14.201-83) розуміють сукупність властивостей конструкції, що визначають її пристосованість до раціональної витрати трудових і матеріальних ресурсів при підготовці виробництва і промисловому випуску в заданому обсязі, а також при технічному обслуговуванні і ремонті в процесі експлуатації. Відповідно розрізняють виробничу - технологічність.

Виробнича технологічність включає комплекс вимог:

підвищення застосовності (серійності) виробу і його складових частин за допомогою стандартизації й уніфікації; під об’ємом застосовності розуміють число деталей складальних одиниць одного номера креслення у всій продукції підприємства; чим вище обсяг застосовності, тим оправдане використання дорогого устаткування, що дозволяє одержати високу продуктивність при високій якості продукції, що випускається;

обмеження номенклатури складових частин конструкції і застосовуваних матеріалів;

застосування високопродуктивних і маловідходних технологічних рішень, заснованих на типізації технологічних процесів, застосуванні стандартних засобів технологічного оснащення, досягнення раціонального рівня механізації й автоматизації праці у виробництві;

використання конструкторських рішень, що дозволяють знизити витрати на доступ до складових частин, їхню установку і знімання, забезпечують взаємозамінність (мінімальну потребу в регулювальних і підгінних операціях при заміні частин конструкції);

застосування обґрунтованих сортаментів і марок матеріалів, що дозволяють знизити матеріалоємність виробу.

Докладні вимоги до технологічності конструкції складальних одиниць і деталей приведені в стандарті ГОСТ 14.201-83. Номенклатуру показників технологічності встановлюють у залежності від виду виробів, типу виробництва, обсягу випуску і стадії розробки. Число показників повинне бути мінімальним, але достатнім для визначення технологічності; регламентується галузевими стандартами і стандартами підприємства, наприклад в ОСТ 4.091.114-78. До числа основних абсолютних показників технологічності відносять трудомісткість, матеріалоємність і собівартість.

Загальна трудомісткість виробу Т_общ визначається кількістю часу (у годинник), витраченого виконавцем на його виготовлення. Крім того, розрізняють наступні трудомісткості: питому — Т_уд (на одиницю визначального параметра виробу); порівняльну — Т_срв (нормовану по трудомісткості базового виробу) і відносну — t_i (по окремих видах робіт).

Трудомісткість операції складається з підготовчо-заключного часу, що приходиться на одиницю продукції, Т_пз і штучного часу Т_шт, витраченого на виконання даної операції:

Т_общ = (T_nз/N) + Т_шт.

У свою чергу Т_шт = T_оп ( 1 + k_т/ 100),

де Т_оп — сума основного і допоміжного технологічного часу; k_т 10 % — коефіцієнт, що враховує час обслуговування і перерви в роботі.

Загальна матеріалоємність виробу М_общ визначається масою конструкції. Аналогічно трудомісткості розрізняють наступні матеріалоємності: питому — М_уд; порівняльну — М_срв і відносну— m_t (по окремих видах матеріалів). Загальна собівартість S_общ включає вартість матеріалів, заробітну плату робітників і непрямі (у тому числі накладні) витрати. Аналогічно трудомісткості і матеріалоємності розрізняють наступні собівартості: питому — S_уд ; порівняльну — S_срв; відносну— S_t (по окремих компонентах вартості).

Як видно з приведених матеріалів, розрахунок основних абсолютних показників технологічності досить трудомісткий, оскільки вимагає попередньої пооперационного пророблення технологічного процесу.

На стадії проектування конструкцій мова може йти тільки про відносно грубу прикидку. Тому переважніше використовувати приватні відносні показники.

Група показників технологічності, що характеризують конструктивні особливості виробу і його складових частин, включає:

Коефіцієнт складності зборки конструкції k _сл.сб

k _сл.сб =С_лс /(С_лс + С_в + С_нр),

де С_лс - число з'єднань легкоз’ємних (байонетні з'єднання, засувки і т.п.), С_в — число з'єднань гвинтових, С_нр — число нероз'ємних з'єднань;

коефіцієнт складності друкованих плат (ПП) k_сл.пп

k_сл.пп = N_мпп/N_пп ,

де N_мпп — число багатослойних ПП, N_пп — загальне число ПП;

коефіцієнт контролепригодності k_кп

k_кп = (N_кп + N_кт - 1)/ N _кп N _кт,

де N_кп— число контрольованих параметрів, N _кт — число контрольних крапок;

коефіцієнт точності обробки k_тч

k_тч = 1 — (D_тч / D_общ ),

де D_тч — число деталей з допусками, по 10 квалитету і вище, D_общ — загальне число деталей;

коефіцієнт використання ИС і МСБ k_исп

k_исп = (N_ис + N_mcb)/ (N_ис + N_мсб + N _ээ),

де N_ис, N_мсб, N_ээ — число ИС, МСБ, електро-елементи відповідно.

Група показників технологічності, що характеризують власне технологію виготовлення і його складових частин включає:

коефіцієнт застосування типових технологічних процесів k_тn

k_тn = N_тn / N_n,

де N_тn — число типових технологічних процесів, застосовуваних при виготовленні виробу, N_n — загальне число технологічних процесів;

коефіцієнт автоматизації і механізації технологічних процесів при виготовленні виробу k_ма

k_ма = Т_ма / Т_общ,

де Т_ма — трудомісткість операцій, виконуваних за допомогою засобів автоматизації і механізації. Крім того, коефіцієнт k_ма, розраховують стосовно до складових частин виробу, а також стосовно до окремих видів виробничих і контрольних технологічних процесів (підготовка ЕЕ, монтаж, настроювання, регулювання, контроль і т.п.);

коефіцієнт застосування друкованого монтажу у виробі k_п

k_п = П_кп / П_общ,

де П_кп — кількість контактних площадок, пайка яких здійснюється груповим методом, П_общ — загальна кількість пайок;

відносна трудомісткість окремих видів робіт (наприклад, складально-монтажних) k_о.см

k_о.см = Т_см /Т_общ,

де Т_см — трудомісткість складально-монтажних робіт;

коефіцієнт використання матеріалу для виготовлення деталі k_м

k_м = М / М_м,

де М — маса деталі, М_м — маса матеріалу (заготівлі), стосовно до виробу М — маса виробу без обліку комплектуючих, М_м — маса матеріалу, витраченого на виготовлення;

коефіцієнт прогресивності формоутворення k_ф

k_ф = D_пр / D_общ,

де D_пр— число деталей, заготівки деталей отримані прогресивними методами формоутворення (Штампуванням пресуванням, порошковою металургією, литтям під тиском і в кокіль, пайкою, зварюванням, склеюванням із профільованого матеріалу й інших методів.);

коефіцієнт складності обробки k_сл.обр

k_сл.обр = 1 — D_ст / D_общ,

де D_ст — число деталей, що вимагають обробки зняттям стружки.

Експлуатаційна технологічність пред'являє як загальні, уже розглянуті вище, так і спеціальні вимоги. До числа перших відносяться вимоги по стандартизації й уніфікації, обмеженню номенклатури змінних складових частин, приступність, легкос'эмність, взаємозамінність. У числі останніх вимог варто вказати:

використання конструкторських рішень, що дозволяють знизити витрати на транспортування виробу, проведення підготовки до використання по призначенню, технічний контроль і експлуатацію;

використання конструкторських рішень, що полегшують умови технічного обслуговування (ТЕ) і ремонту при обмежених вимогах до кваліфікації персоналу, що здійснює ТЕ і ремонт; забезпеченість ЗИП.

При цьому під приступністю складової частини виробу розуміють можливість її огляду і заміни без попередньої заміни інших частин.

Контролепригодность — властивість конструкції, що дозволяє здійснити контроль роботи виробу з мінімально припустимою витратою часу і засобів. Наприклад, можуть бути передбачені внутрішні індикатори, контрольні гнізда і рознімання для підключення вимірювальних приладів і т.д. Забезпеченість комплектом ЗИП припускає набір запчастин, інструмента і пристосувань, необхідний для проведення поточного ремонту агрегатним способом, тобто заміною окремих частин.

Експлуатаційна технологічність, також як і виробнича, визначається загальною, питомою, порівняльною і відносною трудомісткістю і собівартістю.

Як видно з розглянутих технічних показників, розрахунки по технологічності вимагають залучення статистичних матеріалів по аналогічним (базовим) виробах.

Внаслідок особливої важливості розглянемо окремо такі показники технологічності, як уніфікація і стандартизація. Пошук нових конструкторських рішень виправданий у тому випадку, коли при цьому досягається нова якість або стара якість забезпечується при менших витратах. У загальному випадку виправдана найбільша наступність — у нових виробах варто застосовувати складові частини (СЧ) (СЧ — деталі і складальні одиниці) з числа раніше розроблених і освоєних виробництвом, що підвищує обсяг застосовності з усіма перевагами, що звідси випливають. При цьому розрізняють стандартні СЧ, що випускаються по галузевих, республіканських і державних стандартах, і уніфіковані СЧ, до яких відносяться:

СЧ виробу, що випускаються по стандартах даного підприємства;

запозичені СЧ виробу, застосовувані не менш чим у двох інших виробах даного підприємства;

СЧ, отримані по кооперації з інших підприємств;

СЧ, розроблені тільки для даного виробу називають оригінальними.

Упровадження стандартизації й уніфікації забезпечує наступні переваги:

значне скорочення термінів і вартості проектування і підготовки виробництва; скорочення номенклатури застосовуваних у виробництві СЧ, збільшення обсягу застосовності; можливість організації спеціалізованого виробництва стандартних і уніфікованих складальних одиниць для централізованого забезпечення випускаючих підприємств галузі; спрощення обслуговування і ремонту апаратури.

Показники уніфікації є приватними показниками технологічності; вони характеризують насиченість виробу стандартними й уніфікованими СЧ, а також рівень уніфікації з іншими виробами. При конструюванні ПЕЕ застосовують показники уніфікації:

коефіцієнт застосовності k_пр

k_пр = (п_тп – п_тп.о )/n_тп,

де п_тп— загальна кількість типорозмірів СЧ, п_тп.о — кількість типорозмірів оригінальних ЧС;

коефіцієнт повторюваності k_пв

k_пв = 1 - (п_тп / N_сч),

де N_сч — загальне число СЧ виробу.

При цьому під типорозміром розуміють позначення предмета виробництва (складальної одиниці, деталі, матеріалу), характеризуємого відмітними й однозначними параметрами і записуваного окремою позицією в специфікацію (для виробів) чи у відомість матеріалів (для матеріалів);

коефіцієнт уніфікації k_y

k_y = N_сч.у / N_сч ,

де N_сч.у— число уніфікованих СЧ виробу.

коефіцієнт стандартизації k_ст

k_ст = N_сч.ст / N _сч ,

де N_сч.ст — число стандартних СЧ виробу.

Крім того, коефіцієнти застосовності і повторюваності, уніфікації і стандартизації розраховують стосовно до деталей, деталям і вузлам, электроэлементам, інтегральним схемам, друкованим платам, матеріалам.

Основним показником, що використовують для оцінки технологічності конструкції в цілому, є комплексний показник технологічності Q_т

m

Q_т=  k_j_j

i = 1

де k_j — значення j-го базового показника (коефіцієнта) технологічності з числа перерахованих показників вище; _j — вага (значимість) цього показника.