6. Обеспечение и оценка технологичности конструкции изделия

6.1 Технологичность конструкции изделия.

6.1.1 Понятие технологичности.

Изделие, как и любой продукт труда, предназначенный для удовлетворения определенных потребностей, обладает свойствами, образующими его качество. Под свойством понимается объективная способность изделия проявлять в определенной степени свое качество по отношению к другим объектам, с которыми оно вступает во взаимодействие

Конструктор, придавая конструкции изделия в процессе ее разработки необходимые свойства, выражающие полезность изделия, придает ей и такие конструктивные свойства, которые предопределяют уровень затрат ресурсов на создание, изготовление, техническое обслуживание и ремонт изделия.

Совокупность свойств изделия, определяющих приспособленность его конструкции к достижению оптимальных затрат ресурсов при производстве и эксплуатации для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ, представляет собой технологичность конструкции изделия (ТКИ).

ТКИ выражает не функциональные свойства изделия, а его конструктивные особенности. Конструкцию изделия характеризуют в общем случае состав и взаимное расположение его составных частей, схема устройства в целом, форма и расположение поверхностей деталей и соединений, их состояние, размеры, материалы и информационная выразительность.

6.1.2 Свойства изделия, характеризующие его качество.

Напомним определение качества продукции: Совокупность характеристик продукции, относящихся к ее способности удовлетворить установленные и предполагаемые потребности

Качество изделия характеризуется его функциональностью (способностью изделия реализовывать основную функцию для достижения технического эффекта), надежностью, эргономичностью, эстетичностью, экономичностью, безопасностью, экологичностью. Перечисленные грани качества изделия обусловлены в значительной мере его конструктивным исполнением, которое, в свою очередь , определяет технологичность конструкции в целом.

Связь технологичности с другими свойствами конструкции изделия реализуется в сферах ее проявления в форме разрешения противоречий между активными элементами технологического процесса – человеком и используемыми им орудиями труда, с одной стороны, и противодействующим элементом – предметом труда (изделием, заготовкой), с другой стороны.

Следует различать три вида противодействия изделия активным элементам процессов, изготовления, эксплуатации и ремонта: субстантные, обусловленные материально-вещественным содержанием изделия; структурные, вызванные особенностями конструктивной формы его исполнения; функциональные, связанные с разнообразием условий выполнения работ при придании изделию определенной формы или содержания в процессах изготовления а также при поддержании или восстановлении его качества в процессе эксплуатации или ремонта.

Субстантные противодействия изделия прежде всего проявляются в элементарных сопротивлениях: его веса – различным перемещениям; свойств его материала – резанию или давлению; его массы, через инерционные силы, – выполнению некоторых сборочных работ; создаваемых электромагнитных полей – настройке параметров.

Структурные противодействия изделия активным элементам процессов, изготовления, эксплуатации и ремонта обусловлены сложностью конструкции и ее элементов, расположением и доступностью для обработки, жесткостью конструкции, числом составных частей и т. п.

Функциональные противодействия изделия условиям выполнения работ в различных сферах определяются объемом выпуска изделий и типом производства, его регулярностью и стабильностью, а также специфическими требованиями к конструкции изделия, соблюдение которых вызвано необходимостью придания изделию определенных свойств эстетичности и эргономичности и соблюдения требований техники безопасности, производственной санитарии и охраны окружающей среды.

Как соотносятся характеристики качества с ТКИ?

ТКИ и функциональность изделия. Показатели назначения (технического эффекта) характеризуют соответствие изделия условиям реализации его основных функций. Их соотношение с затратами всех видов ресурсов определяет эффективность создаваемой и эксплуатируемой техники. В ряде случаев способность изделия выполнять свои основные функции непосредственно определяется его конструктивным исполнением. Это накладывает существенное ограничение на выбор технологически рациональных инженерных решений, принимаемых по конструкции изделия в период его разработки Но и в этих случаях возможна многовариантность конструкторских решений, а следовательно, и выбор наиболее рационального из них.

ТКИ и надежность изделия. Требования к надежности направлены на обеспечение выполнения изделием заданных функций в эксплуатации путем сохранения во времени и в установленных пределах значений всех параметров, характеризующих способность выполнять эти функции в определенных условиях и режимах применения, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования. Реализация этих требований в конструкции изделия влечет за собой трудовые, материальные и энергетические затраты на производство изделия, поддержание и восстановление его работоспособности в процессе технического обслуживания и ремонта и поэтому должна сопровождаться мероприятиями по обеспечению ТКИ.

ТКИ и эргономичность изделия. Эргономические свойства конструкции проявляются как при производстве, так и при эксплуатации изделия в результате функционирования сложной системы вида «человек – предмет труда» или «человек – изделие». Необходимость взаимосвязи между эргономичностью и технологичностью также учитывается при проектировании.

ТКИ и эстетичность изделия. Художественно-конструкторское решение формы исполнения изделия органически связано с обеспечением ТКИ, поиском оптимального по уровню затрат сочетания рациональных в эстетическом отношении конструктивных форм изделия и технологически рационального конструктивного исполнения изделия и его составных частей. Придание конструкции изделия эстетически и технологически рациональных форм – двуединая задача процесса конструирования.

ТКИ и экономичность изделия. Под экономичностью изделия следует понимать способность изделия выполнять заданные функции при использовании выделенных для его функционирования материальных, энергетических, трудовых и др. ресурсов в объемах, соответствующих установленным для этого нормам.

ТКИ и безопасность изделия. Техника, разрабатываемая человеком, находится с ним в постоянном взаимодействии, поэтому наряду с удовлетворением его потребностей по рассмотренным выше свойствам она должна быть безопасной при изготовлении, транспортировании, хранении, монтаже, техническом обслуживании, ремонте и утилизации, те во всех сферах в которых проявляется и ТКИ. Придавая конструкции изделия свойства, составляющие ее технологичность, необходимо учитывать, что конструкция является одновременно носителем свойств безопасности изделия.

ТКИ и экологичность изделия. Уровень вредных воздействий техники на окружающую среду, возникающих при ее производстве, эксплуатации и ремонте, зависит от принимаемых при разработке конструкции изделия инженерных решений по используемым для его изготовления, функционирования и восстановления рабочим материалам, способам их переработки, применению в конструкции защитных устройств и т.д. Эти решения непосредственно воздействуют на затраты ресурсов во всех областях проявления ТКИ, поэтому обеспечение ТКИ и устойчивости экологической системы, во взаимодействии с которой изделие должно проявлять свой свойства, следует также рассматривать как комплексную задачу создания изделияИ высокого качества.

ТКИ и транспортирование изделия. Транспортабельность изделияИ характеризуют его приспособленность к перемещению в пространстве, не сопровождающемуся использованием изделия, однако факторы, определяющие транспортабельность (масса и объем, габаритные размеры, восприимчивость к внешним факторам, режимы перемещения), существенно влияют на размеры затрат труда, материалов и энергии при заданных условиях технологичности.

Таким образом, взаимосвязь ТКИ со свойствами, характеризующими качество изделия, выступает источником непрерывного развития и совершенствования конструкции изделия, которая реализуется конкурентным равновесием между техническими требованиями на реализацию функций прибора и технологическими требованиями к условиям его изготовления, эксплуатации и ремонта в условиях оптимальности.