17.2. Организационно-технические принципы управления технологическими системами
Принцип управления совмещенной технологией
Проблема управления производством и технологией имеет два уровня:
управление созданием технологий и производств;
управление технологией и производством в процессе их функционирования.
На первом уровне выявляют фундаментальный путь, обеспечивающий качественный скачок повышения эффективности процессов, а в конечном счете эффективности производства в целом. Это выполнимо при соблюдении принципа малооперационности производства.
Принцип малооперационности – новый принцип управления созданием технологии и производством. Обеспечение малооперационности при создании технологии и производства придает их интегрированным характеристикам экстремальные значения.
Чтобы реализовать этот подход, необходимо выявить тот принцип, который являлся бы общей методологической основой, на базе которой можно создавать малооперационные производства. Таким принципом является принцип совмещения, который предусматривает разработку объектов, совмещающих назначения, функции различных операций, что резко сокращает их общее число и одновременно повышает эффективность. Он воплощает единство трех начал: конструкции, материала и технологии, которые должны создаваться одновременно с созданием изделия, полностью удовлетворяющего требованиям качества.
Одним из наиболее перспективных направлений совершенствования конструкций является применение композиционных материалов. На примере создания конструкций крупногабаритных изделий можно проследить, как реализуется совмещение конструкций, материала и технологии в одном процессе сборки методом намотки, в результате чего получается заготовка, тождественная готовой продукции без последующей обработки. Реализация принципа совмещения сокращает общее число методов, применяемых для решения задач одного и того же уровня и содержания. Без принципа совмещения ряд задач нельзя было бы решить традиционным путем. Одновременно совмещение операций и уменьшение их общего числа означает сокращение числа проблем, возникающих в технике и технологии.
Принципы малооперационности и совмещения позволяют управлять первым уровнем и создают новые возможности для управления вторым уровнем (управление действующим производством и его технологическими процессами).
Созданию механизма управления второго уровня должен способствовать контроль. Характерные особенности контроля современного уровня:
контроль одной и реже нескольких точек (соединения, детали, части поверхности);
осуществление контроля не в реальном масштабе времени;
контроль эксплуатационного показателя, в основном одного параметра объекта производства (герметичность, прочность).
Особенности контроля затрудняют создание необходимого механизма управления второго уровня. Поэтому сформулированы новые свойства, которыми должен обладать контроль будущего. Контроль должен стать многомерным, многопараметрическим, осуществляемым в реальном масштабе времени, совмещающим функции оценки состояния и диагностики свойств продукции.
Средства контроля должны быть встроенными в оборудование, а лучше – быть штатными элементами продукции.
Управлять объектом означает управлять его свойствами, его характеристиками (показателями). При этом можно выделить две главные цели: управление в целях обеспечения стабильности показателей и управление в целях повышения эффективности, т.е. изменения показателей объекта. Сформулированные принципы управления позволяют обеспечить достижение этих целей.
Принцип композиционного проектирования изделий.
Принцип композиционного проектирования изделий ТС заключается во взаимосвязанной параллельной разработке конструкции и технологии изделия на основе использования информационной базы производственных данных, обеспечивающей совмещение проектно-конструкторских работ по изделию (конструкторское проектирование), выполняемых разработчиками изделий, и технологических работ по подготовке производства (технологическое проектирование), выполняемых изготовителями изделий.
В отличие от традиционного раздельно-последовательного метода проектирования ТС реализован принцип композиционного проектирования, который обеспечивает однозначную ориентацию принимаемых конструкторских решений на отработанную типовую прогрессивную технологию на всех этапах.
На этапе разработки технического предложения (аванпроекта) с помощью процедур композиционного проектирования определяются основные функциональные параметры и конструкторско-технологические проблемы их создания.
На этапах разработки эскизного (технического) проекта и рабочей документации на изделия процедуры композиционного проектирования обеспечивают постепенную детализацию изделия, расширение и углубление принятых на предыдущем этапе проектных решений.
Далее в процессе композиционного проектирования разрабатываются параметры по новым изделиям на базе типовых и ранее разработанных требуемых решений.
При этом ориентация на отработанные типовых решения и определение рациональных значений конструктивно-технологических параметров конкретных решений по новым изделиям позволяют придать их конструкциям необходимые технологические свойства.
Заключительные процедуры композиционного проектирования обеспечивают на этапе эскизного проекта формирование директивной (проектной) технологической документации, содержавшей принципиальные (определяющие) технологические решения по производству создаваемых изделий, а на этапе разработки рабочей документации – технологии изготовления изделий.
Создание и использование разработчиками и изготовителями при проектировании баз данных конструкторско-технологического назначения на основе массивов (фондов) конструкторско-технологических решений позволили разработать и внедрить в промышленность гибкое автоматизированное производство (ГАП).
В целом использование принципа композиционного проектирования позволило сократить в 2 раза сроки и уменьшить на 46 % затраты на проектирование и подготовку производства технически сложных изделий с требуемыми техническими и стоимостными характеристиками.
Принцип параллельной разработки изделий и технологии производства.
Принцип параллельной разработки изделий ТС и технологии их производства заключается в параллельных разработке, отработке и реализации технологических решений по производству изделий на основе использования информационной базы данных о типовых прогрессивных конструкторско-технологических решениях. Параллельно с разработкой конструкции изделий решаются задачи разработки технологии их производства.
На проектном этапе создается опережающий научно-технический задел по перспективным технологиям в целях обеспечения создания новых изделий.
Принцип параллельной разработки изделий и технологии применяются в процессе разработки всех составляющих элементов – от отдельных деталей до агрегатов, сборочных единиц и изделия в целом. Он позволил сдвинуть работы по подготовке производства на проектные этапы создания изделий и сократить цикл подготовки серийного производства изделий в 1,5 раза.
Принцип обеспечения надежности ТС.
Принцип устанавливает обеспечение надежности ТС по параметрам качества изготовляемой продукции в отраслях машиностроения при технологической подготовке производства (ТПП), а также при разработке и внедрении мероприятий по совершенствованию действующих технологических процессов (ГОСТ 27.202 – 83); устанавливает цели, общие требования и задачи обеспечения надежности ТС.
Обеспечение надежности ТС по параметрам качества изготовляемой продукции производят при проведении следующих работ:
разработка технологических процессов на этапе ТПП;
управление технологическими процессам;
определение периодичности подналадок технологического оборудования;
выбор методов и планов статистического регулирования технологических процессов;
управление ТПП;
совершенствование ТС в части повышения их надежности и качества изготовляемой продукции.
В зависимости от вида ТС все показатели надежности по параметрам качества изготовляемой продукции подразделяют на четыре группы:
по точности (технологического процесса и средств технологического оснащения);
по технологической дисциплине;
по выполнению заданий по качеству (по параметрам качества продукции);
по комплексным показателям.
Для оценки показателей надежности по параметрам качества изготовляемой продукции в зависимости от вида ТС и целей оценки следует использовать расчетные, опытно-статистические, регистрационные и экспертные методы.
Целью оценки надежности ТС по параметрам точности являются:
определение возможности применения рассматриваемого технологического процесса для изготовления продукции с определенными параметрами качества;
оценка изменений точности характеристик ТС во времени и определение их соответствия требованиям, установленным в нормативной документации;
получение информации для регулирования технологического процесса.
Оценку надежности по параметрам точности следует производить по результатам контроля точности технологических процессов.
Вид контроля, номенклатуру контролируемых параметров и номенклатуру показателей точности ТС следует определять в процессе анализа точности и стабильности технологических процессов и устанавливать в нормативной документации предприятия с учетом условий, вида и объема производства.
В процессе анализа точности и стабильности технологических процессов определяют:
модели формирования погрешностей обработки;
оценки параметров точности ТС;
зависимости между параметрами изготовляемой продукции и параметрами ТС;
зависимости между погрешностями обработки на различных операциях рассматриваемого технологического процесса.
При контроле по количественному признаку определяют значения показателей точности и коэффициент точности (по контролируемому параметру)
Кт
= 
/Т,
где
– поле рассеивания или разность
максимального и минимального значения
контролируемого параметра за установленную
наработку ТС, определяемые с доверительной
вероятностью 
из выражения
где
– коэффициент, зависящий от закона
распределения контролируемого параметра
и величины 
- среднеквадратическое отклонение
контролируемого параметра; Т
– допуск на контролируемый параметр.
Целью оценки надежности ТС по параметрам технологической дисциплины является определение уровня технологической дисциплины и характер его изменения во времени. В число объектов контроля технологической дисциплины следует включать технологические процессы, с выполнением которых связано появление брака или возврата продукции, а также технологические процессы изготовления особо ответственной продукции.
Основными показателями надежности ТС по параметрам технологической дисциплины являются средние значения соответствующих показателей технологической дисциплины за установленную наработку.
Оценку выполнения заданий по параметрам качества изготовляемой продукции производят с целью определения вероятности того, что ТС обеспечит изготовление продукции. Она должна производиться для технологических процессов, оказывающих решающее влияние на качество готовой продукции.
Коэффициент выполнения заданий по параметрам изготовляемой продукции
,
где
- количество контролируемых параметров.
Комплексные показатели надежности ТС по параметрам качества изготовляемой продукции характеризуют надежность ТС и качество продукции, изготовленной за установленную наработку или определенный промежуток времени. Оценку надежности по комплексным показателям следует производить для всех технологических процессов, производственных подразделений и предприятия в целом. При проведении оценки следует использовать показатели надежности ТС по критериям дефектности, по критериям возврата продукции, по критериям брака.