Конструкторская подготовка производства
Основная задача конструкторской подготовки производства – разработ- ка конструкторско-технической документации на проектируемое изделие не- обходимого качества в минимальные сроки.
Одним из направлений сокращения времени подготовки производства является постадийное ведение процесса разработки документации, позво- ляющее использовать результаты каждой стадии для оформления заказа на необходимые комплектующие изделия.
В соответствии с Единой системой конструкторской документации (ЕСКД) конструкторская подготовка производства состоит из пяти этапов подготовки документации.
1. Разработка технического задания (ТЗ). Техническое задание, предва- ряющее собственно конструкторскую подготовку производства и подготав- ливаемое, как правило, совместно с заказчиком, организацией-разработчиком конструкции и изготовителем, включает:
– наименование изделия и область применения;
– основание для разработки, то есть перечень документов, регламенти- рующих разработку;
– цель, эксплуатационное и функциональное назначение, перспектив- ность разработки;
– источники разработки, то есть перечень НИР, патентов, публикаций и т.д.;
– технические (или тактико-технические) требования: состав изделия (или системы), показатели назначения, требования надежности, технологич- ности, унификации и стандартизации, безопасности, экологии, эстетики и эр-
гономики;
– экономические показатели: ориентировочная экономическая эффек- тивность, лимитная (предельная) цена, годовая потребность и др.;
– перечень этапов разработки с указанием инвестиций;
– порядок контроля и приемки.
Таким образом, в техническом задании должны содержаться все основ- ные исходные данные для проектирования изделия, обосновываться целесо- образность и эффективность его создания.
В то же время жестких требований к содержанию технического задания нет. Роль ТЗ могут выполнять договор, заявка заказчика, контракт, протокол, в которых обязательно отражаются вопросы безопасности, экологии, ресур- сосбережения.
2. Техническое предложение (ТП). Подготавливается разработчиком и содержит документы, обосновывающие принятый вариант для дальнейшей конструкторской разработки на основе технико-экономического анализа ва- риантов возможных решений. После согласования с заказчиком и утвержде- ния им ТП становится основой выполнения последующих этапов.
3. Эскизный проект. В процессе его выполнения разрабатываются пред- варительные чертежи, составляются спецификации сборочных единиц, изго- тавливаются при необходимости макеты.
4. Технический проект. На этом этапе дается конструкторское оформле- ние всех компонентов изделия, проводится большое количество расчетов, связанных с обеспечением прочности, жесткости, надежности изделия. При этом необходимо обеспечить минимальные издержки производства при со- блюдении всех эксплуатационных требований к изделию.
5. Разработка рабочей документации. В условиях серийного и массово- го производства разработка рабочей документации включает подготовку до- кументации: опытного образца (или опытной партии); установочных серий (на основе которой проводятся изготовление и испытание изделий); серийно- го или массового производства (на основе которой проводятся изготовление
и испытание контрольной серии, окончательная корректировка документов для технологической подготовки освоения производства).
Основные требования к выполнению рабочих чертежей в соответствии с Единой системой конструкторской документации (ЕСКД) включают сле- дующие положения:
– оптимальное применение стандартных и покупных изделий, соответ- ствующих современному уровню техники;
– достижение в необходимой степени взаимозаменяемости деталей и уз- лов, наиболее выгодных способов изготовления и ремонта изделия, макси- мальное удобство эксплуатации;
– рациональное ограничение номенклатуры размеров конструктивных элементов, марок и сортамента материалов и покрытий.
Состав работ, особенно на стадии разработки рабочей документации, может существенно отличаться от указанного. Для единичного производства отпадают, например, работы, связанные с изготовлением и испытаниями опытного образца. Перечень работ зависит также от сложности конструкции, степени ее унификации, уровня кооперирования и других факторов.
Современный подход к конструированию изделий требует широкого применения методов унификации и агрегатирования (блочности) для повы- шения технологичности конструкции, снижения затрат, связанных с техниче- ской подготовкой производства и производственных расходов, сокращения сроков подготовки и освоения новых изделий, снижения издержек при экс- плуатации и ремонте.
Унификация конструкций позволяет устранить излишнее многообразие их типов и типоразмеров за счет использования в новых конструкциях уже освоенных ранее в производстве деталей и сборочных единиц.
Процесс унификации конструкций и их отдельных элементов представ- ляет собой одно из перспективных направлений повышения технологичности изделий. При унификации одна из конструкций выбирается в качестве «базо- вой модели», а затем путем присоединения к ней или изъятия из нее частей и
механизмов создается ряд производных конструкций. В них резко сокраща- ется число оригинальных деталей за счет увеличения унифицированных и заимствованных из базовой. Таким путем осуществляется конструктивная преемственность изделий, формируются их конструктивные ряды (семейства, серии, гаммы). Унификация конструкций тесно связана с унификацией мате- риалов, ассортимент которых велик.
Унификация материалов. Строгий отбор необходимых материалов спо- собствует сокращению номенклатуры, улучшает и упрощает условия матери- ально-технического снабжения, увеличивает партии поставок, тем самым со- действуя рационализации складского хозяйства и снижению издержек произ- водства.
Агрегатирование конструкций. Унификация конструкций в своем по- следовательном развитии приводит к новым, более совершенным и эффек- тивным формам – агрегатированию (блочности) и стандартизации.
Метод агрегатирования сводится к компоновке изделий из отдельных самостоятельных, но взаимосвязанных унифицированных сборочных единиц (узлов, агрегатов).
Изделия, построенные методом агрегатирования, отличаются высокой ремонтной технологичностью, легко встраиваются в автоматические линии, могут быстро переналаживаться на другие объекты производства, что позво- ляет эффективно использовать их даже при мелкосерийном выпуске продук- ции.
Стандартизация конструкций. Важнейшей задачей стандартизации яв- ляется отбор лучшего из того, что имеется в отечественной и зарубежной технике, внедрение в промышленность с целью достижения наиболее про- грессивных технических и экономических показателей ее работы.
Особого внимания заслуживает комплексная стандартизация, которая обеспечивает взаимосвязь отдельных стандартов, чтобы качество изделий, определяемое их конструктивно-технологическими и эксплуатационными характеристиками, было теснейшим образом связано с качеством применяе-
мых для них материалов, комплектующих изделий, а также с методами их производства, измерения, приемки и оценки.
Для обобщенной оценки результатов работ, проведенных с целью по- вышения технологичности конструкций по линии унификации, агрегатиро- вания и комплексной стандартизации, конструктор использует ряд коэффи- циентов:
коэффициент унификации (Ку):
Ку = (Ну + Нс) : Нобщ,
где Ну, Нс, Нобщ – число наименований деталей унифицированных (заимство- ванных), стандартизованных и общее число деталей;
коэффициент конструктивной преемственности (Кпр):
Кпр= Дз: Добщ,
где Дз, Добщ – число деталей, заимствованных из других конструкций данного ряда; общее число деталей в изделии;
коэффициент повторяемости (Кповт):
Кповт = Добщ : Нобщ;
коэффициент стандартизации (Кст):
Кст = Дс : Добщ
где Дс – число стандартизованных деталей в изделии;
коэффициент собираемости (Ксоб):
Ксоб= Тсб: (Тсб+ Тпр+ Тр), где Тсб– трудоемкость сборочных работ;
Тпр– трудоемкость пригоночных работ;
Тр– трудоемкость регулировочных работ.
Чем выше значения всех коэффициентов технологичности, тем эконо-
мичнее конструкция, тем быстрее ее можно освоить в производстве и тем удобнее и дешевле будет ее эксплуатация.
Структура основного органа конструкторской подготовки внутри пред- приятия (отдела главного конструктора (ОГК)), определяется содержанием выполняемых им работ.
Если этот отдел получает готовую конструкторскую документацию (обычно в виде технического проекта), то основная его задача – составление рабочей документации применительно к условиям предприятия. Для таких случаев в отделе главного конструктора имеется ряд групп или бюро, спе- циализирующихся на доработке отдельных видов продукции или агрегатов при выпуске сложных изделий. Поскольку одна из важнейших проблем в на- стоящее время – повышение технологичности и качества выпускаемых изде- лий, то, кроме специализированных проектных групп или бюро, в ОГК соз- даются: бюро нормализации и стандартизации, бюро надежности, группа эксплуатации и т.п.
Если отдел главного конструктора самостоятельно ведет работы по всем этапам проектирования, то он превращается в конструкторское бюро пред- приятия и имеет соответствующую структуру. Возглавляет такое бюро на- чальник на правах заместителя директора предприятия. При конструктор- ском бюро создаются собственные планово-производственный и технический отделы.
В последние годы появилась новая форма организации проектных под- разделений – проблемная группа. Такая группа создается из работников раз- личных специальностей (инженеров-конструкторов различного профиля, ин- женеров-технологов, экономистов, специалистов по надежности, эргономике, технической эстетике и т.д.) для комплексного решения конкретной задачи. Эта форма организации позволяет значительно сократить цикл конструктор- ской подготовки, повысить качество разработки, но она сопровождается трудностями, связанными с периодическим набором и роспуском группы.