Основные стадии опытно-конструкторских работ

Опытно-конструкторские разработки
Новое изделие появляется в результате сложного процесса его проектирования, изготовления многочисленных макетов, опытных и экспериментальных образцов, их испытания, корректировки и отработки рабочей документации. Весь этот комплекс разнообразных работ в отечественной практике составляет содержание опытно-конструкторских разработок (ОКР) и конструкторской подготовки производства (КПП) нового продукта.
Опытно-конструкторские разработки — это комплекс работ, осуществляемых с целью создания новых видов техники с заданными технико-экономическими параметрами в виде опытного образца, опытной установки и рабочей документации для их промышленного изготовления и использования. По своему содержанию ОКР часто являются органическим продолжением выполненных прикладных исследовательских работ, подтвердивших техническую возможность и экономическую целесообразность создания нового продукта. Конструирован ие нового продукта при этом сводится к разработке необходимого комплекса конструкторских документов, к работам по изготовлению, отладке и испытаниям опытного образца. Главная задача при этом состоит в создании конкурентоспособного продукта, отличающегося высоким научно-техническим уровнем инженерных решений, способного удовлетворять потребительский спрос рынка.
Опытно-конструкторские разработки, выполняемые в определенной области техники, в отличие от научно-исследовательских работ характеризуются достаточно устойчивым составом стадий, этапов и работ. Технология их проведения, приемы инженерных разработок и расчетов регламентируются, как правило, специальными отраслевыми или внутрифирменными нормативными документами, основанными на разработанной в стране системе государственных стандартов, определяющих состав этапов ОКР, порядок их проведения и требования к оформлению документации. Это прежде всего ГОСТ 15.001-73 «Разработка и постановка продукции на производство. Основные положения», ГОСТ 15.001-82 «Система разработки и постановки продукции на производство. Порядок проведения патентных исследований», ГОСТ 2.103-68 «Единая система конструкторской документации» и др. Типовой перечень работ, составляющих содержание опытно-конструкторских разработок, представлен в табл. 3.1.
Комплекс работ по конструированию нового продукта обычно включает три относительно самостоятельные стадии ОКР:
• подготовительную,
• разработку проектной документации,
• разработку рабочей документации.
На подготовительной стадии конструирования нового продукта обосновывается необходимость его создания и согласовывается состав его основных технико-экономических параметров. На этой стадии изучается рыночная ситуация, проводятся маркетинговые исследования, анализируется и прогнозируется спрос на новый продукт, устанавливаются технологические ограничения на условия производства нового продукта. Результаты расчетов и согласований отражаются в утверждаемом техническом задании (ТЗ) на разработку. Этот важнейший документ содержит наиболее существенные характеристики проектируемого продукта, детализируемые по следующим аспектам: состав изделия и требования к его комплектации, показатели назначения, требования к надежности, безопасности, технологичности, унификации и т. п. На подготовительной стадии осуществляется регламентация процесса выполнения проекта: определение состава этапов и работ, последовательности и календарных сроков их выполнения, установление состава исполнителей и распределение заданий между ними, выявление контрагентов и планирование кооперации. Планирование и организация работ по проекту включает определение организационной формы проведения работ (самостоятельно или сторонней организацией), формирование рабочих групп, составление календарных графиков работ по проекту, расчет потребных ресурсов и их обеспечение и т. п.
Разработка проектной документации предусматривает выполнение комплекса работ, определяющих концептуальные решения по новому продукту: выбор принципа действия, общую компоновку продукта, требования к составу узлов и функциональных блоков, инженерный и стоимостной анализ функциональной структуры продукта, проведение экспериментальных работ и испытаний отдельных узлов и компоновочных решений и т. п. Эта стадия проектирования продукта включает выполнение этапов разработки технического предложения, эскизного проекта и технического проекта. Завершение каждого из перечисленных этапов сопровождается, как правило, подготовкой соответствующей Проектной документации, проведением согласований с заказчиком по достигнутым промежуточным результатам.
Разработка рабочей документации завершает проектирование нового продукта. На этой стадии осуществляется подготовка комплекса конструкторской документации, необходимой для материального воплощения проектируемого изделия. Рабочий проект предусматривает наиболее полную детализацию разрабатываемой конструкции, обеспечивающую возможность изготовления, контроля и приемки отдельных деталей и узлов, а также сборки, испытания и эксплуатации продукта у потребителя. Рабочая документация включает подготовку рабочих чертежей деталей, сборочных единиц и узлов изделия, производственной и эксплуатационной документации (паспорт изделия, описание для пользователя, инструкция по эксплуатации, документы сервисного обслуживания, гарантийная документация и пр.). При проведении инженерных расчетов обосновывается выбор системы допусков, проверяются размерные цепи, оптические, механические, электрические и прочие параметры, характеристики отдельных деталей и узлов. На этой стадии, среди прочей документации, составляются сводные спецификации деталей и узлов проектируемого изделия, необходимые для организации его производства, осуществляется кодирование конструктивных элементов нового продукта и конструкторской документации.
Спецификации составляются в виде специальных ведомостей деталей и узлов изделия, а также могут быть представлены в графической форме, отражающей иерархическую структуру построения изделия. Графическое представление спецификации выполняется в форме иерархической схемы узлового и по детального состава изделий. Конструкторские спецификации нового продукта являются важнейшим результатом ОКР, широко используемым в производственном менеджменте для организации нового производства, календарно-плановых расчетах в производственных подразделениях и планировании поставки по кооперации комплектующих деталей и узлов.
Главная задача ОКР заключается в обеспечении высокого научно-технического уровня (НТУ) создаваемого продукта и его конкурентоспособности на рынке. Поэтому в процессе проектирования продукта на разных стадиях его создания осуществляется расчет и уточнение параметров НТУ. Показатели научно-технического уровня выступают в качестве основных критериев при формировании тематических планов НИР и ОКР в организациях. Они используются при оценке промежуточных и окончательных результатов проектирования. В зависимости от задач расчета различают прогнозируемое, планируемое и фактически обеспеченное значение научно-технического уровня продукта.
Научно-технический уровень — это относительная характеристика основных технико-экономических параметров разрабатываемых изделий в сравнении с высшими отечественными или зарубежными достижениями. В практике применяются различные количественные и качественные методы оценки научно-технического уровня продукта. В их основе в большинстве случаев лежит использование многокритериального подхода, основанного на применении разнообразных частных характеристик, определяющих эксплуатационные, эргономические, эстетические, технические, экономические и другие параметры, сводимые затем в обобщенную интегральную характеристику. Процедура оценки НТУ продукта обычно включает выполнение ряда последовательных расчетов в соответствии со схемой, приведенной на рис. 3.5.
Оценка НТУ во всех случаях включает элементы качественной и количественной экспертизы. Эксперты привлекаются для отбора критериальных показателей, оценки их значимости для предприятия, для выбора аналогов при сопоставлении образцов или установления нормативного (целевого) значения параметров. В ограниченное число критериев (обычно это 5—7 параметров) включаются прежде всего целевые характеристики продукта, преимущественно количественно измеримые, определяемые на ранних стадиях проектирования и взаимно независимые. Коэффициенты значимости параметров призваны отразить для организации целевую направленность усилий по повышению НТУ и конкурентоспособности выпускаемой продукции, а также относительную ценность и сложность реализации каждого из этих направлений. В качестве нормативных могут использоваться либо значения параметров лучших отечественных или зарубежных аналогов, либо параметры лидирующих по продажам образцов, либо прогнозируемые значения на определенный период времени. При этом для сравнения могут выбираться различные конкретные образцы продукта, обладающие лучшими значениями хотя бы по одному из параметров оценки. В этом случае сравнение оцениваемого продукта осуществляется с гипотетической идеальной моделью, каждая из характеристик которой имеет наилучшее из известных в отечественной или мировой практике значений. При сравнении важно учитывать направление изменения оценочного параметра, характеризующее прогрессивную тенденцию развития продукта. Пример расчета НТУ нового продукта приведен в табл. 3.2.
Высокий научно-технический уровень и конкурентоспособность продукта являются не единственной задачей, решаемой инженерными службами при его проектировании. Конструкция нового продукта должна учитывать масштабы и условия его производства и ориентироваться на минимальные производственные затраты. С этой целью осуществляется комплекс работ, который составляет содержание конструкторской подготовки производства.