Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Осуществление любой инновационной разработки начинается с генерации соответствующей новаторской идеи, которая для своей непосредственной реализации требует предварительной теоретической и экспериментальной проработки, составляющей содержание исследовательской стадии инновационного проекта. В рамках данной стадии решаются 3 основные задачи:
Совокупность работ, выполняемых при проведении научных исследований по определенной проблеме, принято называть темой НИР. Каждая из таких тем имеет конкретную целевую направленность, объединяющую все входящие в тему работы, координируется специально назначаемым руководителем и выполняется индивидуально формируемым коллективом исследователей или группой исследовательских организаций-подрядчиков.
Выполнение исследовательской стадии инновационных разработок имеет ряд специфических особенностей, оказывающих существенное влияние на применяемые в рамках данной стадии методы управления. Основными из таких особенностей являются следующие.
Каждая отдельная тема НИР индивидуальна по решаемым задачам, количеству и квалификации привлекаемых исполнителей, масштабности и удельному весу теоретических и прикладных исследований. Вместе с тем, реализация большинства НИР осуществляется по стандартизированному алгоритму, включающего пять укрупненных стадий (см. рис. 5.1.1).
Рис. 5.1.1. Типовой алгоритм выполнения НИР
На первой стадии осуществляется формулировка конечных целей НИР, разрабатывается технико-экономическое обоснование целесообразности выполнения исследований, устанавливаются укрупненные временные и ресурсные ограничения на исследовательские работы и назначается руководитель темы. Результаты выполнения данной стадии документально оформляются в виде технического задания на тему НИР, которое становится основным документом для последующей координации исследовательских работ и приемки их результатов.
На второй стадии на основании анализа имеющихся научных материалов по исследуемой проблеме выполняется следующий комплекс работ:
На третьей стадии по разработанным методикам осуществляется теоретическая разработка отдельных субпроектов НИР, на основе которой выполняются соответствующие поисковые и прикладные исследовательские работы. В рамках прикладных исследований изготавливаются макеты и экспериментальные образцы объекта инновации, которые подвергаются серии лабораторных испытаний и дают возможность составления первичной научно-технической документации по теме НИР. Если в ходе проведения испытаний выявляются те или иные отклонения, то экс периментальные образцы дорабатываются и дополнительно ис пытываются, по результатам чего в первоначально составленные схемы и расчеты вносятся необходимые изменения. После окончательной доработки экспериментальные образцы подвергаются приемочным испытаниям, которую проводит специально создаваемая комиссия специалистов и по результатам которых составляются соответствующие протоколы и приемочные акты.
На четвертой стадии на основе обобщения документации по отдельным субпроектам НИР проводится составление окончательной отчетной документации по теме, включающей материалы по научной новизне, практической применимости и экономической эффективности полученных результатов. При получении положительных результатов НИР разрабатывается детализированная научно-техническая документация и проект технического задания на опытно-кон структорские работы. Если полученные в результате выполненной НИР технические решения имеют научную новиз ну, то на данной стадии начинается оформление необходимых документов для их патентования. По итогам оформления отчетной документации руководитель темы со ставляет извещение о ее готовности к приемке и предъявляет для ознакомления заказчику комплект документов, содержащих характеристику основных результатов выполненных исследований.
На пятой стадии по итогам обсуждения результатов НИР заказчиком и исполнителем, проводится их утверж дение и под писание акта о приемке работы. На основании данного акта разработчик передает заказчику полный комплект разработанной научно-технической документации, изготовленные и испытанные экспериментальные образцы; протоко лы и акты приемочных испытаний; расчеты экономической эффективности результатов разработки и другие документы по теме НИР.
Конструирование новой продукции является логическим продолжением выполненных НИР и выступает своеобразным инструментом перехода от лабораторных исследований к непосредственному промышленному производству. В общем случае, процесс конструирования состоит из двух укрупненных этапов: этапа опытно-конструкторских разработок (ОКР) и этапа конструкторской подготовки производства (КПП). В тех случаях, когда проектирование новой продукции и ее производственное освоение выполняется на одном и том же предприятии, данные этапы без разрывов во времени перетекают друг в друга. В тех же случаях, когда разработка продукции ведется в специализированных проектных организациях (конструкторских бюро), а ее освоение осуществляется независимыми промышленными предприятиями, этапы конструирования могут обособляться друг от друга и во времени и организационно.
Опытно-конструкторские разработки представляют собой комплекс работ, направленных на создание комплекта чертежной доку ментации для изготовления и испытания опытных образцов новой продукции с заданными потребительскими свойствами.
На отечественных предприятиях содержание и порядок выполнения работ на стадии ОКР регламентируются комплексом ГОСТов, определяющих структуру разрабатываемых конструкторских документов (система ЕСКД) и порядок их создания. В соответствии с этими стандартами, выполнение ОКР включает в себя разработку следующих блоков документов: техническое задание, техническое предложение, эскиз ный проект, технический проект и рабочий проект.
Техническое задание является исходным документом, на основе которого осуществляется вся последующая работа по проектирова нию нового изделия. Оно разрабатывается либо предприятием-изготовителем новой продукции и при наличии конкретного заказчика согласуется с ним, либо самим заказчиком.
В техническом задании устанавливается назначение будуще го изделия и оговариваются его основные технические и эк сплуатационные параметры (функциональные характеристики, габариты, надежность, экономичность, безопасность, транспортабельность, ремонтопригодность и т.д.).
Техническое предложение разрабатывается в том случае, если техническое задание разработчику нового изделия вы дано заказчиком. В этом случае, техническое предложение представляет собой технико-экономическое обоснование возможных вариантов технических решений по созданию оговоренного в задании изделия. Техническое предложение разрабатывается на основе детализированного анализа патентных материалов и результатов маркетингового исследования целевых сегментов рынка и имеет своей целью выбор такого варианта новой конструкции, который способен обеспечить максимально высокий интегральный уровень качественных параметров изделия. Подобный выбор предполагает попарное сравнение возможных вариантов конструкции с параметрами эталонного образца изделия по стандартной методике, принятой в системах менеджмента качества.
После своего согла сования и утверждения, техническое предложение становится документальным основанием для разработки эскизного проекта конструкции нового изделия.
Эскизный проект структурно состоит из графической части и поясни тельной записки. Графическая часть отражает принципиальные конструктивные решения, определяющие основные принципы работы нового изделия, и оформляется в виде чертежей общего вида и различных блок-схем.
В пояснительную записку к эскизному проекту включаются: расчет основных параметров предлагаемой конструкции, описание принципиальных эксплуатационных особен ностей нового изделия, а также предполагаемый график дальнейших работ по технической подготовке производства.
После своего составления, эскизный проект проходит те же стадии согласования и утверждения, что и техническое предложение. По результатам эскизного проектирования осуществляется изготовление макетов нового изделия и проводятся их испытания, по итогам которых первоначальная чертежная документация корректируется. Создание макетов позволяет добиться удачной компоновки отдель ных частей изделия, подобрать оптимальные эстетические и эргономичес кие решения и тем самым ускорить разработку конструкторской документации на последующих стадиях технической подготовки производства.
Технический проект разрабатывается на основе утвержден ного эскизного проекта и состоит из совокупности конструкторских документов, содержащих окончательные технические решения, которые дают полное представление об устройстве разрабатываемого изделия и ис ходные данные для разработки рабочей документации.
Технический проект, также как и эскизный, состоит из гра фической и расчетной частей. Его графическую часть составляют предварительно согласованные с технологами общие чер тежи проектируемого изделия, чертежи его отдельных узлов и основных деталей. В пояснительной записке содержатся описание и расчет параметров основных сборочных единиц и базовых деталей изделия, описание принципов его работы, обоснование выбо ра материалов и видов защитных покрытий, описание всех конструкторских схем и окончательные технико-экономические расчеты.
После своего составления, технический проект проходит те же стадии согласования и утверждения, что и эскизный.
Рабочий проект является дальнейшим развитием и конкре тизацией технического проекта и предполагает разработку рабочей документации для изготовления опытных образцов нового изделия. Разработка рабочего проекта выполняется в три или пять стадий.
На первой стадии комплектуется полный набор необходимой чертежной документации, на основе которой определятся потребность в закупке на стороне отдельных узлов, деталей, и комплектующих и которая передается в экспериментальный цех для изготовления опытных образцов.
На второй стадии рабочего проектирования проводятся различного рода внутризаводские испытания опытных образцов нового изделия (эксплуатационные, климатические испытания, тесты на безопасность и т.д.).
Третий этап заключается в корректировке первоначально составленной конструкторской до кументации по результатам проведенных заводских испытаний опытных об разцов.
Если изделие нуждается в государственной сертификации. то на четвертом этапе опытные образцы передаются в специализированные тестовые центры, в которых проводятся их государственные испытания.
Пятый этап рабочего проектирования состоит в окончательной корректировке конструкторской документации по ре зультатам проведенных государственных испытаний.
Конструкторская подготовка производства представляет собой совокупность взаимосвязанных процессов корректировки разработанной на этапе ОКР конструкторской документации с целью ее приспособления к специфическим условиям конкретного производства. КПП является логическим продолжением ОКР и имеет своей основной целью адаптацию созданной рабочей документации к условиям будущего производства новой продукции при обязательном сохранении заложенных в конструкцию параметров качества.
Для условий единичного произ водства, выполнения индивидуальных заказов или эксперименталь ных работ подготовка конструкторской документации на новый продукт полностью завершается на этапе ОКР. Если же предполагается организация повторяющегося (серий ного или массового) производства нового продукта, то разработку рабочей конструкторской документации принято осуществлять поэтапно: сначала - на опытный образец, затем - на установочную серию нового продукта и, далее - на устойчивое, повторяющееся производство. В таком итерационном процессе, составляющем содержание конструктор ской подготовки производства, последовательно отрабатываются качественные параметры нового продукта и решаются две главные задачи:
Унификация представляет собой комплекс мер, направленных на устранение нео боснованного многообразия типов, конструкций и размеров отдельных компонентов продукции (ее узлов, деталей и заготовок). Основанная на применении в конструировании типо вых технических решений, унификация позволяет существенно сократить трудоемкость и сократить сроки проектирования и освоения производства нового продукта при сохранении ее качественных характеристик.
Основными инструментами конструктивной унификации выступают:
Высшей формой унифика ции является конструкторская стандартизация, которая предполагает установление и обязательное выполнение единых норм на используемые при конструировании продукции технические решения.
Одной из прогрессивных форм конструирования новой продукции на основе унификации и стандартизации является агрегирование, по зволяющее осуществлять так называемое модульное проектирование продукта.
Агрегирование - это система проектирования продукта пу тем его компоновки его из ограниченного числа унифицированных эле ментов (модулей), имеющих универсальное назначение и легко комбинируемых между собой. Использование модульного проектирования резко сокращает сроки проведения и затраты на раз работку продукта, позволяет широко применять современные систе мы автоматизированного проектирования (CAD-системы).
Для количественной оценки уровня конструкторской унификации и стандартизации принято использовать следующие основные показатели:
Коэффициент преемственности конструкции рассчитывается для каждого отдельного вида продукции и характеризует долю заимствованных конструктивных элементов изделия в общей совокупности таких элементов:
|
; |
(5.2.1) |
где N – общее количество составных частей изделия определенного уровня агрегирования (узлы, подузлы, детали);
No - количество оригинальных составных частей изделия, разработанных индивидуально для данного продукта.
Коэффициент внутренней повторяемости конструкции также рассчитывается по от дельным видам продукции и характеризует насыщенность конструкции изделия повто ряющимися составными частями, т.е. степень взаимозаменяемости таких частей:
|
; |
(5.2.2) |
где Nнп - количество неповторяющихся составных частей изделия.
Коэффициент межпроектной унификации рас считывается по группе сходных продуктов и характеризует уровень конструкторского заимствования внутри такой группы:
|
; |
(5.2.3) |
где Ni - количество типоразмеров составных частей i-го продукта рассматриваемой группы;
n – общее количество входящих в группу видов продукции;
Nгр - общее количество типоразмеров составных частей по всей группе продукции;
Nmax - максимальное количество типоразмеров состав ных частей одного продукта группы.
Обеспечение технологичности продукта при его проектирова нии составляет одну из важнейших задач конструкторской подго товки производства и направлено на сокращение фактороемкости последующих процессов ее производства и практического использования. Принято различать производственную и эксплуатационную технологичность конструкции продукта.
Производственная технологичность представляет собой совокуп ность характеристик конструкции продукта, определяющих степень соответствия этой конструкции организационно-технологическим услови ям его производства на конкретном предприятии. В качестве таких условий выступают:
Производственная техно логичность продукта оценивается тремя группами показателей:
Эксплуатационная технологичность характеризует степень соот ветствия конструкции продукта планируемым условиям его эксплуатации. Для ее оценки используются такие показатели, как:
Высокая технологичность конструкции изделия может быть обеспечена только при применении прогрессивных конструкторских решений на всех стадиях проектирования нового продукта. Важным фактором эффективности работы по повышению технологичности является привлечение к процессам проектирования нового продукта специалистов технологических, производственных и маркетинговых служб предприятия.
Вопрос 3. Организация выполнения технологической подготовки
Технологическая подготовка производства (ТПП) представля ет собой совокупность взаимосвязанных процессов, обеспечива ющих технологическую готовность предприятия к выпуску про дукции необходимого качества при установленных сроках, объ еме производства и затратах. Под технологической готовностью при этом понимается наличие полного ком плекта технологической документации и средств технологичес кого оснащения, необходимых для производства новых изделий.
В общем случае, осуществление ТПП направлено на решение трех основных задач:
Содержание и объем ТПП зависят от типа производства, конструкции и назначения изделия. На отечественных предприятиях работа по ТПП регламентируется стандартами Единой системы тех нологической подготовки производства (ЕСТПП). Эта система определя ет порядок организации и управления ТПП, предусматривает разработку и широкое применение прогрессивных технологичес ких процессов, использование унифицированной технологичес кой оснастки и оборудования, средств механизации и автомати зации производственных процессов, инженерно-технических и организационно-управленческих работ.
Управление процессом ТПП требует рационального организационного и логическогоо структурирования входящих в этот процесс работ.
В организационном отношении, работы по ТПП принято разделять на три стадии:
Содержание данных стадий в общих чертах эквивалентно содержанию аналогичных стадий процесса конструирования новой продукции.
На стадии разработки технического задания выделяются и документально оформляются основные требования к сложности и ресурсоемкости (трудо-, материало-, фондоемкости и т.д.) технологии изготовления новой продукции, а также схожие требования к средствам технологического оснащения, необходимым для реализации данной технологии в рассматриваемом производстве.
Разработка технического проекта ТПП осуществляется в два этапа. На первом из них осуществляется совместный конструкторско-технологический анализ уровня технологичности чертежей конструкции нового изделия. В случае выявления тех или иных отклонений в уровне технологичности конструкции, вырабатывается проект решений по ее изменению и чертежная документация возвращается конструкторам для осуществления необходимых доработок. На втором этапе на основе доработанной конструкторской документации разрабатываются комплекты технологической документации на несколько альтернативных вариантов технологического процесса изготовления новой продукции и проводится выбор наиболее экономически выгодного (ресурсосберегающего) из них. В качестве критерия оптимальности при таком выборе выступает технологическая себестоимость продукции, выпускаемой с использованием соответствующего варианта техпроцесса. По своей сути, выбор экономически выгодного технологического процесса сводится к выведению уравнений, выражающих динамику величины технологической себестоимости изготовления продукции при изменении объемов производства, и расчету зон предпочтительности отдельных вариантов техпроцессов (см. пример на рис. 5.3.1).
Рис. 5.3.1. зоны предпочтительности для трех альтернативных вариантов технологических процессов
Уравнения, выражающие динамику величины технологической себестоимости изготовления продукции, для каждого из вариантов технологического процесса составляются в следующей общей форме:
|
; |
(5.3.1) |
где Ст – технологическая себестоимость;
N – объем выпуска продукции в натуральном выражении;
Рпер – удельные переменные затраты при рассматриваемом варианте техпроцесса;
Рпост – постоянные затраты при рассматриваемом варианте техпроцесса;
Рм – затраты на основные материалы за вычетом возвратных отходов;
Ртт – затраты на топливо для технологических целей;
Ртэ – затраты на энергию для технологических целей;
Рз – затраты на заработную плату производственных рабочих;
Роб – затраты, связанные с эксплуатацией универсального технологического оборудования;
Ри – затраты на инструмент и универсальную оснастку;
Рсо – затраты, связанные с эксплуатацией оборудования, оснастки и инструмента, специально сконструированных для данного варианта техпроцесса;
Рпз – затраты на оплату подготовительно-заключительного времени.
Расчет критических объемов производства, разделяющих зоны предпочтительности различных вариантов техпроцессов, осуществляется на попарного основе решения систем уравнений типа:
|
; ; |
(5.3.2) |
Исходя из подобных систем, критические объемы производства вычисляются по формуле:
|
; |
(5.3.3) |
где Рпер1 – удельные переменные затраты для техпроцесса 1;
Рпер2 – удельные переменные затраты для техпроцесса 2;
Рпост1 – постоянные затраты для техпроцесса 1;
Рпост2 – постоянные затраты для техпроцесса 2.
На стадии разработки рабочего проекта для выбранного оптимального варианта технологического процесса детально разрабатывается вся технологическая документация, проектируется и изготавливается специализированная оснастка и инструмент. Далее разработанная технология проходит два этапа своей проверки и отладки. На первом этапе осуществляется экспериментальная проверка разработанного техпроцесса в лаборатории отдела главного технолога предприятия. На втором этапе в основных цехах предприятия с помощью новой технологии осуществляют изготовление установочной серии новых изделий, по результатам чего технологический процесс и средства технологического оснащения окончательно дорабатываются, утверждаются соответствующими актами и передаются инженерному персоналу цехов предприятия.
Логическое структурирование выполняемых в рамках ТПП работ предполагает группировку этих работ на три укрупненных блока:
Детализированная структура и последовательность работ, выполняемых в рамках указанных этапов ТПП, представлена на рис. 5.3.2.
Основными направлениями оптимизации работ по ТПП являются: типизация технологических процессов, унификация технологической документации, расширение использования групповых технологий обработки, унификация технологического оборудования и средств технологического оснащения.
Рис. 5.3.2. Порядок работ по технологической подготовке производства новой продукции
Проектирование и изготовление специального оборудования и средств оснащения
Разработка пооперационных
технологических процессов
межцеховых
технологических
маршрутов
Подготовка и отладка специального
оборудования и средств оснащения
Изготовление специального
оборудования и средств оснащения
Установление очередности изготовления специального
оборудования и средств оснащения
Проектирование специального
оборудования и средств оснащения
Подготовка задания на проектирование специального
оборудования и средств оснащения
Установление номенклатуры специального и
унифицированного оборудования и средств оснащения
Расчет календарно-плановых нормативов производства
Расчет пооперационных норм времени
Пространственная компоновка производственных участков
Расчет планировки оборудования и рабочих мест
Разработка технологических карт
Разработка технологии получения заготовок
Разработка технологических маршрутов движения
деталей по цехам и участкам
Распределение номенклатуры деталей между
цехами и участками
Разработка классификатора деталей на новое изделие
Зона
предпочтительности технологии №3
Зона
предпочтительности технологии №2
Зона
предпочтительности технологии №1
Технология №2
Технология №3
Технология №1
Объемы
производства
Технологическая
себестоимость
Сдача заказчику оформленных результатов
выполненной НИР
Обобщение, оценка и оформление
результатов исследований
Проведение
исследований
Определение структуры и участников
необходимых исследований
Разработка технического задания
на выполнение НИР