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
Организация конструкторской подготовки производства
Основные задачи, стадии и этапы проектно-конструкторской подготовки
Основной задачей проектно-конструкторской подготовки производства является создание комплекта чертежной доку ментации для изготовления и испытания макетов, опытных образцов (опытной партии), установочной серии и докумен тации для установившегося серийного или массового произ водства новых изделий в соответствии с требованиями техничес кого задания.
Содержание и порядок выполнения работ на этой стадии системы СОНТ регламентируются ГОСТами в единой системе конструкторской документации (ЕСКД). ГОСТ определяет сле дующие стадии конструкторской подготовки производства (КПП): техническое задание, техническое предложение, эскиз ный проект, технический проект и рабочий проект.
Техническое задание является исходным документом, на основе которого осуществляется вся работа по проектирова нию нового изделия. Оно разрабатывается на проектирование нового изделия либо предприятием-изготовителем продук ции и согласуется с заказчиком (основным потребителем), либо заказчиком. Утверждается ведущим министерством (к профилю которого относится разрабатываемое изделие).
В техническом задании определяется назначение будуще го изделия, тщательно обосновываются его технические и эк сплуатационные параметры и характеристики: производитель ность, габариты, скорость, надежность, долговечность и дру гие показатели, обусловленные характером работы будущего изделия. В нем также содержатся сведения о характере про изводства, условиях транспортировки, хранения и ремонта; рекомендации по выполнению необходимых стадий разработ ки конструкторской документации и ее составу; технико-эко номическое обоснование и другие требования.
Разработка технического задания базируется на основе выполненных научно-исследовательских и опытно-конструк торских работ, результатов изучения патентной информации маркетинговых исследований, анализа существующих анало гичных моделей и условий их эксплуатации.
Техническое предложение разрабатывается в том случае, если техническое задание разработчику нового изделия вы дано заказчиком. Второе содержит тщательный анализ первого и технико-экономическое обоснование возможных тех нических решений при проектировании изделия, сравнитель ную оценку с учетом эксплуатационных особенностей проек тируемого и существующего изделия подобного типа, а также анализ патентных материалов.
Порядок согласования и утверждения технического пред ложения такой же, как и технического задания. После согла сования и утверждения техническое предложение является основанием для разработки эскизного проекта. Последний разрабатывается в том случае, если это предусмотрено тех ническим заданием или техническим предложением, там же определяются объем и состав работ.
Эскизный проект состоит из графической части и поясни тельной записки.
Первая часть содержит принципиальные конструктивные решения, дающие представление об изделии и принципе его работы, а также данные, определяющие назначение, основ ные параметры и габаритные размеры. Таким образом, она дает конструктивное оформление будущей конструкции изде лия, включая чертежи общего вида, функциональные блоки, входные и выходные электрические данные всех узлов (бло ков), составляющих общую блок-схему. На этой стадии раз рабатывается документация для изготовления макетов, осу ществляется их изготовление и испытания, после чего коррек тируется конструкторская документация.
Вторая часть эскизного проекта содержит расчет основных параметров конструкции, описание эксплуатационных особен ностей и примерный график работ по технической подготовке производства.
В состав задач эскизного проекта входит и разработка различ ных руководящих указаний по обеспечению на последующих ста диях технологичности, надежности, стандартизации и унифика ции, а также составление ведомости спецификаций материалов и комплектующих изделий на опытные образцы для последующей передачи их в службу материально-технического обеспечения. Макет изделия позволяет добиться удачной компоновки отдель ных частей, найти более правильные эстетические и эргономичес кие решения и тем самым ускорить разработку конструкторской документации на последующих стадиях системы СОНТ.
Эскизный проект проходит те же стадии согласования и утверждения, что и техническое задание.
Технический проект разрабатывается на основе утвержден ного эскизного проекта и предусматривает выполнение гра фической и расчетной частей, а также уточнения технико-эко номических показателей создаваемого изделия. Он 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.
В графической части технического проекта приводятся чер тежи общего вида проектируемого изделия, узлов в сборке и основных деталей. Чертежи обязательно согласовываются с технологами.
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 схем и окончательные технико-экономические расчеты. На этой стадии при разработке вариантов изделий изготавлива ется и испытывается опытный образец.
Технический проект проходит те же стадии согласования и утверждения, что и техническое задание.
Рабочий проект является дальнейшим развитием и конкре тизацией технического проекта. Эта стадия КПП разбивается на три уровня:
а) разработка рабочей документации опытной партии (опытного образца);
б) разработка рабочей документа ции установочной серии;
в) разработка рабочей документации установившегося серийного или массового производства. Первый уровень рабочего проектирования выполняется в три, а иногда и в пять этапов.
На первом этапе разрабатывают конструкторскую докумен тацию для изготовления опытной партии. Одновременно оп ределяют возможность получения от поставщиков некоторых деталей, узлов, блоков (комплектующих). Всю документацию передают в экспериментальный цех для изготовления по ней опытной партии (опытного образца).
На втором этапе осуществляют изготовление и заводские испытания опытной партии. Как правило, проводят заводс кие механические, электрические, климатические и другие испытания.
Третий этап заключается в корректировке технической до кументации по результатам заводских испытаний опытных об разцов.
Если изделие проходит государственные испытания (чет вертый этап), то в процессе этих испытаний уточняются пара метры и показатели изделия в реальных условиях эксплуата ции, выявляются все недостатки, которые впоследствии уст раняются.
Пятый этап состоит в корректировке документации по ре зультатам государственных испытаний и согласовании с тех нологами вопросов, касающихся классов шероховатости, точ ности, допусков и посадок.
Второй уровень рабочего проектирования выполняется в два этапа.
На первом этапе в основных цехах завода изготавливают установочную серию изделий, которая затем проходит дли тельные испытания в реальных условиях эксплуатации, где уточняют стойкость, долговечность отдельных деталей и уз лов изделия, намечают пути их повышения. Запуску устано вочных серий предшествует, как правило, технологическая подготовка производства.
На втором этапе производят корректировку конструкторс кой документации по результатам изготовления, испытания и оснащения технологических процессов изготовления изделий специальной оснасткой. Одновременно с этим корректируют и технологическую документацию. Третий уровень рабочего проектирования выполняется в два этапа.
На первом этапе осуществляют изготовление и испытание головной или контрольной серии изделий, на основе которой производят окончательную отработку и выверку технологичес ких процессов и технологического оснащения, корректировку технологической документации, чертежей приспособлений, штампов и т. д., а также нормативов расхода материалов и ра бочего времени.
На втором этапе окончательно корректируют конструкторскую документацию.
Такой, на первый взгляд громоздкий, порядок осуществ ления конструкторской подготовки производства в массовом или крупносерийном производстве дает большой экономичес кий эффект. За счет тщательной отработки конструкции изде лия и его отдельных частей обеспечиваются максимальная тех нологичность в производстве, надежность и ремонтопригод ность в эксплуатации.
Круг работ, выполняемых на стадиях, может отличаться oт рассмотренного выше в зависимости от типа производств сложности изделия, степени унификации, уровня кооперирования и ряда других факторов.
Стандартизация и унификация в конструкторской подготовке производства
Важнейшей особенностью современной организации кон структорской подготовки производства является широкое ис пользование стандартизации, которая позволяет избежать необоснованного многообразия в качестве, типах и конструк циях изделий, в формах и размерах деталей и заготовок, в про филях и марках материалов, в технологических процессах и организационных методах. Стандартизация является одним из эффективных средств ускорения научно-технического про гресса, повышения эффективности производства и роста про изводительности труда конструкторов, сокращения цикла СОНТ. Конструкторская унификация - это комплекс мероприятий, обеспечивающих устранение необоснованного многообразия изделий одного назначения и разнотипности их составных ча стей и деталей, приведение к возможному единообразию спо собов их изготовления, сборки и испытания. Унификация яв ляется базой агрегатирования, т. е. создания изделий путем их компоновки из ограниченного числа унифицированных эле ментов, и конструкционной преемственности. Унификация дополняет стандартизацию, это своего рода конструкторская стандартизация.
Государственная система стандартизации, установив ос новные положения в этой области, предусматривает следую щие категории стандартов: государственные стандарты (ГОСТ), отраслевые стандарты (ОСТ) и стандарты предприя тий (СТП).
ГОСТ - одна из основных категорий стандартов, установ ленных государственной системой стандартизации.
ОСТы устанавливаются на продукцию, не относящуюся к объектам государственной стандартизации, например на тех нологическую оснастку, инструмент, специфические для дан ной отрасли технологические процессы, а также на нормы, правила, требования, термины и обозначения, регламентация которых необходима для обеспечения взаимосвязи в произ водственно-технической деятельности предприятий и органи заций отрасли. ОСТы обязательны для всех предприятий и организаций данной отрасли.
Стандарты предприятий устанавливаются на продукцию одного или нескольких предприятий (заводов).
Основной задачей заводской стандартизации является создание максимального числа сходных, геометрически по добных либо аналогичных элементов в изделиях не только од ного, но и различного назначения.
Заводская стандартизация значительно упрощает, удешев ляет и ускоряет технологическую подготовку и является важ ной предпосылкой стандартизации технологической оснастки.
Стандарт - это устойчивый образец, он закрепляет дости жения в области технического прогресса и новой техники, ко торые разработаны, проверены и могут быть применены в широком масштабе в промышленности, на транспорте, в сель ском хозяйстве. Он является строго обязательным. При про ектировании новых машин в первую очередь должны быть при менены изделия и нормы из государственных стандартов.
В процессе проектирования конструктор обязан широко использовать все стандарты, относящиеся к проектируемому объекту. Особенно эффективно применение стандартных де талей, узлов и агрегатов, изготовляемых в централизованном порядке на специализированных заводах. К числу основных методов конструктивной стандартизации относятся: внедре ние конструктивных стандартов (нормалей); создание пара метрических рядов (гамм) машин; агрегатирование; обеспе чение конструктивной преемственности.
Внедрение конструктивных стандартов на заводах прово дится по двум направлениям:
1) разработка и внедрение стан дартов;
2) нормализационный контроль (нормоконтроль чер тежей и других конструкторских документов).
Разработка стандартов основывается на систематизации и обобщении передового конструкторского опыта, отражен ного в государственных, отраслевых и заводских стандартах; в свободных таблицах применяемости отдельных марок метал лов, подшипников, крепежных деталей, конструктивных эле ментов (модели зубчатых колес, допуски и посадки, резьбы и др.); в результатах лабораторных и эксплуатационных испы таний узлов, деталей; в данных нормализационного контроля.
Введение нормоконтроля имеет большое воспитательное и организующее значение. Нормоконтроль стимулирует у конст рукторов уважение к стандартам и унификации. Еще одна за дача нормоконтроля - проверка правильности выполнения кон структорских документов в соответствии с требованиями ЕСКД.
Создание параметрических рядов (гамм) - один из наибо лее эффективных методов конструирования изделий. Под па раметрическим рядом подразумевается совокупность изго товляемых на данном заводе или в данной отрасли машин, приборов или иного оборудования одного эксплуатационного назначения, аналогичных по кинематике или по рабочему про цессу, но различных по габаритам, мощностным или эксплуа тационным параметрам.
Каждый параметрический ряд имеет свое основание (ба зовая модель) и полученные от этого основания производные. Конструирование начинается с выбора основания.
Агрегатирование - это форма унификации, состоящая в том, что создаются ряды унифицированных узлов и агрегатов, используемые для создания разнообразных изделий. Агрега тирование позволяет создавать сборно-разборное оборудо вание, состоящее из взаимозаменяемых нормализованных элементов, при необходимости оно может быть разобрано, а входящие в него агрегаты использованы в новых сочетаниях для создания другого оборудования. При этом в десятки раз сокращается число типов и размеров основных элементов кон струкции оборудования.
Обеспечение конструктивной преемственности - другой (после агрегатирования) метод конструктивной стандартиза ции и унификации, под которой подразумевается применение в конструкции нового изделия, узлов и деталей ранее освоен ных изделий, которые хорошо зарекомендовали себя в рабо те и применение которых не отразится на качестве новых кон струкций.
Степень стандартизации и унификации может быть охарак теризована следующими основными показателями: коэффи циентом стандартизации, коэффициентом унификации изде лия, коэффициентом преемственности и др.
Научно-техническое и организационно-методическое ру ководство работами по стандартизации на предприятиях осу ществляет конструкторско-технологическое бюро стандарти зации. Основные его задачи следующие:
а) организация раз работки и внедрения стандартов и других документов по стан дартизации на производимую продукцию;
б) обеспечение со ответствия показателей и норм, устанавливаемых в стандар тах и других документах по стандартизации, требованиям на учно-технического прогресса и действующего законодатель ства;
в) осуществление нормоконтроля технической докумен тации, разрабатываемой предприятием.
Организация чертежного хозяйства на предприятии
Важнейшие задачи организации чертежного хозяйства заключаются в обеспечении порядка в хранении и обраще нии чертежей и другой технической документации, в сво евременном обеспечении ими цехов и рабочих мест, в под держании строгой конструкторской и технологической дис циплины.
Организация чертежного хозяйства основывается на еди ной системе классификации документации, которая предусматривает единые принципы классификации и индексации изделий и документации, определенный порядок хранения, учета и дублирования документации, а также порядок вне сения изменений.
Классификация и индексация чертежей и другой техничес кой документации проводятся по объектам изготовления, по стадиям конструкторской подготовки производства, по целе вому назначению и характеру использования.
По объекту изготовления выделяются чертежи изделий основного производства, чертежи изделий вспомогательного производства (инструмента, приспособлений, моделей, штам пов и др.); технологические чертежи, изображающие поковки, штамповки и другие заготовки. ГОСТ 2.101-68 предусматри вает деление объектов по видам на детали, сборочные едини цы, комплексы (два или более изделий, не соединенных сбо рочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций) и комплекты (набор изделий, имеющих общее эксплуатационное назначе ние вспомогательного характера, например, комплект инст румента к машине).
По стадиям конструкторской подготовки документы мо гут быть проектами, выполняемыми в процессе проработ ки многочисленных вариантов на разных стадиях проекти рования, и рабочими чертежами, предназначенными для изготовления изделий, а также его эксплуатации. В соот ветствии с этим все конструкторские документы подраз деляются на чертежи эскизного, технического и рабочего проектирования.
По целевому назначению и характеру использования все конструкторские документы подразделяются на оригина лы (авторские документы, выполненные на любом матери але и предназначенные для изготовления подлинников), подлинники (документы, оформленные подлинными под писями и выполненные на материале, позволяющем вос произведение копий), дубликаты (копии подлинников, обеспечивающие идентичность воспроизведения подлин ника, позволяющие снятие с них копии), копии (докумен ты, выполненные способом, обеспечивающим их идентич ность подлиннику или дубликату, предназначены для не посредственного использования в производстве).
Для удобства учета и пользования всем чертежам присва ивается индекс. Индексация чертежей - это условное обозна чение, обычно цифровое. В соответствии с ГОСТом, как пра вило, используется единая обезличенная система индексации, основанная на десятичной классификации всех чертежей из делий и их частей (от 0 до 9). Все чертежи деталей, узлов, бло ков, изделий делятся на 10 классов, классы на 10 подклассов, подклассы на 10 групп, группы на 10 подгрупп, подгруппы на виды деталей.
Индекс чертежа состоит из различительного индекса пред-приятия, классификационной характеристики изделия, поряд-кового регистрационного номера документа (в пределах opгaнизации-разработчика) и шифра документа (рис. 17.1).
Хранение, учет и дублирование чертежей и другой техни ческой документации на заводе осуществляются в соответ ствии с "Правилами учета и хранения" в отделе технической документации. В этот отдел входят: бюро подлинников и дуб ликатов (архив), где хранятся названные документы поформат-но в порядке возрастания номеров и выдаются только для из готовления копий и дубликатов, внесения изменений и для восстановления при их износе; бюро копий, осуществляющее прием, регистрацию, выдачу, а также учет состояния и движе ния копий документов, учет применяемости документов; бюро внесения изменений в документацию, осуществляющее изме нения в конструкторской документации и учет внесения изме нений; цех размножения документов, где размножаются, бро шюруются и переплетаются конструкторские документы; бюро комплектации, где комплектуются документы после их размно жения.
Архивные документы (оригиналы) отражают первоначаль ное состояние конструкции после утверждения ее заказчиком. В эту документацию изменения не вносятся. Подлинники и дубликаты служат для справок и сверок, изготовления копий, в них вносят изменения по установленному порядку, на руки их не выдают, пользуются ими только в помещении архива и бюро внесения изменений.
Система автоматизированного проектирования в конструкторской подготовке производства
Системы автоматизированного проектирования (САПР) в настоящее время полностью себя оправдывают и являются во многих случаях единственно возможными методами при кон струировании новых видов изделий (например, интегральных микросхем).
Под автоматизацией проектирования понимается автома тизированный конструкторский синтез устройства с выпуском необходимой конструкторской документации (КД).
В отличие от проектирования вручную, результаты которо го во многом определяются инженерной подготовкой конст рукторов, их производственным опытом, профессиональной интуицией и т. п., автоматизированное проектирование позволяет исключить субъективизм при принятии решений, значи тельно повысить точность расчетов, выбрать варианты для реализации на основе строгого математического анализа, зна чительно повысить качество конструкторской документации, повысить производительность труда проектировщиков, сни зить трудоемкость, существенно сократить сроки конструктор ской и технологической подготовки производства в цикле СОНТ, эффективнее использовать технологическое оборудо вание с ЧПУ.
Важным результатом внедрения САПР являются и социо логические факторы: повышение престижности и культуры труда при замене неавтоматизированных методов автомати зированными; повышение квалификации исполнителей; со кращение численности работников, занятых рутинными опе рациями.
Наибольшую эффективность от внедрения САПР можно получить при автоматизации всего процесса проектирования - от постановки задачи, выбора предпочтительных вариантов построения изделия до технологической подготовки его про изводства и выпуска.
САПР представляет собой организационно-техническую систему, состоящую из комплекса средств автоматизации про ектирования, взаимосвязанного с проектировщиками и под разделениями проектной организации. Проектировщик (кон структор, технолог) входит в состав любой САПР и является ее пользователем, так как без человека автоматизированная си стема не может функционировать. Объектом автоматизации в САПР являются действия проектировщиков, разрабатывающих изделия или технологические процессы. САПР нельзя создать вне конкретного производства, на котором она будет исполь зована.
Комплекс средств автоматизации включает математиче ское, лингвистическое, программное, информационное, методическое, организационное, аппаратное и техническое обеспечение.
Математическое обеспечение составляют математические методы, модели и алгоритмы, необходимые для осуществле ния автоматизированного проектирования.
Лингвистическое обеспечение - совокупность специаль ных языковых средств проектирования, предназначенных для общения человека с техническими и программными компонен тами САПР. Практика использования ЭВМ в проектировании привела к созданию наряду с универсальными алгоритмичес кими языками программирования (АЛГОЛ, ФОРТРАН и др.) проблемно-ориентированных алгоритмических языков, специ ализированных для проектных задач. Например, для автома тизации вычерчивания изображений служат графические язы ки ГП-ЕС, ГРАФОР, РЕДГРАФ, ФАП-КФ и др.
Программное обеспечение является непосредственным производным компонентом от математического обеспечения и представляет собой комплекс всех программ и эксплуата ционной документации к ним.
Информационное обеспечение - это информация о про тотипах проектируемых изделий или процессов, комплектую щих изделиях и материалах, об используемом режущем инст рументе, о правилах и нормах проектирования, а также любая другая справочная информация, используемая проектировщи ками для выработки проектных решений. Основная часть ин формационного обеспечения содержится в банках данных, состоящих из баз данных и систем управления базами данных.
Организационное обеспечение устанавливает взаимодей ствие проектирующих и обслуживающих подразделений, от ветственность специалистов за определение вида работ, при оритеты пользования средствами САПР и другие регламенты организационного характера. Соответствующий комплект до кументов составляют необходимые инструкции, приказы и штатные расписания.
Техническое обеспечение - комплекс всех технических средств, используемых при автоматизированном проектировании и для поддержания средств автоматизации в работоспо собном состоянии.
Решающими условиями возможности и целесообразнос ти создания САПР являются:
а) единство принципов построе ния объектов проектирования;
б) высокий уровень типизации и стандартизации элементов, из которых компонуют объекты проектирования;
в) высокий уровень унификации процессов проектирования;
г) большой объем проектных работ при ин дивидуальных требованиях к объектам проектирования.
В общем случае процесс проектирования включает три эта па: составление эскизного, технического и рабочего проектов.
Наиболее творческой является стадия эскизного проекти рования, требующего применения интерактивных средств гра фики. С их помощью конструктор может строить трехмерное изображение детали и моделировать траекторию движения инструмента для ее обработки (без чертежей).
Техническое проектирование предусматривает исполнение конкретного замысла в заданном масштабе, а также осуще ствление необходимых расчетов. Здесь используется значи тельный объем информации о стандартных деталях, покупных изделиях и т. д.
На стадии рабочего проектирования создаются рабочие чертежи и техническая документация. Деталировка, опреде ление и нанесение размеров, составление спецификаций пол ностью формализуются и могут выполняться на ЭВМ с исполь зованием средств машинной графики.
При автоматизации проектирования наиболее важной явля ется формализация как самого процесса, так и его объекта. Она позволяет представить процесс проектирования в виде цепоч ки (набора) последовательно (параллельно-последовательно) выполняемых процедур, при которых информация преобразу ется, а исходные варианты приближаются к заданным проект ным задачам. При этом если проекты могут быть сформу лированы в виде информационных массивов для ЭВМ, а опе раторы проектирования (определенные процедуры, форму лы, комплексы программ, стандарты, методики, модели и т. п.) представлены в виде пакета машинных программ, то та кой процесс называют автоматической разработкой (генера цией) проекта. Если разработке на ЭВМ подлежат лишь неко торые подкомплексы на отдельных стадиях, то такой процесс проектирования называется автоматизированным. В том слу чае, когда оператор проектирования применим для ряда сис тем или подкомплексов, выполняется типовое проектирование. Нахождение (разработка) таких операторов является одной из важнейших задач построения любой системы проектирования.
Укрупненный алгоритм автоматизированного проектирования изделия
При автоматизированном проектировании сложных систем и объектов применяется системно-иерархический подход, ког да сам процесс и объект расчленяются на уровни. На верхнем уровне отражаются только самые общие черты и особенности проектируемого объекта. На каждом последующем уровне разработки степень детализации возрастает.
В соответствии с этапностью создания новой техники в комплексной (интегрированной) САПР выделяются следующие автоматизированные системы: управления процессами про ектирования (АСУПП), проектирования (ДСП), конструирова ния (АСК), технологической подготовки производства (АСТПП), управления технологическими процессами изготовления опытных образцов (АСУТП), комплексных испытаний и обра ботки изделий (АСКИО).
Каждая из функциональных составляющих базируется на едином комплексе средств автоматизации проектирования, включающих обеспечивающие системы типа автоматизиро ванных банков данных (АБД), а также вычислительную систе му, систему информационного обмена, графическую систему и систему разработки машинных программ.
Исходя из особенностей графических работ из состава комплексной САПР выделяют в виде самостоятельной графи ческую подсистему, или подсистему автоматизированного черчения (ПАЧ), обслуживающую все функциональные систе мы. Оперативные средства выполнения графических работ входят в состав комплекса технических средств каждой функ циональной системы, имеющей терминал.
Основу автоматизации стадии конструкторской подго товки производства составляют две функциональные части комплексной САПР: автоматизированная система проекти рования (АСП) и автоматизированная система конструиро вания (АСК).
Автоматизированная система проектирования использует ся как инструментальная подсистема САПР. Она создает про граммы автоматизированного проектирования, и от ее эффек тивности в значительной мере зависит эффективность дей ствия комплексной САПР. Эта система выполняет несколько видов проектных процедур на стадиях разработки техничес кого задания, технических предложений, эскизного и техни ческого проектирования: анализ исходных данных, формиро вание технических характеристик, определение эффективно сти изделия на стадии проработки изделия, когда перед про ектировщиком стоит проблема выбора прототипа будущей новинки на основе упрощенной математической модели. Ре зультатом функционирования АСП является структурная схе ма изделия с данными расчета проектных параметров.
Автоматизированная система конструирования использу ется на этапах технического и рабочего проектирования для проведения уточненных расчетов по всему изделию и отдель ным его элементам, а также изготовления конструкторской до кументации.
Для САПР любого уровня сложности основным структурным элементом является функциональная подсистема. Подсистемы обладают значительной функциональной автономностью и реа лизуют определенный этап (фрагмент) процесса проектирова ния. Однако САПР и их подсистемы взаимоувязаны с различны ми компонентами интегрированных систем управления предпри ятием или объединением (рис. 17.3).
1 - управляющие программы для станков с ЧПУ; 2 - информация для планирования и анализа производства; 3 - нормативно-справочная информация; 4 - информация обмена данными внутри САПР ТПП; 5 - техническая документация
Организационно САПР различного назначения создаются в отделах главных конструкторов, главных технологов и т. п. и взаимодействуют с различными подразделениями и служба ми предприятия.
Технико-экономическое обоснование на стадии проектирования новой техники
Каждый вновь создаваемый вид техники или мероприятие по улучшению освоенной техники должен быть лучше ранее освоенных: он должен давать большую экономию живого и овеществленного труда, быть лучше по качеству и в большей мере удовлетворять потребности в новых или усовершенство ванных видах продукции. Показатели качества вновь создава емой техники должны быть на уровне высших мировых дости жений в данной отрасли.
Новая или усовершенствованная техника должна быть луч ше и эффективнее той, взамен которой она создается и будет производиться, с производственной, эксплуатационной или обеих точек зрения.В первом случае к новой (усовершенствованной) конструк ции предъявляются требования как к объекту производства на заводе-изготовителе. Главным здесь является экономичность производства и минимальные сроки его подготовки и освое ния. Экономичность изготовления каждой новой конструкции зависит от ее технологичности, оттого, насколько прогрессив ными и производительными будут применяемые технологичес кие процессы. Конструкция является технологичной, если она экономична для производства.
При наличии нескольких вариантов конструкции техники, полностью удовлетворяющих эксплуатационным требовани ям, предпочтение отдается более технологичной.
Для выбора наилучшего варианта конструкции имеется ряд показателей технологичности:
• трудоемкость изготовления - абсолютная (на одно изде лие) и относительная (на единицу установленной мощности, производительности, другого показателя);
• материалоемкость или масса конструкции - абсолютная или относительная;
• трудоемкость подготовки изделия к функционированию;
• степень конструктивной стандартизации и унификации;
• капиталовложения в производство новой продукции;
• себестоимость и отпускная цена новой продукции;
• прибыль и рентабельность производства.
Трудоемкость изготовления продукции определяется в процессе ее проектирования и является весьма важным пока зателем. Более технологичной считается та конструкция, ко торая при прочих равных условиях менее трудоемка. Сниже ние трудоемкости изделия на стадии его производства - одна из важнейших задач, которая ставится перед разработчика ми. Большие возможности снижения трудоемкости заложены в правильном выборе современных прогрессивных методов получения заготовок, рациональном выборе квалитетов и клас сов шероховатости. На смену обработки деталей резанием (механообработки) постепенно приходят точные методы фор мообразования деталей - штамповки, прессования, литья под давлением и др.
Материалоемкость характеризует общий расход материа ла на изготовление данной конструкции изделия или удель ную материалоемкость на эксплуатационный параметр. Во многих случаях у конструктора есть возможность при проек тировании детали выбрать материал из двух или даже многих, обеспечивающих одинаковые эксплуатационные свойства де тали, но различные по стоимости, трудоемкости обработки, а иногда способствующие снижению массы изделия.
Повышение определяющего эксплуатационного показате ля изделия, как правило, дает снижение материалоемкости и трудоемкости в расчете на единицу основного параметра. При этом снижение удельной материалоемкости на единицу мощ ности или другого параметра происходит значительно быст рее, чем уменьшение общего расхода материала на единицу изделия.
Трудоемкость подготовки изделия к функционированию определяется в процессе проектирования и зависит от слож ности регулировочно-настроечных процессов, проводимых с целью получения необходимых технико-экономических пара метров. Возможности снижения трудоемкости здесь заложе ны в качестве используемой контрольно-измерительной ап паратуры и специальных стендов для испытаний.
Степень конструктивной стандартизации и унификации - это показатель, характеризующий конструкцию изделия с точ ки зрения реализации в ней стандартизированных и унифици рованных деталей, что приводит к повышению объема выпус ка однотипных деталей, сборочных единиц, изделий в целом, а также к применению более прогрессивной технологии, а это как следствие позволяет не только существенно снизить тру доемкость изготовления, но и несколько уменьшить материа-лоемкость.
Капиталовложения в производство новой конструкции ха рактеризуют общие затраты на приобретение дополнительно го и изготовление нестандартного оборудования и перепла нировку в производственных цехах, создание производствен ных запасов. Чем меньше потребности предприятия в капита ловложениях, тем технологичнее новая конструкция изделия.
Себестоимость, прибыль и рентабельность новой конструк ции изделия являются обобщающими показателями ее техно логичности.
С производственной точки зрения новая конструкция бу дет считаться технологичной, а следовательно, и эффектив ной в том случае, если дополнительная прибыль (АП), полу ченная в результате освоения, выпуска и реализации новой продукции, обеспечит рентабельность не ниже средней сло жившейся рентабельности на предприятии-изготовителе. Это му условию должно удовлетворять неравенство:
С эксплуатационной точки зрения потребителя новая кон струкция должна обладать следующими показателями:
1) бо лее надежной (долговечной, безотказной, ремонтопригодной и сохраняемой) в эксплуатации;
2) удобной в обслуживании и ремонте эстетичной и безопасной в эксплуатации;
3) эргоно мичной (с точки зрения психологии, физиологии и гигиены труда работников обслуживания);
4) более производительной в единицу времени;
5) более экономичной в потреблении элек троэнергии и капиталовложений эксплуатационников новой продукции;
6) обеспечивать минимальную себестоимость еди ницы работы, выполняемой изделием.
Если эксплуатационные свойства новой техники повыша ются по сравнению с ранее освоенной (заменяемой), то эко номическая эффективность ее определяется путем соизмере ния капитальных вложений потребителя со снижением себе стоимости работы, выполняемой новой техникой. Лучшим при знается вариант с наименьшей суммой приведенных затрат:
После расчета суммы приведенных затрат по вариантам техники можно определить годовой экономический эффект использования новой или усовершенствованной техники.
Эксплуатационная технологичность новой техники может быть определена с помощью нескольких показателей. При этом следует различать показатели технологичности базово го изделия и проектируемого, а также определять уровень тех нологичности как соотношение показателей технологичности проектируемого и базового изделия.
2