ТЕМА 5. ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА
ПЛАН
1. Жизненный цикл изделий.
2. Организация конструкторской подготовки производства.
3. Организация технологической подготовки производства.
4. Организация освоения новых изделий.
5. Планирование технической подготовки.
1. Жизненный цикл изделий
Жизненный цикл изделия – это совокупность процессов создания и последовательного изменения состояния продукта от формирования требований к нему до окончания его эксплуатации или потребления.
Жизненный цикл имеет свою структуру:
1-я стадия – исследование и проектирование;
2-я стадия – изготовление и реализация;
3-я стадия – эксплуатация (потребление).
Каждая стадия имеет несколько этапов.
1-я стадия
1 этап. Это научно-исследовательские работы. Сначала идут фундаментальные исследования, открывающие объективные закономерности и явления окружающего мира. Затем следуют поисковые работы (поиск возможного применения результатов фундаментальных исследований). И, наконец, прикладные разработки.
2 этап. Это разработка технического задания на проектирование нового изделия, т.е. вырабатываются технические требования и экономические параметры.
3 этап. Конструкторская подготовка нового изделия.
4 этап. Технологическая подготовка нового изделия. Его освоение производством.
2-я стадия
5 этап. Производство изделия.
6 этап. Хранение, реализация, транспортировка и монтаж.
3-я стадия
7 этап. Эксплуатация изделия.
8 этап Утилизация изделия.
Этапы 2-4 составляют техническую подготовку новых изделий и их освоение производством.
Техническая подготовка производства состоит из 2-х частей, протекающих параллельно-последовательно:
1. конструкторская подготовка;
2. технологическая подготовка.
Техническая подготовка может вестись:
ü специализированными конструкторскими учреждениями (КБ – конструкторское бюро), техническими институтами;
ü конструкторско-технологическими службами предприятий-изготовителей.
2. Организация конструкторской подготовки производства
Задачи конструкторской подготовки производства:
1. создание совершенных изделий с высокими эксплуатационными свойствами и дешевых в производстве (конкурентоспособные изделия);
2. модернизация уже выпускаемой продукции;
3. сокращение длительности и уменьшение стоимости подготовки производства.
Для упорядочения организации конструкторских разработок в СССР была создана Единая система конструкторской документации (ЕСКД).
Этапы конструкторской подготовки производства:
1. техническое задание;
2. техническое предложение;
3. эскизный проект;
4. технический проект;
5. рабочий проект;
6. создание опытного образца (только при массовом и крупносерийном производстве).
Техническое задание. Обосновывается целесообразность создания нового изделия. Приводятся исходные данные для проектирования: масса, мощность, скорость, потребление горючего, производительность, габариты, к.п.д. и т.д.
Если имеются аналоги за рубежом, то сравниваются с лучшими зарубежными и отечественными образцами того же назначения.
Указывается перспективная потребность в изделии, годовой выпуск. Делается предварительный расчет экономической эффективности.
Выдается заказчиком, либо разрабатывается на предприятии.
Техническое предложение. Содержит варианты возможных решений, их сравнительную оценку. Если имеется заказчик, то эти решения вместе с ним обсуждаются, выбирается одно, удовлетворяющее заказчика решение, которое им и утверждается.
Если заказчика нет, то эти функции выполняет технический совет предприятия.
Выбранный вариант является базой для дальнейших разработок.
Эскизный проект. Выбирается компоновка узлов изделия, разрабатывается кинематическая (передача движения от источника энергии до рабочих частей изделия), электрическая схемы. Определяется внешний вид изделия. Уточняется экономическая эффективность.
Технический проект. Проводится деталировка узлов, расчет узлов и деталей на прочность и надежность, производится выбор материала и вида заготовки.
Рабочий проект. Создание рабочих чертежей по всем видам обработки с указанием чистоты и точности обработки, допусков и посадок.
Создаются сборочные чертежи и все конструкторские документы. Проставляются технические условия (ТУ). Устанавливаются способы испытания деталей и узлов, изделия в целом, составляются спецификации материалов, покупных изделий, отливок, заготовок, конструкций.
В единичном, мелкосерийном и среднесерийном производствах конструкторская подготовка на этом завершается..
Исправление недостатков конструкции в этих типах производства осуществляется:
1. в единичном и мелкосерийном – в процессе производства изделия.
2. в среднесерийном производстве испытаниям подвергают первое изделие серии.
В массовом и крупносерийном производствах конструкторская подготовка имеет еще один этап.
Создание и испытание опытного образца. Испытание ведется либо на стендах, либо на специальных полигонах. Составляется «Акт дефектов». Для устранения дефектов пересматривается конструкция, а затем изменения вносятся в конструкторскую документацию. Только потом приступают к массовому или крупносерийному производству изделий.
Технологичность конструкций
Технологичной называют конструкцию, которая позволяет изготовлять и эксплуатировать изделие с минимальными издержками.
Различают производственную и эксплуатационную технологичность. Уровень каждой из них можно оценить рядом показателей.
Показатели производственной технологичности изделия:
ü удельная материалоемкость;
ü коэффициент использования материалов;
ü удельная трудоемкость;
ü удельная энергоемкость;
ü удельная масса;
ü удельная себестоимость;
ü уровень унификации изделия.
Показатели эксплуатационной технологичности изделия:
ü удельная трудоемкость профилактического обслуживания;
ü удельные затраты на профилактическое обслуживание;
ü удельная трудоемкость ремонтов;
ü удельные затраты на ремонты.
Уровень технологичности – не абсолютное понятие: технологичное изделие в условиях единичного и мелкосерийного производства может быть абсолютно нетехнологичным при массовом выпуске.
К нетехнологичным следует относить изделия, изготовление которых известными в данный момент средствами либо невозможно, либо вызывает существенное и неоправданное усложнение технологических процессов, ведет к увеличению трудоемкости и материалоемкости продукции.
Эргономические и эстетические требования к изделиям
При проектировании машин и оборудования необходимо придавать большое значение его эргономическим качествам, т.е. рациональности конструкции с точки зрения психологии и физиологии труда. В процессе проектирования необходимо добиваться максимального согласования конструкции изделия с психофизиологическими свойствами человека, который его обслуживает (использует), с целью определения оптимальных условий функционирования системы «человек-машина».
При проектировании новых изделий следует учитывать и эстетические требования к формам, качеству отделки и т.д. Приятный внешний вид изделия увеличивает спрос на него, при работе (использовании) положительно влияет на психику человека, повышая тем самым его производительность.
Унификация и стандартизация изделий и их элементов
Унификация – это сведение неоправданного множества к определенному ряду.
Унификация осуществляется через стандартизацию.
Унификация изделий и их элементов значительно повышает эффективность изделия на всех этапах его жизненного цикла.
Экономические выгоды от увеличения уровня унификации изделий:
ü в области технической подготовки производства: чем меньше оригинальных деталей, тем меньше объем и сроки конструкторско-технологической подготовки;
ü в области производства: оригинальные детали изготовляются единичным способом, стандартные – серийным;
ü в области эксплуатации: повышается ремонтоспособность изделия.
Уровень унификации изделия определяется по формуле:
К ун.= Д ун./Д общ.,
где Д общ. – общее количество деталей в изделии;
Д ун. – число стандартных и уже ранее освоенных данным предприятием деталей.
С унификацией связаны в машиностроении такие прогрессивные методы конструирования как разработка параметрических рядов машин и использование метода агрегатирования.
Параметрический ряд машин – это совокупности изделий, одинаковых по назначению, конструкции, кинематике, рабочему процессу, но различные по габаритным, мощностным или другим эксплуатационным характеристикам.
Создаются эти ряды на основе рядов предпочтительных чисел (ГОСТ 8032-84).
Эффект достигается за счет того, что все стадии конструкторской подготовки (кроме рабочего проекта) выполняются только один раз.
Агрегатирование - это создание изделий путем компоновки их из ограниченного числа унифицированных элементов (узлов).
Эффект достигается за счет того, что конструкции унифицированных элементов уже разработаны, производство их ведется серийно, изделие можно разобрать и, используя его детали (узлы) собрать новое (как элементы детского конструктора).
Пути ускорения конструкторской подготовки производства:
1. Научная организация труда конструкторов
ü разделение труда конструкторов;
ü совершенствование организации рабочих мест;
ü совершенствование информационного обслуживания;
ü правильная оплата и стимулирование труда конструкторов.
2. Механизация и автоматизация проектирования.
3. Механизация чертежно-графических работ.
4. Механизация поиска информации.
5. Конструкторская унификация изделий и их элементов.
Основы организации чертежного хозяйства
1. Классификация чертежей
Все конструкторские документы делятся на 2 группы:
Ø чертежи;
Ø текстовые документы.
Чертежи подразделяются:
ü оригиналы – первичный чертеж, выполненный на любом материале и предназначенный для изготовления подлинников, т.е. это авторские документы;
ü подлинники – копии оригиналов, оформленные подписями, выполненные на любом материале, позволяющем снимать копии;
ü дубликаты – копии подлинников;
ü копии (синьки) – документы, снятые с подлинников или дубликатов, предназначенные для использования в производстве;
ü чертежи-слепыши – чертежи на стандартные детали (без размеров).
2. Индексация чертежей
a) предметная система: шифр изделия + шифр узла + шифр детали + признаки (габариты) детали. Например, 64.08.31.052.
Достоинства: легко запоминается, сразу видна принадлежность к изделию.
Недостатки: одинаковые детали в разных изделиях имеют разные шифры, а это затрудняет унификацию и групповой запуск одинаковых деталей из различных изделий.
б) обезличенная система: класс детали + подкласс + группа + подгруппа + вид детали. Например, класс деталей – тела вращения,
подкласс – полые,
группа – тонкостенные,
подгруппа – толщина стенки до 30 мм,
вид детали – толщина стенки детали 22 мм.
Обычно это требует классификации деталей по конструктивному подобию. Чаще используется десятичная система:
10 классов,
в каждом классе 10 подклассов,
в подклассе – 10 видов или групп,
в группе – 10 подгрупп.
Достоинства: одинаковые детали в разных изделиях имеют одинаковый шифр, легко унифицировать и вести групповой запуск.
Недостаток: плохо запоминается.
3. Хранение и учет конструкторских документов.
Все виды документов регистрируются в инвентарных книгах, по ним ведется полный учет. Ряд документов в производство не поступает (подлинники, дубликаты). Они хранятся в отделе технической документации.
При предметной индексации – хранятся по изделиям; при обезличенной – по классам, подклассам и т.д. Хранение осуществляется в технических архивах.
4. Внесение изменений.
Вносить изменения имеет право только авторский коллектив. Изменения должны быть согласованы с заказчиком и утверждены им.
Изменения вносят на основании «Извещения об изменениях».
Изменение текстовой информации ведется путем зачеркивания сплошной тонкой линией изменяемой информации и проставления рядом новой информации. Графическая часть обводится тонкой чертой по замкнутому контуру и крестообразно зачеркивается сплошными линиями, а измененный участок чертежа выполняют рядом на свободном поле чертежа.
Изменения фиксируются в таблице изменений штампа чертежа: дата, номер извещения, причина и шифр изменений. Кроме того учет изменений ведется в журнале учета «Извещений об изменениях»
3. Организация технологической подготовки производства
Функции технологической подготовки производства.
Технологическая подготовка производства регламентируется «Единой системой технологической подготовки производства» (ЕСТПП).
Основные задачи технологической подготовки производства:
1. организация и управление процессом ТПП;
2. контроль технологичности изделий;
3. разработка новых и совершенствование действующих техпроцессов;
4. проектирование и изготовление технологической оснастки.
Этапы ТПП:
1. Входной контроль чертежей на технологичность деталей.
2. Выбор вида заготовки.
3. Разработка цехового маршрута детали.
4. Разработка технологии обработки детали в каждом цехе.
4.1. Расчет материальных нормативов.
4.2. Разработка пооперационной технологии, а затем по каждой операции:
Ø выбор оборудования;
Ø выбор режимов обработки;
Ø выбор инструмента и оснастки;
Ø нормирование трудоемкости;
Ø расчет сдельного расценка.
5. Проектирование и изготовление оснастки.
6. Создание технологической документации.
7. Выверка, отладка, внедрение технологии.
В зависимости от типа производства ТПП проводится с разной степенью детализации. В единичном и мелкосерийном производстве – укрупненно: указывается лишь операция, наличие оснастки и норма времени. В массовом и серийном производстве – операция разбита на элементы, имеются специальные карты по наладке и оснастке.
Об уровне тщательности разработки технологии в разных типах производства свидетельствует удельный вес ТПП в трудоемкости технической подготовки:
в массовом и крупносерийном – 60-75%,
в серийном – 50-55%,
в единичном и мелкосерийном – 20-25%.
Технологическая документация
Виды документов диктуются ЕСТПП. Всего 14 разновидностей:
1. маршрутная карта (МК);
2. карта эскизов (КЭ);
3. технологическая инструкция (ТИ);
4. комплектовочная карта (КК);
5. ведомость расцеховки (ВР);
6. ведомость оснастки (ВО);
7. ведомость материалов (ВМ);
8. ведомость к типовому процессу операции (ВТО);
9. ведомость технологических документов (ВТД);
10. карта технологического процесса (ВТП);
11. карта типового техпроцесса (КТТП);
12. операционная карта (ОК);
13. операционная карта типовая (ОКТ);
14. ведомость операций (ВОП).
Документы 1, 7, 10 есть во всех типах производства.
Технологическая дисциплина
Технологическая дисциплина - точное соблюдение утвержденного технологического процесса изготовления продукции на всех стадиях процесса и на всех рабочих местах.
Технология утверждается директором предприятия или главным инженером.
Внесение любых изменений – только после письменного разрешения, подписанного главным инженером (а иногда и заказчиком).
Временное отступление от действующей технологии может разрешаться главным технологом после согласования с ОТК и утверждения главным инженером.
За нарушение технологии виновных привлекают к материальной и административной ответственности.
Контроль за соблюдением технологии возлагается на мастера, ОТК и технологов.
Пути ускорения ТПП:
1. Повышение уровня технологичности изделия при конструкторской подготовке производства.
2. Параллельное решение вопросов конструкторской и технологической подготовки.
3. Типизация технологических процессов.
4. Применение группового метода обработки.
5. Унификация технологической оснастки.
4. Организация освоения новых изделий
Освоение производства новых изделий – это начальный период производства новой продукции, в течение которого достигаются проектные технико-экономические показатели.
Выделение этого периода целесообразно только в массовом и серийном производстве (стабильность номенклатуры).
Осуществить переход предприятия на новое изделие можно тремя основными способами:
ü последовательным методом;
ü параллельно-последовательным;
ü параллельным.
Последовательный метод характеризуется тем, что полностью прекращается производство старого изделия. Затем на том же оборудовании и площадях выполняются работы по перепланировке и монтажу оборудования и транспортных средств, а по завершению этих работ начинается и наращивается производство новых изделий.
Параллельно-последовательный метод. Широко применяется в массовом производстве при освоении новой продукции, существенно отличающейся по конструкции от снимаемой. На предприятии создаются дополнительные мощности, на которых начинается освоение нового изделия. В основном производстве продолжается выпуск старого изделия.
После завершения начального периода освоения нового изделия происходит кратковременная остановка основного производства и дополнительных мощностей, в течение которой происходит передача оборудования и его монтаж в основных цехах. Затем производится выпуск новой продукции.
Параллельный метод применяется в массовом производстве. Характеризуется постепенным замещением снимаемой продукции новой. Обычно используется в случае высокого уровня унификации заменяемого и осваиваемого изделий. Сущность метода заключается в том, что происходит обновление не конечного продукта в целом, а только его элементов (узлов). В период параллельного производства выпускаются переходные модели изделий. Когда замещен выпуск всех узлов, начинается выпуск нового изделия.
5. Планирование технической подготовки
Методы планирования:
ü нормативный;
ü вероятностный.
Плановые нормативы
Определение нормативов на творческие работы, характерные для конструкторских и технологических разработок, связано с серьезными трудностями. В этой связи используются, в основном, опытно-статистические, т.е. сложившиеся на практике нормативы.
Если нормативов нет, можно прибегнуть к экспертной оценке.
Различают 2 вида нормативов:
ü объемные;
ü трудовые.
Первый вид нормативов позволяет определить объемы работ в натуральном выражении.
Вторая группа нормативов позволяет определить трудоемкость этих объемов работ.