Организация конструкторской подготовки производства

    Подготовка  производства представляет собой комплекс взаимосвязанных мероприятий, обеспечивающих создание новых и совершенствование  выпускаемых видов продукции, внедрение  передовой технологии, эффективных  методов организации труда, производства и управления.

    Подготовка  производства включает следующие стадии:

• проведение исследований, связанных с подготовкой нового производства;
• проектирование новой и совершенствование выпускаемой продукции;
• технологическую подготовку производства;
• организационно-эксплуатационную подготовку производства.

    Главная задача подготовки производства –  создание и организация выпуска  новых конкурентноспособных изделий.

    На  стадии проектирования осуществляется конструкторская подготовка производства, в процессе которой определяется характер продукции, ее конструкция, физико-химические свойства, внешний вид, технико-химические и другие показатели.

    Конструкторская подготовка производства представляет собой совокупность процессов, целью  которых является подготовка предприятия  к промышленному выпуску новой  продукции с обеспечением заложенных при конструировании технико-экономических  параметров этой продукции.

    Целями  конструкторской подготовки производства являются:

• повышение качества и конкурентноспособности продукции;
• обеспечение высокой технологичности конструкции на основе унификации и стандартизации деталей и узлов изделий, что позволяет сократить трудовые и материальные затраты на проектирование и изготовление изделия;
• снижение себестоимости новой продукции за счет совершенствования конструкции изделия, уменьшения расхода сырья и материалов на единицу продукции, снижения эксплуатационных затрат, связанных с использованием продукции;
• обеспечение охраны труда и техники безопасности, а также удобств при использовании и ремонте изделий.

    Конструкторская подготовка производства является продолжением опытно-конструкторской разработки нового изделия. Данное положение справедливо однако лишь для серийного и массового производства. Что касается единичного производства, то подготовка технической документации на новую продукцию в этом случае полностью завершается на стадии опытно-конструкторской разработки.

    Конструкторская подготовка применительно к условиям серийного и массового производства включает в себя несколько этапов:

1. Техническое задание разрабатывается на проектирование нового изделия либо изготовителем продукции, либо заказчиком (потребителем). Указываются технические и эксплуатационные характеристики изделия: производительность, размеры, скорость, надежность, долговечность и др. Приводится сравнение о характере производства, условия хранения, ремонта, транспортировки новой продукции. При разработке технического задания используются результаты НИОКР, изучения патентной информации, маркетинговых исследований, анализа существующих аналогов и условий их эксплуатации.
2. Техническое предложение разрабатывается в случае, если техническое задание на разработку нового изделия изготовителю выдал заказчик. После согласования и утверждения технического предложения разрабатывается (если это необходимо) эскизный проект с указанием объема и состава работ.
3. Эскизный проект содержит графическую часть и пояснительную записку. В графическое части представлены принципиальные конструктивные решения с указанием назначения и основных параметров продукта, чертежи, функциональные блоки, электрическая часть. Здесь же разрабатывается документация для изготовления макетов, осуществляется их изготовление и испытание с коррекцией (если необходимо) конструкторской документации. В пояснительной записке представляются расчеты основных параметров конструкции, описание эксплуатационных особенностей, график работ по технической подготовке производства. Составляются ведомости спецификаций материалов и комплектующих изделий на опытные образцы.
4. Технический проект разрабатывается на базе утвержденного эскизного проекта, предполагает выполнение расчетной и графической частей, уточнения технико-экономических показателей создаваемого продукта. Чертежи согласуются с технологами. В пояснительной записке представлены расчеты основных параметров сборочных единиц, описание принципов работы изделия, обоснование выбора материалов и защитных покрытий. Изготавливается опытный образец. Технический проект проходит те же стадии согласования и утверждения, что и техническое задание.
5. Рабочий проект развивает и конкретизирует технический проект. Рабочий проект может иметь 3 уровня:

• Разработка рабочей документации опытной партии (опытного образца) – разработка конструкторской документации на изготовление опытной партии; изготовление и испытание опытной партии; корректировка технической документации по результатам заводских или государственных испытаний.
• Разработка рабочей документации установочной серии – изготовление и заводские испытания установочной серии изделий; испытания установочной серии в реальных условиях; техническая подготовка производства, корректировка конструкторской и технической документации документации по результатам изготовления и испытания.
• Разработка рабочей документации установившегося серийного или массового производства – изготовление и испытание головной или контрольной серии изделий; окончательная отработка технологических процессов и документации, нормативов расхода материалов, рабочего времени. Окончательная корректировка конструкторской документации.

    Достаточно громоздкий порядок конструкторской подготовки производства в массовом или крупносерийном производстве дает большой экономический эффект. За счет тщательной отработки конструкции изделия и его отдельных частей обеспечиваются максимальная технологичность в производстве, надежность и ремонтопригодность в эксплуатации.

    Круг  работ, выполняемых на разных стадиях, может отличаться от рассмотренного выше в зависимости от типа производства, сложности изделия, степени унификации, уровня кооперирования и ряда других факторов.

    В процессе конструкторской подготовки производства решают две важные задачи: повышение степени унификации и  стандартизации конструкции и обеспечение  технологичности изделия.

    Конструкторская унификация представляет собой комплекс мероприятий, направленных на устранение неоправданного многообразия типов  и конструкций изделий и их составных частей. Этот процесс позволяет  компоновать изделие из ограниченного  количества унифицированных элементов, снижая тем самым трудоемкость конструкторских  работ, их сроки и стоимость. Основными  способами конструкторской унификации являются:

• сокращение номенклатуры изделий, сборочных единиц и узлов, имеющих одинаковое или сходное эксплуатационное назначение и параметры;
• заимствование отдельных деталей, узлов для нового продукта из числа ранее освоенных в производстве на основе конструктивной преемственности;
• создание параметрических рядов (гамм) продуктов, аналогичных по конструктивному решению, но различных по габаритным размерам, мощности и другим эксплуатационным параметрам;
• типизация форм и размеров деталей и заготовок, профилей и марок используемых материалов.

    Наиболее  полное воплощение унификация находит  в стандартизации. Международная  организация по стандартизации (ИСО) приняла следующее определение  стандартизации: "Стандартизация —  это процесс установления и применения правил с целью упорядочения деятельности в данной области на пользу и при  участии всех заинтересованных сторон, в частности для достижения всеобщей максимальной экономии, с соблюдением  функциональных условий и требований безопасности". Стандарты устанавливают  обязательные для выполнения нормы, образцы, типы решений и распространяются не только на конструкцию продукта, но на все другие факторы производства.

    Стандартизация  позволяет избежать необоснованного  многообразия в качестве, типах и  конструкциях изделий, формах и размерах деталей и заготовок, профилях и  марках материалов, технологических  процессах и организационных  методах. Стандартизация является одним  из действенных средств ускорения  научно-технического прогресса, повышения эффективности производства и роста производительности труда конструкторов.

    Действующая в России система стандартизации предусматривает три категории (уровня) стандартов: государственные стандарты (ГОСТ), отраслевые стандарты (ОСТ) и  стандарты предприятий (СТП).

    ГОСТ  — основная категория стандартов, установленных государственной  системой стандартизации.

    ОСТ устанавливается на продукцию, не относящуюся  к объектам государственной стандартизации, например на инструмент, технологическую  оснастку, специфические для данной отрасли технологические процессы, а также на нормы, правила, требования, термины и обозначения, регламентация  которых необходима для обеспечения  взаимосвязи в производственно-технической деятельности предприятий и организаций отрасли. Они обязательны для всех предприятий и организаций данной отрасли.

    Стандарты предприятий устанавливаются на продукцию одного или нескольких предприятий с целью создания максимального числа сходных, геометрически  подобных либо аналогичных элементов  в изделиях не только одного, но и  различного назначения.

    Стандарт  — это устойчивый образец, он закрепляет достижения в области технического прогресса и новой техники, которые  разработаны, проверены и могут  быть применены в широком масштабе в промышленности, на транспорте, в  сельском хозяйстве и др. Он является строго обязательным. При проектировании новых машин в первую очередь  должны быть применены изделия и  нормы из государственных стандартов.

    Основными видами государственных стандартов в машиностроении являются:

• стандарты технических условий (определяют качество продукции, содержат потребительские характеристики, правила приемки, методы проверки качества, требования к маркировке, упаковке, транспортировке, хранению);
• стандарты параметров или размеров (содержат параметрические ряды конструкций, т.е. ряды основных показателей, построенные в определенной математической закономерности);
• стандарты типов и основных параметров (содержат не только параметрические ряды, но и дополнительные характеристики, например конструктивные схемы, компоновки и т.д.);
• стандарты конструкций и размеров (устанавливают конструктивные решения и основные размеры для унификации);
• стандарты марок (устанавливают номенклатуру и обозначение марок материалов, их химический состав, физико-механические свойства);
• стандарты сортамента (устанавливают размеры, геометрическую форму, требования к точности и т.д.);
• стандарты технических требований (охватывают эксплуатационные характеристики конструкции — требования безопасности, удобства эксплуатации, технической эстетики; нормы надежности, долговечности, устойчивости к внешним воздействиям);
• стандарты правил эксплуатации и ремонта;
• стандарты типовых технологических процессов;
• стандарты организационного типа (внедрение передовых примеров и методов выполнения работ).

    В процессе проектирования конструктор  обязан широко использовать все стандарты, относящиеся к проектируемому объекту. Особенно эффективно применение стандартных  деталей, узлов и агрегатов, изготавливаемых  в централизованном порядке на специализированных заводах.

    Эффективной формой конструирования новой продукции  на базе принципов стандартизации и  унификации является агрегирование (агрегатирование).

    Агрегирование представляет собой проектирование посредством компоновки изделия  из ограниченного числа унифицированных  элементов (модулей). Агрегирование  позволяет создавать сборно-разборное оборудование, 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 конструкции оборудования. Использование модульного проектирования существенно сокращает сроки проведения и затраты на разработку продукта, позволяет использовать современные системы автоматизированного конструирования.

    Для количественной оценки уровня конструктивной унификации и стандартизации используют три показателя: коэффициент преемственности, коэффициент повторяемости и коэффициент межпроектной унификации.

    Коэффициент преемственности рассчитывается по отдельным изделиям как отношение  количества заимствованных (унифицированных) комплектующих элементов (Э3) к общему количеству составных частей изделия (Эо): 

    Коэффициент преемственности отражает применение в конструкции нового изделия, узлов  и деталей ранее освоенных  изделий, которые хорошо зарекомендовали  себя в работе и применение которых  не отразится негативно на качестве новых конструкций.

    Коэффициент повторяемости также рассчитывается по отдельным изделиям и характеризует  насыщенность изделия повторяющимися составными частями: 

    где Эп — количество повторяющихся элементов  конструкций.

    Данный  коэффициент отражает уровень внутрипроектной  унификации изделия и степень  взаимозаменяемости его составных  частей.

    Коэффициент межпроектной унификации определяется по группе сходных изделий и отражает степень взаимозаменяемости внутри этой группы: 

    где Эол — количество одинаковых составных  элементов для всех изделий группы; Эобщ — общее количество составных элементов для всех изделий группы.

    Новая или усовершенствованная техника  должна быть лучше и эффективнее  той, взамен которой она создается  и будет производиться, с производственной, эксплуатационной или обеих точек  зрения. При наличии нескольких вариантов  конструкции техники предпочтение отдается более технологичной. Различают  производственную и эксплуатационную технологичность.

    Производственная  технологичность — это совокупность свойств изделия, характеризующая  степень соответствия конструкции  изделия организационно-технологическим условиям его производства. Главным здесь является экономичность производства и минимальные сроки его подготовки и освоения. Экономичность изготовления каждой новой конструкции зависит от того, насколько прогрессивными и производительными будут применяемые технологические процессы. Конструкция является технологичной, если она экономична для производства.

    Существуют  три группы показателей для оценки уровня производственной технологичности.

    1.Конструктивные  показатели (масса изделия, количество  и разнообразие его составных  частей, уровень унификации и  стандартизации, разнообразие используемых  материалов и др.).

    2.Технологические  показатели (трудоемкость и материалоемкость  изготовления изделия, нормы расхода  материалов, выход годной продукции,  длительность производственного  цикла).

    3.Экономические  показатели (себестоимость и отпускная  цена новой продукции, объем  капиталовложений в разработку  и изготовление этой продукции,  прибыль и рентабельность производства).

    Эксплуатационная  технологичность отражает степень  соответствия нового изделия условиям его эксплуатации. Здесь учитываются  надежность и долговечность конструкции, трудоемкость профилактического и  ремонтного обслуживания нового изделия.

    В настоящее время широкое и  вполне оправданное развитие получила система автоматизированного проектирования (САПР). Во многих случаях эта система  является единственно возможной  при конструировании новых изделий (например, интегральных микросхем).

    Автоматизированное  проектирование позволяет исключить  субъективизм при принятии решений, значительно повысить точность расчетов, выбрать варианты для реализации на основе строгого математического  анализа, значительно повысить качество конструкторской документации и  производительность труда проектировщиков, снизить трудоемкость и сроки  конструкторской и технологической  подготовки производства.

    Автоматизированное  проектирование требует некоторого набора специальных видов обеспечения:

1. Математическое – комплекс математических методов, моделей и алгоритмов.
2. Программное – является производным от математического обеспечения и представляет собой комплекс всех программ и эксплуатационной документации к ним.
3. Лингвистическое – представляет собой комплекс специальных языковых средств проектирования, предназначенных для общения человека с техническими и программными компонентами САПР (АЛГОЛ, ФОРТРАН и др.)
4. Информационное – включает информацию о прототипах проектируемых изделий или процессов, используемых материалах и инструментах, о правилах и нормах проектирования.
5. Организационное – обеспечивает взаимодействие проектирующих и обслуживающих служб, устанавливает ответственность специалистов за определенные виды работ. Оформляется в виде инструкций, приказов, штатных расписаний.
6. Техническое – комплекс технических средств, используемых при автоматизированном проектировании и для поддержания в работоспособном состоянии средств автоматизации.

    Главными  условиями возможности и целесообразности создания САПР являются: единство принципов  построения объектов проектирования; высокий уровень типизации и  стандартизации элементов, из которых  компонуют объекты проектирования; высокая степень унификации процессов  проектирования; большой объем проектных  работ при индивидуальных требованиях  к объектам проектирования.

    С появлением средств машинной графики  — графических дисплеев, графопостроителей, графических печатающих устройств (плоттеров), кодировщиков и др. —  стало возможным автоматизировать наиболее трудоемкие процессы проектирования изделий и технологий.

    Создание  новых образцов продукции предполагает обязательное использование патентной  информации. Недостаточная осведомленность  исследователей и разработчиков  новой техники и технологии о  результатах уже выполненных работ порождает дублирование разработок, вызывает неоправданные затраты времени и ресурсов.

    Чтобы избежать этих нежелательных явлений, вся научно-информационная деятельность в нашей стране систематизирована. Действует широкая сеть органов научно-технической информации, в частности отраслевые, межотраслевые органы и подразделения на предприятиях, в научно-исследовательских институтах, проектных организациях и других подразделениях.

    Патентная информация — это совокупность сведений о результатах научнотехнической  деятельности, содержащихся в описаниях, прилагаемых к заявкам на изобретение, открытие, промышленный образец или другой объект промышленной собственности, а также сведения об охранных документах и правовом статусе патентообладателей. Это первичная патентная информация. Центральный государственный патентный фонд первичной информации сосредоточен во Всероссийской патентно-технической библиотеке, он рассылает копии патентной документации по отраслевым и территориальным патентным фондам.

    Первичная патентная информация отличается достоверностью, новизной и практической полезностью  содержащихся в ней научно-технических сведений, что подтверждается государственной экспертизой.

    Наряду  с первичной существуют различные  формы более широкой вторичной  патентной информации, в том числе  реферативная, сигнальная, обзорная, отсылочная и библиографическая, которая создается  на основе уже изданных описаний. Эти  виды информации во многих случаях  значительно удобнее официальных  публикаций.

    Патентная и научно-техническая информация на стадиях НИР и ОКР используется для следующих целей:

• оценка технического уровня разработок путем их сопоставления с последними запатентованными объектами;
• прогнозирование тенденций развития научного направления, объектов техники и технологий производства;
• оценка патентоспособности выполняемых разработок;
• проверка патентной чистоты выполняемых разработок и возможности патентования их за рубежом.

    Следует заметить, что потребность в патентной  научно-технической информации, помимо абсолютно объективных предпосылок, в значительной степени формируется субъективными обстоятельствами, а именно индивидуальными особенностями разработчиков (исследователей, конструкторов и технологов), их общим и специальным образованием, профессиональной квалификацией, служебным положением, уровнем информационной культуры, психологическими особенностями.

    Основным  органом управления конструкторской  подготовкой производства на предприятии  является отдел главного конструктора (ОГК).

    В последнее время появилась новая  форма организации проектно-конструкторских подразделений — проблемная группа. Такая группа формируется из работников различных специальностей (конструкторов, технологов, экономистов, специалистов по надежности, эргономике, технической эстетике и др.) для комплексного решения конкретной задачи. Эта форма организации позволяет значительно сократить цикл конструкторской подготовки, повысить качество разработки. В то же время она сопряжена с трудностями, связанными с периодическим набором и роспуском группы. 
 
 
 
 
 
 
 

    ОРГАНИЗАЦИЯ КОНСТРУКТОРСКОЙ  ПОДГОТОВКИ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ НА БАЗЕ S-20 ДЛЯ МАЛОГО БИЗНЕСА 

    Офис  компании занимает арендованное помещение  площадью около 200 кв. м. на первом этаже  жилого здания с отдельным входом с улицы. В офисе девять помещений: вестибюль, 2 приемных (помещения 5 и 6), в которых 8 сотрудников ведут  прием посетителей, касса (помещение 7), а также 5 кабинетов, где прием  посетителей не ведется.

    Окна  помещений 1–5 оборудованы решетками. Окна помещений 6–8 оборудованы металлическими жалюзи. Входная металлопластиковая дверь с заполнением в виде стеклопакета оборудована металлическими жалюзи. Высота потолков во всех помещениях — 2,7 м, подвесные потолки отсутствуют. В вестибюле дежурит администратор  офиса. Входная дверь оборудована  интеркомом, приемная панель интеркома  устанавливается на рабочем месте  администратора офиса.

    Компания  работает с 10 до 20 с перерывом на обед с 13 до 14. В часы работы компании входная дверь открыта для  посетителей. На время обеденного перерыва нахождение посетителей внутри не допускается. Входная дверь закрывается на замок. По окончанию работы администратор  офиса закрывает все жалюзи и  сдает помещение под охрану ВОХР. Аналогично происходит вскрытие помещения.

    Постановка  задач обеспечения  безопасности объекта

    Для обеспечения безопасности офиса  необходимо решить следующие задачи:

    Оборудовать офис пожарной сигнализацией.

    Оборудовать офис охранной сигнализацией.

    Оборудовать системой контроля доступа двери  помещений.

    Организовать  прием посетителей в помещениях приемных и кассы.

    Установить  камеры видеонаблюдения в холле.

    Техническое предложение для  решения поставленных задач объекта

1. Установка охранной и пожарной сигнализации.

    Для организации систем охранной и пожарной сигнализации с учетом характеристик  объекта необходимо 3 шлейфа сигнализации:

    Шлейф пожарной сигнализации.

    Шлейф охранной сигнализации для подключения  охранных извещателей.

    Шлейф охранной сигнализации для подключения  кнопок тревожной сигнализации в  помещении кассы и вестибюля.

    Прибор  охранно-пожарной сигнализации должен иметь возможность передачи извещения  о тревожной ситуации на пульт  центрального наблюдения вневедомственной охраны. Это требование обусловлено  сдачей помещений компании на охрану ВОХР.

    Шлейф пожарной сигнализации состоит из пожарных дымовых извещателей типа ИП-212. Количество и места установки пожарных извещателей  определяются в соответствии с Нормами  пожарной безопасности (НПБ).

    Шлейф охранной сигнализации состоит из объемных извещателей типа «Фотон». Установка  извещателей, срабатывающих на разбитие стекла, нецелесообразна ввиду оборудования всех окон решетками или металлическими жалюзи. Шлейфы пожарной и охранной сигнализации подключаются к контроллеру  безопасности помещения PERCo-CS01. Для  обеспечения его бесперебойной  работы используется источник бесперебойного питания БИРП 12/2.

    Шлейфы  пожарной и охранной сигнализации подключаются к контроллеру безопасности помещения PERCo-CS01. Для обеспечения его бесперебойной  работы потребуется источник бесперебойного питания БИРП 12/2.

    Кнопки  тревожной сигнализации устанавливаются  в помещении кассы и в вестибюле  и предназначены для вызова сотрудников  ВОХР в рабочее время в случае возникновения тревожной ситуации.

2. Оборудование системой контроля доступа дверей помещений, организация приема посетителей.

    Вход  в служебные помещения: