Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Проектирование в НИОКР

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………….

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ В НИОКР………………………………………………..

1.1. Организация конструкторской подготовки производства……………….

1.1.1. Основные задачи и этапы проектно-конструкторской подготовки…..

1.1.2. Технико-экономическое обоснование на стадии проектирования новой техники………………………………………………………………………..

1.2. Предпроектные исследования, их содержание и общая характеристика..

1.3. Методы скоростного проектирования и освоения выпуска новой продукции……………………………………………………………………………

1.4. Внедрение систем автоматизированного проектирования……………….

2. РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА………………………………………..

2.1. Предварительный этап выполнения РГРК………………………………...

2.2. Основной этап выполнения РГРК………………………………………….

2.2.1. Расчёт трудоёмкости этапов…………………………………………….

2.2.2. Нарастание технической готовности НИР……………………………..

2.2.3. Определение продолжительности выполнения НИР………………….

2.2.4. Расчёт численности исполнителей НИР……………………………….

2.2.5. Линейный график выполнения НИР…………………………………...

2.2.6. Расчёт затрат на проведение НИР……………………………………...

2.3. Заключительный (оценочный) этап выполнения РГРК………………….

2.3.1. Оценка научно-технического уровня НИР…………………………….

3. РАЗРАБОТКА ПРЕДЛОЖЕНИЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ В НИОКР…...

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………..

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………

ВВЕДЕНИЕ

Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, как правило, объединяют общим названием «наука». Это очень широкое понятие, которое охватывает все процессы, связанные с зарождением новой идеи до воплощения её в виде новых теоретических положений, создания новых приборов, механизмов, машин, изделий и т.д.

Под проектом понимается процесс целенаправленного изменения или создания новой технической или социально-экономической системы.

В 60-х и 70-х годах управление проектом возникло в виде сети, основанной на методе критического пути и планирующий технику производства сложных машин и такой продукции, как подводные лодки и космические корабли. Появление микрокомпьютерного программирования в 80-х годах сделало компьютерное планирование и методы контроля доступными для всех видов проектов и организаций. Управление проектом получило всеобщее признание как платформа для разработки новой продукции и сфер обслуживания. В 90-х годах произошло расширение управления проектом в основной бизнес. Проектное планирование и методы контроля всё же преобладают над дисциплиной, но человеческий фактор в управлении проектами приобрёл большую важность. Границы управления проектом раздвинулись, и можно соприкоснуться с каждой нитью организации, включить такие горячие темы, как непрерывное улучшение, параллельные технологии, стратегические изменения и управление несколькими проектами.

В новом тысячелетии управление проектом идеально найдёт своё применение в решении проблем, которые возникнут у глобальных предприятий.

Конструкторская подготовка производства представляет собой совокупность процессов и работ, направленных на разработку конструкторской документации для серийного изготовления новых и совершенствования выпускаемых изделий.

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ В НИОКР

1.1. Организация конструкторской подготовки производства

1.1.1. Основные задачи и этапы проектно-конструкторской подготовки

Основной задачей проектно-конструкторской подготовки производства является создание комплекта чертёжной документации для изготовления и испытания макетов, опытных образцов, установочной серии и документации для установившегося серийного или массового производства новых изделий с использованием результатов прикладных НИР, ОКР и в соответствии с требованиями технического задания.

ГОСТ определяет стадии КПП (конструкторской подготовки производства):

1) Техническое задание – исходный документ, на основе которого осуществляется вся работа по проектированию нового изделия. Оно разрабатывается на проектирование нового изделия либо предприятием-изготовителем продукции и согласуется заказчиком (основным потребителем), либо заказчиком. Утверждается ведущим министерством (к профилю которого относится разрабатываемое изделие).

В техническом задании определяется назначение будущего изделия, тщательно обосновываются его технические и эксплуатационные параметры и характеристики: производительность, габариты, скорость, надёжность, долговечность и другие показатели, обусловленные характером работы будущего изделия. В нём также содержаться сведения о характере производства, условиях транспортировки, хранения и ремонта; рекомендации по выполнению необходимых стадий разработки конструкторской документации и её составу; технико-экономическое обоснование и другие требования.

Разработка технического задания базируется на основе выполненных НИР и ОКР, анализа существующих аналоговых моделей и условий их эксплуатации.

2) Техническое предложение – разрабатывается в том случае, если техническое задание разработчику нового изделия выдано заказчиком. Второе содержит тщательный анализ первого и технико-экономическое обоснование возможных технических решений при проектировании изделия, сравнительную оценку с учётом эксплуатационных особенностей проектируемого и существующего изделия подобного типа.

3) Эскизный проект – разрабатывается, если это предусмотрено техническим заданием или техническим предложением, определяются объём и состав работ.

Эскизный проект состоит из двух частей:

а) графической части, которая содержит принципиальные конструктивные решения, дающие представление об изделии и принципе его работы, а также данные, определяющие назначение, основные параметры и габаритные размеры (чертежи общего вида, функциональные блоки, документация для изготовления макетов и корректировка конструкторской документации).

б) пояснительной записки, которая содержит расчёт основных параметров конструкции, описание эксплуатационных особенностей и примерный график работ по технической подготовке производства.

4) Технический проект – разрабатывается на основе утверждённого эскизного проекта и предусматривает выполнение графической и расчётной частей, а также уточнения технико-экономических показателей создаваемого изделия.

В графической части технического проекта приводятся чертежи общего вида проектируемого изделия, узлов в сборке и основных деталей. Чертежи согласовываются с технологом.

В пояснительной записке технического проекта содержатся описание и расчёт параметров основных сборочных единиц и базовых деталей изделия, описание принципов его работы, обоснование выбора материалов и видов защитных покрытий, описание всех схем и окончательные технико-экономические расчёты. На этой стадии при разработке вариантов изделий изготавливается и испытывается опытный образец.

Технический проект проходит те же стадии согласования и утверждения, что и техническое задание.

5) Рабочий проект – является конкретизацией технического проекта. Эта стадия КПП разбивается на три уровня:

а) разработка рабочей документации опытной партии (опытного образца);

б) разработка рабочей документации установочной серии;

в) разработка рабочей документации установившегося серийного ли массового производства.

Первый уровень рабочего проектирования выполняется в пять этапов:

1 этап – разработка конструкторской документации для изготовления опытной партии, которая передаётся в экспериментальный цех для изготовления по ней опытной партии (опытного образца).

2 этап – изготовление и заводский испытания опытной партии.

3 этап – корректировка технической документации по результатам заводских испытаний опытных образцов.

4 этап – государственные испытания, в процессе которых уточняются параметры и показатели изделия в реальных условиях эксплуатации, выявляются недостатки и устраняются.

5 этап – корректировка документации по результатам государственных испытаний и согласование с технологами вопросов, касающихся классов шероховатости, точности, допусков.

Второй уровень рабочего проектирования выполняется в два этапа:

1 этап – в основных цехах завода изготавливают установочную серию изделий, которая затем проходит длительные испытания в реальных условиях эксплуатации, где уточняют стойкость, долговечность изделия, его деталей и узлов. Запуску установочных серий предшествует технологическая подготовка производства.

2 этап – корректировка конструкторской документации по результатам изготовления, испытания и оснащения технологических процессов изготовления изделий специальной оснасткой; корректировка технологической документации.

Третий уровень рабочего проектирования выполняется в два этапа:

1 этап – изготовление и испытание контрольной серии изделий (головной), на основе которой производят окончательную отработку и выверку технологических процессов и технологического оснащения, корректировка технологической документации, чертежей, приспособлений, штампов, а также нормативов расхода материалов и рабочего времени.

2 этап – окончательная корректировка конструкторской документации.

Такой, на первый взгляд громоздкий, порядок осуществления КПП в массовом или крупносерийном производстве даёт большой экономический эффект. За счёт тщательной отработки конструкции изделия и его отдельных частей обеспечиваются максимальная технологичность в производстве, надёжность и ремонтопригодность в эксплуатации. [4]

1.1.2. Технико-экономическое обоснование на стадии проектирования новой техники

Каждый вновь создаваемый вид техники или мероприятие по улучшению освоенной техники должен быть лучше раньше освоенных: он должен давать большую экономию живого и овеществлённого труда, быть лучше по качеству и в большей мере удовлетворять потребности в новых или усовершенствованных видах продукции. Показатели качества вновь создаваемой техники должны быть на уровне высших мировых достижений в данной отрасли.

Новая или усовершенствованная техника должна быть эффективнее той, взамен которой она создаётся и будет производиться, с производственной, эксплуатационной или обеих точек зрения.

Экономичность изготовления каждой новой конструкции зависит от её технологичности, от того, насколько прогрессивными и производительными будут применяемые технологические процессы. Конструкция является технологичной, если она экономична для производства.

При наличии нескольких вариантов конструкции техники, полностью удовлетворяющих эксплуатационным требованиям, предпочтение отдаётся более технологичной.

Для выбора наилучшего варианта конструкции имеется ряд показателей технологичности:

- трудоёмкости изготовления – абсолютная (на одно изделие) и относительная (на единицу установленной мощности, производительности, другого показателя);

- материалоёмкости или масса конструкции – абсолютная или относительная;

- трудоёмкость подготовки изделия к функционированию; она определяется в процессе проектирования и зависит от сложности регулировочно-настроечных процессов, проводимых с целью получения необходимых технико-экономических показателей; возможности уменьшать трудоёмкость здесь заложены в качестве используемой контрольно-измерительной аппаратуры и специальных стендов для испытаний;

- степень конструктивной стандартизации и унификации – показатель, характеризующий конструкцию изделия с точки зрения реализации в ней стандартизированных и унифицированных деталей, что приводит к повышению объёма выпуска однотипных деталей и сборочных единиц, изделий в целом, а также к применению более прогрессивной технологии, а это как следствие позволяет не только уменьшать трудоёмкость изготовления, но и несколько уменьшить материалоёмкость;

- капиталовложения в производство новой продукции характеризуют общие затраты на приобретение дополнительного и изготовление нестандартного оборудования и перепланировку в производственных цехах, создание производственных запасов; чем меньше потребности предприятия в капиталовложениях, тем технологичнее новая конструкция изделия;

- себестоимость и отпускная цена новой продукции;

- прибыль и рентабельность производства.

Трудоёмкость изготовления продукции определяется в процессе её проектирования. Более технологичной считается та конструкция, которая при прочих равных условиях менее трудоёмка. Большие возможности уменьшения трудоёмкости заложены в правильном выборе прогрессивных методов получения заготовок, рациональном выборе классов шероховатости. На смену механообработке постепенно проходят точные методы формообразования деталей – штамповок, литья под давлением.

Материалоёмкость характеризует общий расход материала на изготовление данной конструкции изделия или удельную материалоёмкость на эксплуатационный параметр. У конструктора есть возможность при проектировании детали выбрать материал из нескольких, обеспечивающих одинаковые эксплуатационные свойства детали, но различные по стоимости, трудоёмкости обработки, а иногда способствующие снижению массы изделия.

Себестоимость, прибыль и рентабельность новой конструкции изделия являются обобщающими показателями её технологичности.

С производственной точки зрения новая конструкция будет считаться технологичной, а следовательно, и эффективной и эффективной, если дополнительная прибыль (∆П), полученная в результате освоения, выпуска и реализации новой продукции, обеспечит рентабельность не ниже средней, сложившейся рентабельности на предприятии-изготовителе. Этому условно должно удовлетворять неравенство:

(1.1)

где ∆К – дополнительные капиталовложения, связанные с освоением новой конструкции изделия;

П- суммарная годовая прибыль предприятия-изготовителя до выпуска новой конструкции изделия;

О_ф – стоимость производственных фондов предприятия-изготовителя.

Дополнительная прибыль (∆П) определяется по формуле:

∆П=[N₂(Ц₂-С₂)-З_т]-[N₁(Ц₁-С₁)] (1.2)

где N₁ и N₂ – среднегодовой выпуск ранее освоенной и новой конструкции изделия;

Ц₁ и Ц₂ – соответственно цены на ранее освоенную и новую конструкцию;

С₁ и С₂ – соответственно себестоимость ранее освоенной и новой конструкции;

З_т – среднегодовые затраты, связанные с технической подготовкой и освоением в производстве конструкции нового изделия.

С эксплуатационной точки зрения потребителя новая конструкция должна обладать следующими показателями:

1) более надёжной (долговечной, безотказной, ремонтопригодной и сохраняемой) в эксплуатации.

2) удобной в обслуживании и ремонте, эстетичной и безопасной в эксплуатации.

3) эргономичной (с точки зрения психологии, физиологии и гигиены труда работников обслуживания)

4) более производительной в единицу времени

5) более экономичной в потреблении электроэнергии и капиталовложений эксплуатационников новой продукции.

6) обеспечивать минимальную себестоимость единицы работы, выполняемой изделием.

Если эксплуатационные свойства новой техники повышаются по сравнению с ранее освоенной (заменяемой), то экономическая эффективность её определяется путём соизмерения капитальных вложений потребителя со снижением себестоимости работы, выполняемой новой техникой.

Лучшим признаётся вариант с наименьшей суммой приведённых затрат:

U_i+Е_нК_i→imin (1.3)

где U_i – годовые эксплуатационные издержки, предприятий-потребителей продукции по i-ому варианту;

К_i – капитальные вложения предприятия-потребителя продукции по i-му варианту;

Е_н – нормативный коэффициент экономической эффективности.

После расчёта суммы приведённых затрат по вариантам техники можно определить годовой экономический эффект использования новой или усовершенствованной техники. [4]

1.2. Предпроектные исследования, их содержание и общая характеристика

Научные исследования являются основой для быстрого развития техники, открывают новые возможности и потенциальные источники для коренного преобразования производства. В свою очередь, техника, развиваясь под влиянием производства и удовлетворяя его потребности, способствует развитию научных исследований. Наука, техника и производство находятся в постоянной связи и взаимодействии. К научно-исследовательским работам относятся фундаментальные, поисковые и прикладные исследования.

Фундаментальными называются исследования, которые изучают объективные явления и закономерности, открывают принципиально новые пути преобразования природы и общества, производительных сил, создания техники и технологии будущего, использования новых источников энергии. Они часто выполняются без учёта возможных областей применения полученных результатов, хотя в процессе фундаментальных исследований можно получить и побочные результаты прикладного характера. На основе результатов фундаментальных исследований формируется комплекс научно-технических проблем прикладного характера применительно к потребностям конкретных областей науки, техники и производства. Фундаментальные исследования выполняются в основном в академических институтах, вузах, а в объединениях и на предприятиях не проводятся.

Поисковыми называются исследования, направленные на создание научного задела в целях его дальнейшего использования в прикладных исследованиях. Они выполняются в том случае, если отсутствуют готовые научные и технические решения, и направлены на поиск оптимальных решений возникшей научной проблемы. Поисковые исследования предназначены для изучения возможности создания новой техники, новых форм и методов организации производства на основе ранее выполненных исследований фундаментального характера, вновь открытых закономерностей и принципов. В них исследуются принципиально новые направления конструирования, технологии изготовления специального оборудования и материалов, прогнозируются и определяются пути развития технического прогресса в отрасли. Поисковые исследования выполняются главным образом в отраслевых научно-исследовательских институтах, но нередко ведутся академическими институтами и вузами. Предприятия поисковых исследований не проводят.

Прикладными называются исследования, направленные на решение научно-технических и организационно-экономических задач в целях получения конкретного результата для непосредственного использования в проектных разработках. Прикладные НИР предназначены для определения наиболее совершенных методов создания новых изделий, новых технологических процессов, коренного улучшения уже выпускаемой продукции, материалов и способов их обработки. В ходе прикладных исследований изучается состояние, определяются пути и методы совершенствования организации и управления производством. Они ведутся в основном крупными объединениями, предприятиями, а также отраслевыми научно-исследовательскими институтами и вузами, которые заключают хозяйственные договоры с предприятиями на выполнение конкретных научных работ для непосредственного внедрения результатов в производство.

К научно-исследовательским работам, выполняемым на предприятиях, условно относятся разработки по созданию нормативно-технических, проектных и информационных документов, подлежащих непосредственному внедрению в производство. К ним относятся стандартные и руководящие материалы, оргпроекты, справочники, научно-информационные материалы. Кроме того, ведутся организационно-методические и плановые работы исследовательского характера, вытекающие из общих задач НИИ, КБ, предприятий: разработка перспективных планов развития отрасли, подотрасли, объединения; разработка планов по стандартизации, надёжности, технико-экономическим исследованиям; работы по анализу деятельности предприятий, научно-исследовательских и проектных организаций; составление экспертных заключений; подготовительные работы к составлению тематических планов. [5]

1.3. Методы скоростного проектирования и освоения выпуска новой продукции

Задачи сокращения сроков создания и освоения выпуска новой продукции требует широкого использования методов ускоренной подготовки производства. Служба ФСА (отдел, бюро, лаборатория) готовит предложения о проведении этой работы.

● Комплексная стандартизация. Важным средством ускорения подготовки производства является повышение уровня стандартизации. Известно, что при проектировании продукции машиностроения можно использовать до 75-90% стандартизованных и унифицированных элементов конструкции. Применение уже освоенных в производстве деталей в новых конструкциях создаёт условия для сокращения сроков конструирования деталей, разработки технологических процессов, изготовления оснастки. Если число стандартных деталей в новых машинах увеличить в среднем до 70-75%, то затраты труда на их создание уменьшились бы на 20-25%, а период освоения сократился на 6-12 месяцев.

Не менее важное значение имеет и технологическая стандартизация. Создание типовых технологических процессов позволяет не только сократить сроки технологической подготовки производства, но и существенно повысить качество продукции и производительность труда за счёт применения типовых решений, основанных на использовании прогрессивных технологических методов и передового опыта. Типизация технологических процессов позволяет уменьшить объём технологической документации на производство новой машины в 6-10 раз, снизить трудоёмкость проектирования технологии в 3-4 раза, время на разработку норм труда – в 2-2,5 раза.

В рамках производственных и научно-производственных объединений можно осуществить комплексную стандартизацию. В этом случае системой стандартов охватываются конечное изделие и его конструктивные элементы, технологические процессы, орудия труда и оснастка, средства и методы контроля качества, способы хранения и транспортировки продукции.

● Повышение гибкости производственных систем. Важной формой ускорения подготовки производства и сокращения затрат на освоение новой техники является повышение гибкости производственных подразделений.

Процесс перестройки производства на выпуск новой продукции требует больших затрат времени и других ресурсов. Вместе с тем в современных условиях представляется возможным, применяя специальные технические средства и организационные решения, повысить гибкость производственных систем и на этой основе обеспечит переход на выпуск новой продукции в короткие сроки и с наименьшими затратами.

Одним из методов, реализации которого позволяет повысит степень гибкости производственных систем, является групповой метод обработки изделий. Групповой производственный процесс разрабатывается на комплексную деталь с такой очерёдностью операций, которая обеспечила бы обработку любой детали данной группы. При этом технологическое оснащение также должно быть групповым и пригодным для любой детали группы. Применяемое оборудование, в свою очередь, должно обеспечивать высокопроизводительную обработку и простую переналадку на обработку новой партии деталей.

В современных условиях основой повышения гибкости производственных систем во всё большей степени становится внедрение в практику быстропереналаживаемых технических средств.

Развитие таких технических средств прошло три этапа: первый, охватывающий возникновение и последующее широкое применение универсального технологического оснащения; второй связан с появлением оборудования с числовым программным управлением; третий, в который в настоящее время вступает отечественное машиностроение, – с формированием принципиально нового вида переналаживаемых технических средств – гибких автоматических производств.

На предприятиях машиностроения используется большое количество универсального оснащения. Наиболее эффективным является применение универсально-сборочных приспособлений (УСП). Сущность системы УСП состоит в том, что из отдельных взаимозаменяемых элементов собирается станочное или контрольное приспособление для данной детали и операции, производимой на определённом оборудовании, а после выполнения этой операции приспособление разбирается на составляющие элементы, из которых затем вновь собираются приспособления уже для других деталей и операций. Из имеющегося комплекта деталей сборных приспособлений можно многократно собирать в различных комбинациях многочисленные приспособления для различных работ. Применение УСП сокращает сроки проектирования и изготовления оснащения до нескольких часов вместо недель и месяцев.

С появлением в 60-х годах станков с числовым программным управлением стало возможным быстро и с наименьшими затратами осуществлять настройку станка на изготовление новой детали. Переналадка станков в этом случае заключается в замене программы, записанной на магнитной ленте или другом носителе информации. В результате резко сокращаются затраты времени и труда на технологическую подготовку производства и освоение новых изделий.