Реферат: Методы организации производства

Феодосийскийполитехнический институт

Национальногоуниверситета кораблестроения им. адм. Макарова

Реферат

поорганизации производства

на тему:

МЕТОДЫ ОРГАНИЗАЦИИПРОИЗВОДСТВА

Феодосия 2009

Понятие методоворганизации производства. Факторы, влияющие на выбор метода организациипроизводства

Метод организации производства- это способ осуществления производственного процесса, совокупность и приемовего реализации характеризующихся рядом признаков главным из которых являетсявзаимосвязь последовательности выполнения операций техпроцесса с порядкомразмещения оборудования и степени непрерывности производственного процесса. В зависимостиот особенностей производственного процесса и типа производства на рабочихместах участка, цеха применяется определенный метод организации производстванепоточный или поточный.

На выбор методоворганизации поточного или непоточного производства влияют различные факторы, кним относятся:

— размеры и массаизделия; чем крупнее изделие и больше его масса, тем труднее организоватьпоточное производство;

— количество изделийподлежащих выпуску за определенный период времени (год, квартал, месяц, сутки);при выпуске небольшого количества изделий, как правило, нецелесообразноорганизовывать поточное производство ( слишком большие капитальные затраты);

— периодичность выпускаизделий, т.е. они могут выпускаться регулярно и нерегулярно; при регулярном(ритмичном) выпуске, например, по 20 изделий ежемесячно, целесообразно организоватьпоточное производство, а если регулярность неопределенная или через различныепериоды времени и в различных количествах, то приходится использоватьнепоточные методы организации производства;

— точность ишероховатость поверхности деталей; при высокой точности и малой шероховатостиследует применять непоточные методы.

 В рамкахпроизводственного цикла применяются три основных метода организации производственныхпроцессов: поточный, партионный и единичный.

 Поточный метод предполагает расчленениепроизводственного процесса на небольшие по объему и непродолжительные повремени относительно самостоятельные элементы — операции и закреплениепоследних за рабочими местами. Операции различаются по двум основным признакам:назначению и степени механизации.

Сами производственныеоперации в свою очередь можно расчленить на отдельные элементы — трудовые итехнологические. К первым относятся: трудовое движение (однократное перемещениекорпуса, головы, рук, ног, пальцев исполнителя в процессе осуществленияоперации); трудовое действие (совокупность движений, производимых безперерыва); трудовой прием (совокупность всех действий над данным объектом, врезультате которого достигается поставленная цель); комплекс трудовых приемов.

Производственныеоперации, закрепленные за отдельными рабочими местами, располагаются в строгойтехнологической последовательности, образуя своего рода поток, соответствующийходу производственного процесса. В его рамках происходит движениеобрабатываемых изделий от одного рабочего места к другому. В то же времявыполнение операций на самих рабочих местах может быть и параллельным.

Организационной формойпоточного метода осуществления производства является поточная линия, представляющаясобой совокупность специализированных рабочих мест. В ее рамках происходятнепрерывный отбор, загрузка и движение предмета труда через последовательные этапыобработки. Часто поточная линия служит основой таких структур, как участок илицех.

Партионный метод организации производства отличаетсяот поточного запуском сырья, материалов, полуфабрикатов в технологическийпроцесс определенными частями — партиями через соответствующие промежуткивремени, а не непрерывно. Величина партий не произвольна, а обусловливаетсязадачей минимизации простоя оборудования под переналадкой.

Наконец, в случаеизготовления уникальной или мелкосерийной продукции широкой номенклатуры сдлительным производственным циклом, необходимостью частой смены оборудования,большой долей ручных работ, продолжительными межоперационными перерывами инерегулярным выходом готовых изделий применяется единичный метод организациипроизводства, максимально индивидуализированный по отношению к каждомуконкретному экземпляру. Если продукция габаритна, тяжела или пространственнофиксирована, ее обработка осуществляется путем перемещения самих рабочих мест,например, при сооружении корабля на стапеле.

К организации всехэлементов производственного процесса и методов их взаимодействия долженприменяться комплексный подход, обеспечивающий их реальное единство. В этойкомплексности состоит последний из основополагающих организационных принциповсовместного производства.

Организация непоточногопроизводства. Формы специализации непоточного производства

Непоточный методорганизации производства характеризуется следующими признаками:

1) на рабочих местахобрабатываются разные по конструкции и технологии изготовления предметы труда,поскольку выпуск их небольшой;

2) рабочие места размещаютсяна однотипных группах оборудования без определенной связи с последовательностьювыполнения операций, например, группы токарных, фрезерных, сверлильных операцийи др.;

3) деталиперемещаются в процессе изготовления сложными маршрутами, в связи с чем возникаютбольшие перерывы в обработке. После каждой операции детали, как правило,поступают в цеховые промежуточные кладовые, пока освободится рабочее место длявыполнения следующей операции.

Непоточный методприменяется преимущественно в единичном и серийном производстве. Иногда врамках непоточного выделяют единичный и партионный методы организации производственногопроцесса.

При единичном методедетали и изделия изготавливаются единицами или небольшими партиями. Такой методорганизации производственного процесса характерен для опытного производства идля предприятий единичного и мелкосерийного производства. С появлениемуникальных агрегатов, сложных технических систем удельный вес такогопроизводства повышается,

Партионный методпредполагает запуск в производство и изготовление деталей, узлов, изделийпериодически повторяющимися партиями определенного размера. Этот методхарактерен для предприятий серийного производства.

Количество оборудования внепоточном производстве рассчитывается по группам однотипных взаимозаменяемыхстанков:

/>

где n – количество наименований деталей,обрабатываемых на данном оборудовании; Nj — количество деталей j-го наименования, обрабатываемых зарасчетный период времени (обычно год); tj — норма времени на обработку j-й детали, мин; Фэф – эффективный фонд времениработы единицы оборудования за расчетный период; Квн – коэффициентвыполнения норм времени.

Поскольку в непоточномпроизводстве на одних и тех же рабочих местах обрабатывается большаяноменклатура деталей, очень важно определить количество одинаковых деталей,обрабатываемых непрерывно на каждой операции, т.е. партию деталей. Это связанос тем, что величина партии деталей влияет на эффективность производства.

В непоточном производствеприменяется, как правило, универсальное оборудование. Разработкатехнологических процессов для каждого изделия носит индивидуальный характер.Приспособления, оснастка, специальный инструмент обычно стоят дорого исписываются при снятии изделия с производства задолго до их физического износа.Все это удорожает себестоимость продукции и не способствует эффективности производства.

Непоточное производство ворганизационном отношении является довольно сложным и не соответствует в полноймере принципам рациональной организации производственного процесса.

Непоточное производствоможет быть специализировано в следующих формах: технологической, предметной исмешанной.

Технологическая формаспециализации характеризуется созданием цехов и участков, на которыхоборудование (рабочие места) специализированы по признаку их технологическойоднородности и размеров. Например, в механообрабатывающих цехах могут бытьучастки, созданные по видам металлорежущих станков, которые разделяются еще нагруппы крупных, средних и малых станков (токарных, фрезерных, сверлильных идр.).

На технологическихучастках (групповом расположении оборудования) партии деталей могутобрабатываться одновременно на нескольких единицах оборудования ( станкахдублерах). В этом случае может быть организованно многостаночное обслуживание,при котором значительно сокращается продолжительность производственного циклаобработки партии деталей, снижается себестоимость их обработки.

При предметной формеспециализации создаются производственные цехи и участки, специализированные попредметам. Они могут быть предметно-замкнутыми (ПЗУ) и предметно-групповыми(ПГУ).

На предметно-замкнутыхучастках (в технологическом отношении) должны выполняться, как правило, все (отпервой до последней) операции, необходимые для обработки деталей или сборкисборочной единицы.

Поскольку полностьюзамкнуть процесс изготовления детали на одном участке (в цехе) в некоторыхслучаях по ряду причин не представляется возможным допускается некотораякооперация с участками данного цеха или других цехов.

Номенклатура деталей,обрабатываемых на ПЗУ, значительно меньше, чем на любом технологическомучастке. Вся номеклатура деталей, закрепляемая за цехом, при предметной формеспециализации разбивается по нескольким участкам, на каждом из которыхобрабатывается только эта часть (несколько или одна номенклатурная единица). Всвязи с этим в основе организации ПЗУ заложена классификация деталей исборочных единиц по определенным признакам и за крепление каждойклассификационной группы деталей за определенной группой рабочих мест.

При предметно-групповойформе организации непоточного производства создаются предметные, групповые илиподетально-групповые участки на основе использования групповой технологииобработки деталей. К достоинствами ПГУ можно отнести: 1) отсутствие времени напереналадку оборудования, что приводит к снижению себестоимости обработкидеталей, повышению производительности и увеличению коэффициента использованияоборудования; 2) упрощение внутрицехового оперативно-производственногопланирования и управления за счет сокращения внешних связей каждого участка; 3)повышение степени саморегулирования участком вследствие увеличения внутреннихсвязей на участке. Однако в некоторых случаях не удается производить детали наодном участке (ПЗУ или ПГУ) по ряду причин (слишком малая загрузка того илииного оборудования, необходимость вынесения отдельных операций посанитарно-гигиеническим или технологическим условиям в отдельные помещения и т.д.). В таком случае используется смешанная форма специализации производства,т.е. обработка деталей ведется на технологических и предметно- замкнутыхучастках (предметно-групповых) участках. Данная форма имеет те же преимуществаи недостатки, что и две рассмотренные выше формы, но при этом появляютсядополнительные трудности в организации производства:

1.Технологический маршрутразрывается на отдельные части, если выделяемые операции не начальные и неконечные.

2. Значительно удлиняетсямаршрут движения деталей в связи с заходами их в другие цехи (участки) ивозрастает продолжительность производственного цикла за счет увеличения временитранспортировки.

3. Снижаетсяответственность единого лица за сроки изготовления деталей и их качество.

4. Появляются оборотныезаделы между участками, что вызывает потребность складских помещений и обусловливаетрост незавершенного производства.

Особенностиорганизации предметно-замкнутых участков (ПЗУ)

Как отмечалось выше, напредметно-замкнутых участках производится полная обработка деталей (или почтиполная, без отдельных операций), в результате которой получается законченная продукция.

На практике различаютследующие разновидности предметно-замкнутых участков обработки деталей:

1.  участки содинаковыми или однородными технологическими процессами или маршрутами движения(например, обработка корпусов одного типа, но разных размеров);

2. участкиразнообразных деталей, сходных по конфигурации и операциям обработки (например,детали плоские, детали типа тел вращения и др.);

3.  участки деталей,сходных по габаритам и операциям обработки (например, детали крупные, мелкие ит. д.);

4. участки деталейиз материалов и заготовок определенного вида (штамповок, сплавов, пластмасс,керамики и т. д.).

Для организации работытаких участков необходимо рассчитывать следующие календарно-плановые нормативы:размер партии деталей конкретного наименования; периодичность (ритмичность)чередования партии деталей этого наименования; число партий по каждомунаименованию деталей; количество единиц оборудования по каждой операциипроизводственного процесса и коэффициент его загрузки; продолжительностьпроизводственного цикла обработки партии деталей каждого наименования;нормативы заделов и незавершенного производства.

В основу расчетакалендарно-плановых нормативов закладываются: программа выпуска (запуска)деталей каждого наименования на плановый период; технологический процесс инормы времени обработки деталей каждого наименования по конкретной операции;нормы подготовительно-заключительного времени на каждую операцию по каждомунаименованию детали; допустимые потери рабочего времени на переналадку иплановые ремонты оборудования; число рабочих дней в плановом периоде,продолжительность рабочей смены и режим работы.

Характеристикапоточного производства и классификация поточных линий

Поточное производствоявляется высокоэффективным методом организации производственного процесса. Вусловиях потока производственный процесс осуществляется в максимальномсоответствии с принципами его рациональной организации — прямоточностью,непрерывностью, пропорциональностью и др.

Для поточногопроизводства характерны следующие основные признаки:

1. за группойрабочих мест закрепляется обработка или сборка предмета одного наименования илиограниченного количества наименований предметов, родственных в конструктивно-технологическомотношении;

2. рабочие местарасполагаются по ходу технологического процесса; технологический процессизготовления изделия разбивается на операции и на каждом рабочем местевыполняется одна или несколько родственных операций;

3. предметыпередаются с операции на операцию поштучно или небольшими передаточными(транспортными) партиями в соответствии с заданным ритмом работы поточнойлинии, благодаря чему достигается высокая степень параллельности и непрерывности;

4. основные ивспомогательные операции вследствие узкой специализации рабочих мест отличаютсявысоким уровнем механизации и автоматизации. Широко применяется специальный межоперационныйтранспорт, выполняющий не только функции перемещения обрабатываемых предметов,но и поддержания ритма производства.

Элементы поточнойорганизации производства имели место уже в мануфактурный периодкапиталистической промышленности. Впервые поточное производство в его наиболеесовершенной форме было организовано Г. Фордом в начале нашего века приизготовлении автомобилей. В промышленности дореволюционной России поточногопроизводства не существовало. После Октябрьской революции вместе с развитиемпромышленности и технического прогресса поточные методы получают широкоеразвитие. В годы Великой Отечественной войны они сыграли огромную роль вбесперебойном снабжении фронта боеприпасами и военной техникой. В настоящеевремя поточные методы широко распространены во многих отраслях промышленности:в машиностроении, например, выпуск продукции поточными методами составляетболее 40 %.

Основным звеном поточногопроизводства является поточная линия, представляющая собой группу рабочих мест,за которыми закреплено изготовление одного или ограниченного количестванаименований предметов труда и производственный процесс, на котором осуществляетсяв соответствии с признаками поточного производства.

В зависимости отконкретных производственных условий применяются различные виды поточных линий.

1. По номенклатуре изготовляемых,изделий поточные линии делятся на одно- и многопредметные.

Однопредметной называется поточная линия, на которойобрабатывается или собирается предмет одного типоразмера в течение длительногопериода времени. Для перехода на изготовление предмета другого типоразмератребуется перестройка линии (перестановка, замена оборудования, изменениепланировки и др.). Однопредметные поточные линии применяются при устойчивомвыпуске изделий в больших количествах, т. е. в массовом производстве.

Многопредметной называется поточная линия, за которойзакреплено изготовление нескольких типоразмеров предметов, сходных поконструкции и технологии обработки или сборки. Такие линии характерны длясерийного производства, когда объем выпуска предметов одного типоразмераявляется недостаточным для эффективной загрузки рабочих мест линии.

Многопредметные поточныелинии могут быть постоянно-поточными (групповыми) и переменно-поточными.

Постоянно-поточной(групповой) называется поточная линия, на которой обрабатывается или собираетсягруппа родственных в технологическом отношении предметов без переналадки оборудования.Для этого каждое рабочее место должно быть оснащено групповыми приспособлениями,необходимыми для обработки изделий, закрепленных за линией.

На переменно-поточнойлинии различные предметы обрабатываются или собираются последовательно чередующимисяпартиями. После обработки или сборки партии одних предметов проводитсяпереналадка оборудования и запускается в производство следующая партия.

2. По степенинепрерывности процесса поточные линии делятся на непрерывные и прерывные, илипрямоточные.

Непрерывной является поточная линия, на которойобрабатываемые или собираемые предметы перемещаются по всем операциям линиинепрерывно, т. е. без межоперационного простоя. Такое движение предметов пооперациям называют параллельным.

Непрерывное движение предметовпо операциям эффективно только при непрерывности работы оборудования и рабочих.Условием непрерывности поточной линии является равная производительность павсех операциях линии. Для создания подобного условия необходимо, чтобыпродолжительность каждой операции на линии была равна или кратна единому тактуработы линии.

Непрерывные поточныелинии являются наиболее совершенной формой поточного производства. Ониобеспечивают строгую ритмичность в работе и самую короткую длительность производственногоцикла.

Прерывной, или прямоточной, называется поточнаялиния, операции которой не синхронизированы и, следовательно, не могут быть выровненыпо производительности. Между операциями образуются оборотные заделы (запасы)обрабатываемых предметов, вследствие чего непрерывность процесса нарушается.Прямоточные линии применяются при обработке трудоемких деталей на разнотипномоборудовании, когда перераспределение работ между операциями в целях синхронизацииневозможно.

3. По способу поддержанияритма различают линии с регламентированным и свободным ритмом.

На линии с регламентированнымритмом обрабатываемые или собираемые предметы передаются с операции на операциючерез точно фиксируемое время, т. е. с заданным ритмом, поддерживаемым спомощью специальных устройств. Как правило, регламентация ритма достигаетсяопределенной скоростью или периодичностью движения конвейера, а также путемзвуковой и световой сигнализации, информирующей рабочих об окончании даннойоперации и необходимости передачи предмета на следующую. Линии срегламентированным ритмом характерны для непрерывно поточного производства.

 На линии со свободнымритмом соблюдение последнего возлагается на рабочих линии и мастера. Передачаотдельных предметов может производиться с отклонениями от расчетного ритмаработы, тогда на линии образуются межоперационные запасы обрабатываемыхпредметов. Линии со свободным ритмом применяются как в непрерывно-поточном, таки прямоточном производстве. Заданный ритм в условиях непрерывно-поточногопроизводства обеспечивается обычно стабильной производительностью рабочего напервой операции. Может применяться также звуковая и световая сигнализация дляориентации рабочих (ритм становится полусвободным).

4. По способутранспортирования предметов между операциями различают конвейерные и неконвейерныепоточные линии.

Для транспортирования, атакже поддержания заданного ритма работы на поточных линиях широко применяютсятранспортные средства непрерывного действия с механическим приводом, называемыеконвейерами. Конвейеры могут быть различных конструкций: ленточные, пластинчатые,тележечные, подвесные и др. Применяемый вид конвейера зависит от многихфакторов, и в первую очередь от особенностей обрабатываемого или собираемогоизделия: его габаритных размеров, массы и др.

На линиях неконвейерного типа(в основном прерывно-поточные линии) применяются разнообразные транспортныесредства, которые подразделяют на бесприводные гравитационного действия —рольганги, скаты, желоба, склизы и т. д. и циклического действия — краны,электротележки, автопогрузчики и др.

Перемещать предметы порабочим местам не всегда целесообразно. При сборке, например, крупных и тяжелыхмашин проще организовать гак называемую стационарную поточную линию, на которойсобираемое изделие устанавливается неподвижно па сборочном стенде, а перемещаютсяспециализированные бригады рабочих, за которыми закреплены отдельные операции. Числобригад равно или кратно числу сборочных мест на такой линии, Стационарные поточныелинии организуются в самолетостроении, судостроении, при производстве тяжелых станков.

5. В зависимости от меставыполнения операций различают поточные линии с рабочими конвейерами иконвейерами со снятием предметов для обработки.

Рабочий конвейер кроме транспортирования и поддержанияритма служит еще местом выполнения операций непосредственно на его несущей части.Типичным примером таких конвейеров являются сборочные конвейеры.

Конвейеры со снятиемпредметов характерны для обработки деталей на различном оборудовании,

6. В зависимости от характераперемещения различают конвейеры с непрерывным и пульсирующим движением.

На конвейере с непрерывнымдвижением несущая его часть движется непрерывно с установленной скоростью.

На конвейере с пульсирующимдвижение во время обработки (сборки) предметов несущая часть конвейера находится в неподвижномсостоянии и приводится в движениепериодически через промежуток времени, равный такту линии. Конвейеры спульсирующим движением применяются в тех случаях, когда по условиямтехнологического процесса обрабатываемый или собираемый предмет должен бытьнеподвижным, например, при сборке точных машин. Пульсирующее движениехарактерно как для рабочих конвейеров, так и для конвейеров со снятием предметов.

Подготовка внедрения ирасчет параметров поточных линий

Внедрение поточногопроизводства основывается на предварительном проведении большого кругатехнических и организационных мероприятий, обеспечивающих эффективную работупоточных линий. Весь комплекс мероприятий, проводимых в процессе проектированияпотока, должен обеспечить создание следующих условий: 1)         достаточный пообъему и устойчивости выпуск продукции; 2) высокую степень технологичности истабильности (отработанности) конструкции изделия; 3) применение прогрессивнойтехнологии, основанной на широкой механизации и автоматизации процессов; 4)целесообразную планировку рабочих мест и четкую организацию труда на них.

На основе анализа объемоввыпуска продукции, состояния технологического процесса и возможностей егосовершенствования, массы и габаритных размеров изделия выбирается тот или инойвид поточной линии. Так, если объем выпуска изделий данного наименованиядостаточен для загрузки оборудования линии, то используют однопредметную поточнуюлинию. Если такой возможности нет, то организуются многопредметные линии приналичии соответствующих условий (достаточный выпуск конструктивно итехнологически подобных изделий, типизация технологических процессов и т. п.).

В зависимости отвозможностей синхронизации операций технологического процесса проектируется непрерывно-поточнаяили прерывно-поточная линия и соответственно выбирается способ поддержанияритма.

Масса, габаритные размерыизделий и характер их обработки (сборки) влияют на выбор транспортных средств,организацию рабочего конвейера или конвейера со снятием изделия.

Поточное производствопредъявляет к организации производственного процесса ряд требований, В области технологическойдисциплины — четкое выполнение всех элементов операции, предусмотренных картой технологическогопроцесса. Важнейшим условием нормальной работы поточной линии является бесперебойноеобслуживание рабочих мест материалами или заготовками, наладкой и под наладкойоборудования, режущим инструментом и оснасткой. В области трудовой дисциплиныпоточное производство требует жесткого соблюдения трудового режима. Следует иметьвысококвалифицированных резервных рабочих, которые могли бы заменить отсутствующихна любой операции. Все эти вопросы должны решаться в процессе подготовки поточногопроизводства к внедрению, строго регламентироваться в технологической и организационнойдокументации (картах технологического процесса, инструкциях, графиках сменыинструмента, схемах маневрирования, замены рабочих, совмещения операций).

При проектированиипоточной линии производится ряд расчетов показателей поточной линии (см сборникзадач, с 14-18; 21-22).

Планировка поточных линий может быть различной взависимости от числа рабочих мест, применяемых транспортных средств, площадиучастка. Наиболее простая планировка — это прямолинейное расположение рабочихмест по ходу технологического процесса. Однако это возможно, когда числорабочих мест на линии невелико. В других случаях используются двухрядное,зигзагообразное, кольцевое и другие виды расположения рабочих мест. Смежныепоточные линии должны располагаться таким образом, чтобы облегчитьтранспортирование изделий между ними. При организации поточной обработки исборки изделий линии, питающие сборочный конвейер, располагаются обычноперпендикулярно.

Переход на поток улучшаетважнейшие показатели работы предприятия: повышаются производительность труда икачество продукции, улучшается использование оборудования, сокращаетсядлительность производственного цикла и снижаются размеры незавершенногопроизводства. В конечном счете, снижается себестоимость продукции и повышаетсярентабельность производства.

Организация автоматическогопроизводства

Процесс развитияавтоматизации на промышленных предприятиях прошел ряд этапов. На первом этапепроводилась автоматизация отдельных операций или их групп с полным или частичнымосвобождением рабочего от выполнения трудоемких, вредных, монотонных операций.В этих условиях создавались полуавтоматы и автоматы.

Полуавтомат — это такая машина, цикл работыкоторой в конце выполняемой операции автоматически прерывается и для еговозобновления необходимо вмешательство рабочего. Автомат представляет собойсаморегулирующую рабочую машину, которая осуществляет все элементы обработки,кроме контроля и наладки.

При применении автоматови полуавтоматов для выполнения отдельных операций, т. е. при частичной автоматизациипроизводственного процесса, как правило, применяются непоточные методыорганизации производства, организуется многостаночное обслуживание.

Второй этап развитияавтоматизации характеризуется появлением автоматической линии, т. е.автоматической системы машин, расположенных по ходу технологического процесса иосуществляющих без непосредственного участия человека в определеннойпоследовательности и с заданным ритмом технологические операции по изготовлениюпродукции. Человеком выполняются функции наладки и управления.

Автоматические линииявляются дальнейшим развитием поточных. Они, так же как и поточные, могут бытьодно- и многопредметными. Важной характеристикой автоматических станочных линийявляется способ кинематической связи оборудования, которая может быть жесткой игибкой.

При жесткойкинематической связи все оборудование линии связано и жесткую систему единым транспортером,перемещающим обрабатываемые предметы с операции на операцию одновременно всоответствии с заданным ритмом. Основной недостаток линии с жесткой связью состоитв том, что остановка одного из станков требует остановки всей линии. Если в линиювключается довольно большое количество станков с невысокой степенью надежностиих работы, то такая линия может оказаться неэффективной.

На линиях с гибкойкинематической связью между каждой парой смежных станков (или их группой)имеется независимое транспортное устройство и накопитель деталей (бункер). В случаеотказа одного из станков остальные работают за счет имеющегося задела имежоперационных накопителях. Линия меньше простаивает, однако она более сложнав конструктивном отношении, дороже и, кроме того, увеличивает незавершенноепроизводство.

Третий этап автоматизации организациякомплексно-автоматизированных участком, цехов и заводов в целом сиспользованием электронно-вычислительной техники.

Возможности автоматизациипроизводственных процессов во многом зависят от типа производства. Наиболеепросто поддается автоматизации массовое производство, характеризующееся узкойспециализацией рабочих мест, четкой и устойчивой направленностью потоковзаготовок, материалов, деталей от одного рабочего места к другому, я такжемежду цехами. Массовое производство характеризуется выпуском изделий с хорошоотработанной, неизменной конструкцией (хотя возможен выпуск нескольких близкихпо конструкции модификаций основного изделия), высокой стабильностьютехнологических процессов на всех рабочих местах. Здесь развитие автоматизацииидет по пути создания комплексных автоматических линий, переналаживаемых наразличные размеры деталей

В серийном производствеавтоматизация производственных процессов связана с большой обновляемостьюпроизводственной программы (например, в машиностроении в среднем по 20 % вгод). При этом в процессе производства для улучшения технологических и эксплуатационныхсвойств продукции изменяют конструкцию изделий, одновременно в производстве можетнаходиться несколько серий разных изделий. Это требует гибкого использованияпроизводственного оборудования, создания предметно-замкнутых участков игрупповых поточных линий, компонующихся из быстро переналаживаемых одно- имногопозиционных станков.

Большие трудностивстречаются при автоматизации мелкосерийного и единичного производства. Ихпреодолению способствовало создание систем числового программного управления(ЧПУ) рабочими циклами станков. В станках с ЧПУ программа работы станковзадается цифрами, получаемыми непосредственно из чертежей обрабатываемыхдеталей.

В СССР серийноепроизводство станков с ЧПУ началось в конце 70-х, к концу же 1985 г. число единиц оборудования с программным управлением в промышленности составило более 125 тыс.В настоящее время все наиболее распространенные виды станков (токарные,револьверные, фрезерные, сверлильные, расточные и т. д.) оснащены системамиЧПУ. Практика использования станков с ЧПУ на отечественных и зарубежныхпредприятиях выявила их огромные технологические, организационные иэкономические преимущества: производительность таких станков в сравнении собычными выше примерно в 3—5 раз; трудоемкость переналадки ниже на 60—70 %, таккак переналадка станков заключается в замене программы, записанной насоответствующем носителе, а в ряде случаев — в замене инструмента; значительносокращается потребность в производственных площадях; меньше требуется затрат наоснастку; экономится время на контроль, повышается качество продукции. Широкийдиапазон работ, выполняемых этими станками, делает их незаменимыми в единичноми мелкосерийном производстве. Они также применяются в серийном и массовомпроизводстве, есть опыт включения станков с ЧПУ в поточные линии.

Автоматизациявспомогательных операций, выполняемых в процессе обработки деталей на металлообрабатывающих станках, способствовалапоявлению многоинструментальных станком с ЧПУ, так называемых обрабатывающихцентров. По производительности они эквивалентны 3 — 4 станкам с ЧПУ и 8-12обычным станкам. Расширение области применения станков с ЧПУ, повышение из надежностии производительности осуществляются на основе объединения станков с ЧПУ и ЭВМ вединую комплексную систему Внедрение систем группового управления станками с ЧПУ,в свою очередь, приводит к изменениям к организации производства. Появляется необходимостьвзаимной увязки работы станков. Отсюда — задача одновременной автоматизации процессовпроизводства и оперативного планирования и управления. В настоящее время у нас встране и за рубежом ведутся разработки единых систем автоматизированного проектирования,изготовления деталей на станках с ЧПУ и календарного планирования их производства.

В решении задачкомплексной автоматизации особое место принадлежит внедрению в производствоавтоматических манипуляторов с программным управлением промышленных роботов.

Промышленные роботысовременных конструкций— это универсальные автоматизированные машины, запрограммированные на выполнениеот нескольких десятков до нескольких сотен последовательных команд. Ихуниверсальность, возможность быстрой переналадки при смене условий или объектовпроизводства, высокая надежность, длительный срок службы позволяют осуществлятьгибкую автоматизацию серийного и мелкосерийного производства, освобождают человекаот выполнения монотонных, утомительных операций, а также процессов, протекающихво вредной среде.

Современный периодразвития промышленного производства характеризуется, как уже отмечалось,высокой степенью обновляемости объекта производства, который во всех без исключенияслучаях оказывается динамичнее условий производства. В связи с тем, чтопроизводственный аппарат промышленных предприятий обновляется медленнее, чемизделия, выпуск которых они призваны осуществлять, возникает одна из острейшихпроблем современного производства — проблема его адаптации к быстро меняющимсятребованиям подлежащей выпуску продукции.

Производственная система,соответствующая требованиям современного этапа НТР, учитывающая современныетенденции и перспективы развитая промышленного производства, должна быть;высокоэффективной — отличаться высокой производительностью при минимальныхиздержках производства; высоко-адаптивной, что предполагает высокий уровеньгибкости техники и технологии, обеспечивающий минимум потерь трудовых и материальныхзатрат при смене (обновлении) объектов производства; />стабильной — характеризоваться постоянным составом иструктурой технических средств, технологического процесса и организациипроизводства в течение определенного периода времени.

Современнаяпроизводственная система должна сочетать гибкость, низших (единичного, мелкосерийного) и высокуюпроизводительность, высших (крупносерийного, массового) типов производства. Приэтом под гибкостью производства понимается его способность без каких-либосущественных изменений техники, технологии и организации производстваобеспечивать освоение новых изделий в кратчайшие сроки и с минимальнымизатратами трудовых и материальных ресурсов вне зависимости от изменения конструктивныхи технологических характеристик изделий.

Гибкое автоматизированноепроизводствопредставляет собой организационно-техническую производственную систему, функционирующуюна основе комплексной автоматизации, обладающую способностью (в диапазонетехнических возможностей) с минимальными затратами и в короткие сроки заменитьвыпускаемую продукцию па новую путем перестройки технологического процесса (впределах наличного станочного парка и обслуживающего комплекса) за счет заменыуправляющих программ.

Основными уровнямиразвития ГАП являются гибкий производственный модуль, или ячейка (ГПМ) и гибкийпроизводственный комплекс (ГПК).

ГПМ — это способнаяавтоматически переналаживаться и автономно функционировать единицаавтоматического оборудования (с ЧПУ), оснащенная автоматизированными устройствами(роботами) загрузки заготовок, удаления обработанной детали (узла), отходов(например, стружки), подачи и замены инструмента, измерений и контроля в процессеобработки, а также устройствами диагностики неполадок и отказов в работе.

ГПК — два и болеевзаимосвязанных гибких производственных модуля, объединенных автоматизированнымисистемами управления, транспортно-складской системой и системой инструментальногообеспечения, синхронизацию работы которых осуществляет (как и управление всемпроизводственным циклом) единая ЭВМ или сеть ЭВМ, обеспечивающая быстрыйпереход на обработку любой другой детали (узла) В пределах технических возможностейоборудования.

Гибкое автоматизированноепроизводство — два и болеевзаимосоединенных гибких производственных комплекса с автоматизированнойинженерной и технической подготовкой производства, обеспечивающей быструю перестройкутехнологии производства и выпуск новых изделий,

ГАП состоит из трех основных компонентов:автоматизированной системы управления производством (АСУП), автоматизированных участковподготовки производства и гибких автоматизированных производственныхкомплексов. В ГАП интегрируется АСУП САПР конструирования и технологии, а такжеавтоматизированная система управления технологическими процессами (АСУТП). Такаяструктура ГАП является общей для всех видов производств (механообрабатывающих,литейных, сварочных) и единой как для основного, так и для вспомогательногопроизводства.

В зависимости от структурного уровня производственнойединицы ГАП может представлять собой участок, цех, завод. Поэтому под АСУПпонимается автоматизированная система управления той производственной единицей,которая автоматизирована, при этом предусматривается наличие связей с АСУПболее высокого иерархического уровня.

Гибкое автоматизированноепроизводство предполагает автоматизацию практически всех технологических, вспомогательных,транспортных операций. Например, в ГАП механообработки могут бытьавтоматизированы: загрузка заготовок па станки и снятие с них деталей;обработка деталей по заданной программе; смена режущих инструментов; контрольдеталей в процессе и после обработки; уборка стружки; транспортирование деталейот станка к станку в любой задаваемой последовательности; изменение программобработки; управление работой всего комплекса оборудования, входящего в составГАП, по принципу гибко перестраиваемой технологии.

Гибкостьавтоматизированных производств, т. е. их способность к перестройке, обеспечивается:

- связью всехединиц автоматического технологического оборудования в единый производственныйкомплекс с помощью автоматизированных транспортно-складских систем и участковкомплектования;

- широкимиспользованием микропроцессоров; унифицированным модульным составом всехкомпонентов ГАП; принудительной синхронизацией работы всех производственныхкомпонентов от ЭВМ:

- программируемостьютехнологии и управления и др.

Все созданные ГАПвыполняют еще только часть перечисленных функций. В частности, они не имеютгибко перестраиваемых автоматизированных участков подготовки производства. Темне менее, уже сегодня видно, что трудности, препятствующие созданию ГАП вполном объеме, преодолимы. Реализация ГАП, как показывает отечественный и зарубежныйопыт, позволяет: обеспечить быструю перестройку производства на выпуск повойпродукции и этим полнее удовлетворять запросы потребителей; повыситькоэффициент сменности до 2,5—2,8, а коэффициент использования оборудования — до0,85—0,9 и приблизить показатели мелко- и среднесерийного выпуска продукции к характеристикаммассового производства; улучшить условия труда, сократить число занятых вовторую и третью смены, существенно уменьшить объем ручных работ; повыситьпроизводительность труда и снизить себестоимость продукции.

Автоматизация кореннымобразом меняет характер организации производственного процесса и труда. Если впоточном производстве труд носит однообразный характер, так как рабочийпродолжительное время выполняет небольшую по объему операцию дифференцированноготехнологического процесса, то в автоматизированном производстве высококвалифицированныеналадчики и диспетчеры контролируют работу машин и регулируют их действия. Этотребует от рабочих больших знаний и навыков, овладение ими способствует стираниюразличий между физическим и умственным трудом.

Основные задачи, стадии и этапы проектно-конструкторскойподготовки

Основной задачейпроектно-конструкторской подготовки производства является создание комплектачертежной документации для изготовления и испытания макетов, опытных образцов(опытной партии), установочной серии и документации для установившегосясерийного или массового производства новых изделий с использованием результатовприкладных НИР, ОКР и в соответствии с требованиями технического задания.

Содержание и порядоквыполнения работ на этой стадии системы СОНТ регламентируются ГОСТами в единойсистеме конструкторской документации (ЕСКД). ГОСТ определяет следующие стадииконструкторской подготовки производства (КПП): техническое задание, техническоепредложение, эскизный проект, технический проект и рабочий проект.

Техническое задание является исходным документом, наоснове которого осуществляется вся работа по проектированию нового изделия. Оноразрабатывается на проектирование нового изделия либо предприятием — изготовителем продукции и согласуется с заказчиком (основным потребителем),либо заказчиком. Утверждается ведущим министерством (к профилю которогоотносится разрабатываемое изделие)

В техническом заданииопределяется назначение будущего изделия, тщательно обосновываются еготехнические и эксплуатационные параметры и характеристики: производительность,габариты, скорость, надежность, долговечность и другие показатели,обусловленные характером работы будущего изделия. В нем также содержатсясведения о характере производства, условиях транспортировки, хранения иремонта, рекомендации по выполнению необходимых стадий разработкиконструкторской документации и его составу; технико-экономическое обоснование идругие требования.

Разработка техническогозадания базируется на основе выполненных научно-исследовательских иопытно-конструкторских работ, результатов изучения патентной информациимаркетинговых исследований, анализа существующих аналогичных моделей и условийих эксплуатации.

Техническое предложение разрабатывается в том случае, еслитехническое задание разработчику нового изделия выдано заказчиком. Второесодержит тщательный анализ первого и технико-экономическое обоснованиевозможных технических решений при проектировании изделия, сравнительную оценкус учетом эксплуатационных особенностей проектируемого и существующего изделияподобного типа, а также анализ патентных материалов.

Порядок согласования иутверждения технического предложения такой же, как и технического задания.После согласования и утверждения техническое предложение является основаниемдля разработки эскизного проекта Последний разрабатывается в том случае, еслиэто предусмотрено техническим заданием или техническим предложением, там жеопределяются объем и состав работ.

Эскизный проект состоит из графической части и пояснительнойзаписки.

Первая часть содержитпринципиальные конструктивные решения, дающие представление об изделии ипринципе его работы, а также данные, определяющие назначение, основные параметрыи габаритные размеры. Таким образом, она дает конструктивное оформление будущейконструкции изделия, включая чертежи общего вида, функциональные блоки, входныеи выходные электрические данные всех узлов (блоков), составляющих общуюблок-схему. На этой стадии разрабатывается документация для изготовлениямакетов, осуществляется их изготовление и испытания, после чего корректируетсяконструкторская документация.

Вторая часть эскизногопроекта содержит расчет основных параметров конструкции, описание эксплуатационныхособенностей и примерный график работ по технической подготовке производства.

В состав задач эскизногопроекта входит и разработка различных руководящих указаний по обеспечению напоследующих стадиях технологичности, надежности, стандартизации и унификации, атакже составление ведомости спецификаций материалов и комплектующих изделий наопытные образцы для последующей передачи их в службу материально-техническогообеспечения. Макет изделия позволяет добиться удачной компоновки отдельныхчастей, найти более правильные эстетические и эргономические решения и темсамым ускорить разработку конструкторской документации на последующих стадияхсистемы СОНТ.

Эскизный проект проходитте же стадии согласования и утверждения, что и техническое задание.

Технический проект разрабатывается на основеутвержденного эскизного проекта и предусматривает выполнение графической ирасчетной частей, а также уточнения технико-экономических показателейсоздаваемого изделия. Он состоит из совокупности конструкторских документов,содержащих окончательные технические решения, которые дают полное представлениеоб устройстве разрабатываемого изделия и исходные данные для разработки рабочейдокументации.

В графической частитехнического проекта приводятся чертежи общего вида проектируемого изделия,узлов в сборке и основных деталей. Чертежи обязательно согласовываются стехнологами.

В пояснительной запискесодержатся описание и расчет параметров основных сборочных единиц и базовыхдеталей изделия, описание принципов его работы, обоснование выбора материалов ивидов защитных покрытий, описание всех схем и окончательные технико-экономическиерасчеты. На этой стадии при разработке вариантов изделий изготавливается ииспытывается опытный образец.

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

Рабочий проект является дальнейшим развитием иконкретизацией 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 рабочейдокументации установившегося серийного или массового производства.

Первый уровень рабочегопроектирования выполняется в три, а иногда и в пять этапов.

На первом этаперазрабатывают конструкторскую документацию для изготовления опытной партии.Одновременно определяют возможность получения от поставщиков некоторых деталей,узлов, блоков (комплектующих). Всю документацию передают в экспериментальныйцех для изготовления по ней опытной партии (опытного образца).

На втором этапеосуществляют изготовление и заводские испытания опытной партии. Как правило,проводят заводские механические, электрические, климатические и другие испытания.

Третий этап заключается вкорректировке технической документации по результатам заводских испытанийопытных образцов.

Если изделие проходитгосударственные испытания (четвертый этап), то в процессе этих испытанийуточняются параметры и показатели изделия в реальных условиях эксплуатации,выявляются все недостатки, которые впоследствии устраняются.

Пятый этап состоит вкорректировке документации по результатам государственных испытаний и согласованиис технологами вопросов, касающихся классов шероховатости, точности, допусков ипосадок.

Второй уровень рабочегопроектирования выполняется в два этапа.

На первом этапе восновных цехах завода изготавливают установочную серию изделий, которая затемпроходит длительные испытания в реальных условиях эксплуатации, где уточняютстойкость, долговечность отдельных деталей и узлов изделия, намечают пути ихповышения. Запуску установочных серий предшествует, как правило,технологическая подготовка производства.

На втором этапепроизводят корректировку конструкторской документации по результатам изготовления,испытания и оснащения технологических процессов изготовления изделийспециальной оснасткой. Одновременно с этим корректируют и технологическуюдокументацию.

Третий уровень рабочегопроектирования выполняется в два этапа.

На первом этапеосуществляют изготовление и испытание головной или контрольной серии изделий,на основе которого производят окончательную отработку и выверку технологическихпроцессов и технологического оснащения, корректировки технологической документации,чертежей приспособлении штампов и т. д., а также нормативов расхода материалови рабочего времени.

На втором этапеокончательно корректируют конструкторскую документацию.

Такой, на первый взглядгромоздкий, порядок осуществления конструкторской подготовки производства вмассово'' или крупносерийном производстве дает большой экономический эффект. Засчет тщательной отработки конструкции изделия и его отдельных частей обеспечиваютсямаксимальная то технологичность в производстве, надежность и ремонтопригодностьв эксплуатации.

Круг работ, выполняемыхна стадиях, может отличаться от рассмотренного выше в зависимости от типапроизводства, сложности изделия, степени унификации, уровня кооперирования иряда других факторов.

Стандартизация иунификация в конструкторской подготовке производства

Важнейшей особенностьюсовременной организации конструкторской подготовки производства являетсяширокое использование стандартизации, которая позволяет избежать необоснованногомногообразия в качестве, типах и конструкциях изделий, в формах и размерахдеталей и заготовок, в профилях и марках материалов, в технологическихпроцессах и организационных методах. Стандартизация является одним изэффективных средств ускорения научно-технического прогресса, повышенияэффективности производства и роста производительности труда конструкторов,сокращения цикла СОНТ.

Конструкторскаяунификация — это комплекс мероприятий, обеспечивающих устранениенеобоснованного многообразия изделий одного назначения и разнотипности их составныхчастей и деталей, приведение к возможному единообразию способов ихизготовления, сборки и испытания. Унификация является базой агрегирования, т.е. создания изделий путем их компоновки из ограниченного числа унифицированныхэлементов, и конструкционной преемственности. Унификация дополняетстандартизацию, это своего рода конструкторская стандартизация.

Государственная системастандартизации, установив основные положения в этой области, предусматриваетследующие категории стандартов: государственные стандарты (ГОСТ), отраслевыестандарты (ОСТ) и стандарты предприятий (СТП).

ГОСТ — одна из основныхкатегорий стандартов, установленных государственной системой стандартизации.

ОСТы устанавливаются напродукцию, не относящуюся к объектам государственной стандартизации, напримерна технологическую оснастку, инструмент, специфические для данной отраслитехнологические процессы, а также на нормы, правила, требования, термины иобозначения, регламентация которых необходима для обеспечения взаимосвязи впроизводственно-технической деятельности предприятий и организаций отрасли.ОСТы обязательны для всех предприятий и организаций данной отрасли.

Стандарты предприятийустанавливаются на продукцию одного или нескольких предприятий (заводов).

Основной задачейзаводской стандартизации является создание максимального числа сходных, геометрическиподобных либо аналогичных элементов в изделиях не только одного, но иразличного назначения.

Заводская стандартизациязначительно упрощает, удешевляет и ускоряет технологическую подготовку иявляется важной предпосылкой стандартизации технологической оснастки.

Стандарт — это устойчивыйобразец, он закрепляет достижения в области технического прогресса и новойтехники, которые разработаны, проверены и могут быть применены в промышленности,на транспорте, в сельском хозяйстве. Он является строго обязательным. Припроектировании новых машин в первую очередь должны быть применены изделия и нормыиз государственных стандартов.

Основными видамигосударственных стандартов в машиностроении являются:

- стандартытехнических условий (определяют качество продукции, содержат потребительскиехарактеристики, правила приемки, методы проверки качества, требования кмаркировке, упаковке, транспортировке, хранению);

- стандартыпараметров или размеров (содержат параметрические ряды конструкций, т. е. рядыосновных показателей, построенные в определенной математическойзакономерности);

- стандарты типов иосновных параметров (содержат не только параметрические ряды, но идополнительные характеристики, например конструктивные схемы, компоновки и т.д.);

- стандарты конструкцийи размеров (устанавливают конструктивные решения и основные размеры дляунификации);

- стандарты марок(устанавливают номенклатуру и обозначение марок материалов, их химическийсостав, физико-механические свойства);

- стандартысортамента (устанавливают размеры, геометрическую форму, требования к точностии т. д.);

- стандартытехнических требований (охватывают эксплуатационные характеристики конструкции- требования безопасности, удобства эксплуатации, технической эстетики; нормынадежности, долговечности, устойчивости к внешним воздействиям);

- стандарты правилэксплуатации и ремонта;

- стандарты типовыхтехнологических процессов;

- стандартыорганизационного типа (внедрение передовых примеров и методов выполненияработ).

В процессе проектированияконструктор обязан широко использовать все стандарты, относящиеся кпроектируемому объекту. Особенно эффективно применение стандартных деталей,узлов и агрегатов, изготовляемых в централизованном порядке наспециализированных заводах. К числу основных методов конструктивнойстандартизации относятся: внедрение конструктивных стандартов (нормалей);создание параметрических рядов (гамм) машин; агрегатирование; обеспечениеконструктивной преемственности.

Внедрение конструктивныхстандартов на заводах проводится по двум направлениям: 1) разработка ивнедрение стандартов; 2) нормализационный контроль (нормоконтроль чертежей идругих конструкторских документов).

Разработка стандартовосновывается на систематизации и обобщении передового конструкторского опыта, отраженногов государственных, отраслевых и заводских стандартах; в свободных таблицахприменяемости отдельных марок металлов, подшипников, крепежных деталей,конструктивных элементов (модели зубчатых колес, допуски и посадки, резьбы идр.); в результатах лабораторных и эксплуатационных испытаний узлов, деталей; вданных нормализационного контроля.

Введение нормоконтроляимеет большое воспитательное и организующее значение. Нормоконтроль стимулируету конструкторов уважение к стандартам и унификации. Еще одна задачанормоконтроля — проверка правильности выполнения конструкторских документов в соответствиис требованиями ЕСКД.

Создание параметрическихрядов (гамм) – один из наиболее эффективных методов конструирования изделий.Под параметрическим рядом подразумевается совокупность изготовляемых на данномзаводе или в данной отрасли машин, приборов или иного оборудования одногоэксплуатационного назначения, аналогичных по кинематике или рабочему процессу,но различных по габаритам, мощностным или эксплуатационным параметрам.

Агрегатирование – этоформа унификации, состоящая в том, что создаются ряды унифицированных узлов иагрегатов, используемые для создания разнообразных изделий. Агрегатированиепозволяет создавать сборно-разборное оборудование, состоящее из взаимозаменяемыхнормализованных элементов, при необходимости оно может быть разобрано, авходящие в него агрегаты использованы в новых сочетаниях для создания другогооборудования. При этом в десятки раз сокращается число типов и размеровосновных элементов конструкции оборудования.

Обеспечениеконструктивной преемственности – другой (после агрегатирования) методконструктивной стандартизации и унификации, под которой подразумеваетсяприменение в конструкции нового изделия, узлов и деталей ранее освоенных изделий,которые хорошо зарекомендовали себя в работе и применение которых не отразитсяна качестве новых конструкций.

Научно-техническое иорганизационно-методическое руководство работами по стандартизации напредприятиях осуществляет конструкторско–технологическое бюро стандартизации.Основные его задачи следующие: а) организация разработки и внедрения стандартови других документов по стандартизации на производимую продукцию; б)обеспечениесоответствия показателей и норм, устанавливаемых в стандартах и другихдокументах по стандартизации, требованиям научно-технического прогресса идействующего законодательства, в) осуществление нормоконтроля техническойдокументации, разрабатываемой предприятием.

Система автоматизированного проектирования в конструкторскойподготовке производства

Системыавтоматизированного проектирования (САПР) в настоящее время являются во многихслучаях единственно возможными методами при конструировании новых видов изделий(например, интегральных микросхем).

Под автоматизациейпроектирования понимается автоматизированный конструкторский синтез устройствас выпуском необходимой конструкторской документации (КД).

В отличие от проектирования вручную, результатыкоторого во многом определяются инженерной подготовкой конструкторов, их производственнымопытом, профессиональной интуицией и т. д. автоматизированное проектированиепозволяет исключить субъективизм при принятии решений, значительно повыситьточность расчетов, выбрать варианты для реализации на основе строгого математическогоанализа, значительно повысить качество конструкторской документации, повыситьпроизводительность труда проектировщиков, снизить трудоемкость, существенносократить сроки конструкторской и технологической подготовки производства вцикле СОНТ, эффективнее использовать технологическое оборудование с ЧПУ.

Важным результатомвнедрения САПР являются и социологические факторы: повышение престижности икультуры труда при замене неавтоматизированных методов автоматизированными;повышение квалификации исполнителей; сокращение численности работников, занятыхрутинными операциями.

Наибольшую эффективностьот внедрения САПР можно получить при автоматизации всего процессапроектирования — от постановки задачи, выбора предпочтительных вариантовпостроения изделия до технологической подготовки его производства и выпуска.

До внедрения САПР напредприятии нужно прежде всего решить, применительно к каким задачам (илиработам) проектирования наиболее эффективно ее применение, сформулироватьтребования к ней, определить в общем виде структуру, выделить этапы разработкисистемы и составить перечень необходимых для этого исследований, а такжеустановить, в каком объеме и виде она будет выдавать техническую документациюпроекта и соответствие ее действующим нормативно-техническим документам (ГОСТ,ОСТ, СТП, РТМ и т. д.). Кроме того, должны быть выполнены работы поформализации задач выбора и оптимизации проектных и конструкторских решений,формированию библиотек типовых технических и проектных решений, информационныхбаз, пакетов прикладных программ и технологии автоматизированногопроектирования.

САПР представляет собойорганизационно-техническую систему, состоящую из комплекса средствавтоматизации проектирования, взаимосвязанного с проектировщиками иподразделениями проектной организации. Проектировщик (конструктор, технолог)входит в состав любой САПР и является ее пользователем, так как без человекаавтоматизированная система не может функционировать. Объектом автоматизации вСАПР являются действия проектировщиков, разрабатывающих изделия илитехнологические процессы. САПР нельзя создать вне конкретного производства, накотором она будет использована.

Комплекс средствавтоматизации включает математическое, лингвистическое, программное,информационное, методическое, организационное, аппаратное и техническое обеспечение.

Математическоеобеспечение составляютматематические методы, модели и алгоритмы, необходимые для осуществленияавтоматизированного проектирования.

Лингвистическоеобеспечение — совокупность специальных языковых средств проектирования, предназначенных дляобщения человека с техническими и программными компонентами САПР. Практикаиспользования ЭВМ в проектировании привела к созданию наряду с универсальнымиалгоритмическими языками программирования (АЛГОЛ, ФОРТРАН и др.) проблемно-ориентированныхалгоритмических языков, специализированных для проектных задач. Например, дляавтоматизации вычерчивания изображений служат графические языки ГП-ЕС, ГРАФОР,РЕДГРАФ, ФАП-КФ и др.

Программное обеспечение является непосредственным производнымкомпонентом от математического обеспечения и представляет собой комплекс всехпрограмм и эксплуатационной документации к ним.

Информационноеобеспечение — этоинформация о прототипах проектируемых изделий или процессов, комплектующихизделиях и материалах, об используемом режущем инструменте, о правилах и нормахпроектирования, а также любая другая справочная информация, используемая проектировщикамидля выработки проектных решений. Основная часть информационного обеспечения содержитсяв банках данных, состоящих из баз данных и систем управления базами данных.

Организационноеобеспечениеустанавливает взаимодействие проектирующих и обслуживающих подразделений,ответственность специалистов за определение вида работ, приоритеты пользованиясредствами САПР и другие регламенты организационного характера. Соответствующийкомплект документов составляют необходимые инструкции, приказы и штатныерасписания.

Техническое обеспечение — комплекс всех технических средств,используемых при автоматизированном проектировании и для поддержания средствавтоматизации в работоспособном состоянии.

Некоторые видыобеспечений объединены в группы, соответствующие наиболее простому представлениюсостава САПР, которому часто следуют на практике, когда не все обеспечения САПРразрабатываются, например, программно-информационное обеспечение, котороевоплощается в виде программ и сопровождающей документации. На этот вид обеспечения,как правило, приходится основная трудоемкость разработки. В общей трудоемкостиразработки сложных САПР его доля достигает 75 % и более.Организационно-методическое обеспечение включает весь комплекс обеспечивающихмероприятий, а также регламентирующую и организующую процессавтоматизированного проектирования документацию применительно к условиямконкретной проектной организации.

Условиями возможности ицелесообразности создания САПР являются: а) единство принципов построенияобъектов проектирования; б) высокий уровень типизации и стандартизацииэлементов, из которых компонуют объекты проектирования; в) высокий уровеньунификации процессов проектирования; г) большой объем проектных работ прииндивидуальных требованиях к объектам проектирования.

Эволюция средств иметодов автоматизации проектирования тесно связана с развитием вычислительнойтехники и программного обеспечения. На ранних стадиях создания САПР ЭВМ решалалишь отдельные инженерные задачи высокой трудоемкости. Затем с ее помощью сталивыполняться в пакетном режиме задачи технической подготовки производства, включающие:разработку плановых показателей; нормирование расхода ресурсов; составление графиковзапуска новых изделий, карт применяемости деталей, сборочных единиц,технологических карт; расчет режимов обработки деталей.

Однако это не позволилосущественно сократить сроки запуска новых изделий в производство, так как приэтом не охватывались проектно-конструкторские работы, на которые затрачивалосьзначительное время в цикле технической подготовки производства.

С появлением средствмашинной графики — графических дисплеев, графопостроителей, графическихпечатающих устройств (плоттеров), кодировщиков и других — стало возможнымавтоматизировать наиболее трудоемкие процессы проектирования изделий итехнологий. В состав таких САПР обязательно входит развитое программноеобеспечение, включая универсальные и специализированные пакеты прикладныхпрограмм, обеспечивающие, как правило, работу системы в интерактивном(диалоговом) режиме.

В общем случае процесспроектирования включает три этапа: составление эскизного, технического ирабочего проектов.

Затраты труда наразработку объекта распределяются по этапам приблизительно в таком соотношении:10, 25 и 65 %.

Наиболее творческойявляется стадия эскизного проектирования, требующего применения интерактивныхсредств графики. С их помощью конструктор может строить трехмерное изображениедетали и моделировать траекторию движения инструмента для ее обработки (безчертежей).

Техническоепроектирование предусматривает исполнение конкретного замысла в заданноммасштабе, а также осуществление необходимых расчетов. Здесь используетсязначительный объем информации о стандартных деталях, покупных изделиях и т. д.

На стадии рабочегопроектирования создаются рабочие чертежи и техническая документация. Деталировка,определение и нанесение размеров, составление спецификаций полностьюформализуются и могут выполняться на ЭВМ с использованием средств машиннойграфики.

Технико-экономическое обоснование на стадии проектированияновой техники

Каждый вновь создаваемыйвид техники или мероприятие по улучшению освоенной техники должен быть лучшеранее освоенных: он должен давать большую экономию живого и овеществленноготруда, быть лучше по качеству и в большей мере удовлетворять потребности вновых или усовершенствованных видах продукции. Показатели качества вновьсоздаваемой техники должны быть на уровне высших мировых достижений в даннойотрасли.

 Новая илиусовершенствованная техника должна быть лучше и эффективнее той, взамен которойона создается и будет производиться, с производственной, эксплуатационной илиобеих точек зрения.

В первом случае к новой(усовершенствованной) конструкции предъявляются требования как к объектупроизводства на заводе-изготовителе. Главным здесь является экономичностьпроизводства и минимальные сроки его подготовки и освоения. Экономичностьизготовления каждой новой конструкции зависит от ее технологичности, оттого,насколько прогрессивными и производительными будут применяемые технологическиепроцессы. Конструкция является технологичной, если она экономична дляпроизводства.

При наличии несколькихвариантов конструкции техники, полностью удовлетворяющих эксплуатационнымтребованиям, предпочтение отдается более технологичной.

Для выбора наилучшеговарианта конструкции имеется ряд показателей технологичности:

- трудоемкостьизготовления — абсолютная (на одно изделие) и относительная (на единицуустановленной мощности, производительности, другого показателя);

- материалоемкостьили масса конструкции — абсолютная или относительная;

- трудоемкостьподготовки изделия к функционированию;

- степеньконструктивной стандартизации и унификации;

- капиталовложенияв производство новой продукции;

- себестоимость иотпускная цена новой продукции;

- прибыль ирентабельность производства.

Трудоемкость изготовленияпродукции определяется в процессе ее проектирования и является весьма важнымпоказателем. Более технологичной считается та конструкция, которая при прочихравных условиях менее трудоемка. Снижение трудоемкости изделия на стадии егопроизводства — одна из важнейших задач, которая ставится перед разработчиками.Большие возможности снижения трудоемкости заложены в правильном выборесовременных прогрессивных методов получения заготовок, рациональном выбореквалитетов и классов шероховатости. На смену обработки деталей резанием(механообработки) постепенно приходят точные методы формообразования деталей — штамповки, прессования, литья под давлением и др.

Материалоемкостьхарактеризует общий расход материала на изготовление данной конструкции изделияили удельную материалоемкость на эксплуатационный параметр. Во многих случаях уконструктора есть возможность при проектировании детали выбрать материал издвух или даже многих, обеспечивающих одинаковые эксплуатационные свойствадетали, но различные по стоимости, трудоемкости обработки, а иногдаспособствующие снижению массы изделия.

Повышение определяющегоэксплуатационного показателя изделия, как правило, дает снижение материалоемкостии трудоемкости в расчете на единицу основного параметра. При этом снижениеудельной материалоемкости на единицу мощности или другого параметра происходитзначительно быстрее, чем уменьшение общего расхода материала на единицуизделия.

Трудоемкость подготовкиизделия к функционированию определяется в процессе проектирования и зависит отсложности регулировочно-настроечных процессов, проводимых с целью получениянеобходимых технико-экономических параметров. Возможности снижения трудоемкостиздесь заложены в качестве используемой контрольно-измерительной аппаратуры испециальных стендов для испытаний.

Степень конструктивнойстандартизации и унификации — это показатель, характеризующий конструкциюизделия сточки зрения реализации в ней стандартизированных и унифицированныхдеталей, что приводит к повышению объема выпуска однотипных деталей, сборочныхединиц, изделий в целом, а также к применению более прогрессивной технологии, аэто как следствие позволяет не только существенно снизить трудоемкостьизготовления, но и несколько уменьшить материалоемкость.

Капиталовложения впроизводство новой конструкции характеризуют общие затраты на приобретениедополнительного и изготовление нестандартного оборудования и перепланировку впроизводственных цехах, создание производственных запасов. Чем меньше потребностипредприятия в капиталовложениях, тем технологичнее новая конструкция изделия.

Себестоимость, прибыль ирентабельность новой конструкции изделия являются обобщающими показателями еетехнологичности.

С производственной точки зрения новая конструкциябудет считаться технологичной, а следовательно, и эффективной в том случае,если дополнительная прибыль (ΔП), полученная в результате освоения,выпуска и реализации новой продукции, обеспечит рентабельность не ниже среднейсложившейся рентабельности на предприятии-изготовителе. Этому условию должноудовлетворять неравенство:

/>

где ΔК — дополнительные капиталовложения, связанные с освоением новой конструкцииизделия; П — суммарная годовая прибыль предприятия-изготовителя до выпускановой конструкции изделия; Оф — стоимость производственных фондовпредприятия-изготовителя.

Дополнительная прибыль(ДП) определяется по формуле

ΔП = [N2 (Ц2 — С2) -ЗТ]- [N1 (Ц1 — С1)],

где N1 и N2 — среднегодовой выпуск ранееосвоенной 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; Зт — среднегодовые затраты, связанные с технической подготовкой и освоением впроизводстве конструкции нового изделия.

С эксплуатационной точкизрения потребителя новая конструкция должна обладать следующими показателями:1) более надежной (долговечной, безотказной, ремонтопригодной и сохраняемой) вэксплуатации; 2) удобной в обслуживании и ремонте эстетичной и безопасной вэксплуатации; 3) эргономичной (с точки зрения психологии, физиологии и гигиенытруда работников обслуживания); 4) более производительной в единицу времени; 5)более экономичной в потреблении электроэнергии и капиталовложенийэксплуатационников новой продукции; 6) обеспечивать минимальную себестоимостьединицы работы, выполняемой изделием.

Если эксплуатационныесвойства новой техники повышаются по сравнению с ранее освоенной (заменяемой),то экономическая эффективность ее определяется путем соизмерения капитальныхвложений потребителя со снижением себестоимости работы, выполняемой новойтехникой. Лучшим признается вариант с наименьшей суммой приведенных затрат:

Ui<sub/>+ EнКi →min,

где Ui — годовые эксплуатационные издержкипредприятия-потребителя продукции по i-му варианту; Кi — капитальные вложения предприятия — потребителя продукции по i-му варианту; ЕН — нормативный коэффициент экономической эффективности.

После расчета суммыприведенных затрат по вариантам техники можно определить годовой экономическийэффект использования новой или усовершенствованной техники.