Доклад: Организация конструкторской подготовки производства

Организация конструкторской подготовки производства

Основные задачи, стадии и этапы проектно-конструкторской подготовки

Основной задачей проектно-конструкторской подготовки производства является

создание комплекта чертежной доку­ментации для изготовления и испытания

макетов, опытных образцов (опытной партии), установочной серии и

докумен­тации для установившегося серийного или массового произ­водства новых

изделий в соответствии с требованиями техничес­кого задания.

Содержание и порядок выполнения работ на этой стадии системы СОНТ

регламентируются ГОСТами в единой системе конструкторской документации

(ЕСКД). ГОСТ определяет сле­дующие стадии конструкторской подготовки

производства (КПП): техническое задание, техническое предложение, эскиз­ный

проект, технический проект и рабочий проект.

Техническое задание является исходным документом, на основе которого

осуществляется вся работа по проектирова­нию нового изделия. Оно

разрабатывается на проектирование нового изделия либо предприятием-

изготовителем продук­ции и согласуется с 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, надежность,

долговечность и дру­гие показатели, обусловленные характером работы будущего

изделия. В нем также содержатся сведения о характере про­изводства, условиях

транспортировки, хранения и ремонта; рекомендации по выполнению необходимых

стадий разработ­ки конструкторской документации и ее составу; технико-

эко­номическое обоснование и другие требования.

Разработка технического задания базируется на основе выполненных научно-

исследовательских и опытно-конструк­торских работ, результатов изучения

патентной информации маркетинговых исследований, анализа существующих

анало­гичных моделей и условий их эксплуатации.

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

учетом эксплуатационных особенностей проек­тируемого и существующего изделия

подобного типа, а также анализ патентных материалов.

Порядок согласования и утверждения технического пред­ложения такой же, как и

технического задания. После согла­сования и утверждения техническое

предложение является основанием для разработки эскизного проекта. Последний

разрабатывается в том случае, если это предусмотрено тех­ническим заданием

или техническим предложением, там же определяются объем и состав работ.

Эскизный проект состоит из графической части и поясни­тельной записки.

Первая часть содержит принципиальные конструктивные решения, дающие

представление об изделии и принципе его работы, а также данные, определяющие

назначение, основ­ные параметры и габаритные размеры. Таким образом, она дает

конструктивное оформление будущей конструкции изде­лия, включая чертежи

общего вида, функциональные блоки, входные и выходные электрические данные

всех узлов (бло­ков), составляющих общую блок-схему. На этой стадии

раз­рабатывается документация для изготовления макетов, осу­ществляется их

изготовление и испытания, после чего коррек­тируется конструкторская

документация.

Вторая часть эскизного проекта содержит расчет основных параметров

конструкции, описание эксплуатационных особен­ностей и примерный график работ

по технической подготовке производства.

В состав задач эскизного проекта входит и разработка различ­ных руководящих

указаний по обеспечению на последующих ста­диях технологичности, надежности,

стандартизации и унифика­ции, а также составление ведомости спецификаций

материалов и комплектующих изделий на опытные образцы для последующей

передачи их в службу материально-технического обеспечения. Макет изделия

позволяет добиться удачной компоновки отдель­ных частей, найти более

правильные эстетические и эргономичес­кие решения и тем самым ускорить

разработку конструкторской документации на последующих стадиях системы СОНТ.

Эскизный проект проходит те же стадии согласования и утверждения, что и

техническое задание.

Технический проект разрабатывается на основе утвержден­ного эскизного проекта

и предусматривает выполнение гра­фической и расчетной частей, а также

уточнения технико-эко­номических показателей создаваемого изделия. Он состоит

из совокупности конструкторских документов, содержащих окончательные

технические решения, которые дают полное представление об устройстве

разрабатываемого изделия и ис­ходные данные для разработки рабочей

документации.

В графической части технического проекта приводятся чер­тежи общего вида

проектируемого изделия, узлов в сборке и основных деталей. Чертежи

обязательно согласовываются с технологами.

В пояснительной записке содержатся описание и расчет параметров основных

сборочных единиц и базовых деталей изделия, описание принципов его работы,

обоснование выбо­ра материалов и видов защитных покрытий, описание всех схем

и окончательные технико-экономические расчеты. 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.

Рабочий проект является дальнейшим развитием и 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 или массового

производства. Первый уровень рабочего проектирования выполняется в три, а

иногда и в пять этапов.

На первом этапе разрабатывают конструкторскую докумен­тацию для изготовления

опытной партии. Одновременно оп­ределяют возможность получения от поставщиков

некоторых деталей, узлов, блоков (комплектующих). Всю документацию передают в

экспериментальный цех для изготовления по ней опытной партии (опытного

образца).

На втором этапе осуществляют изготовление и заводские испытания опытной

партии. Как правило, проводят заводс­кие механические, электрические,

климатические и другие испытания.

Третий этап заключается в корректировке технической до­кументации по

результатам заводских испытаний опытных об­разцов.

Если изделие проходит государственные испытания (чет­вертый этап), то в

процессе этих испытаний уточняются пара­метры и показатели изделия в реальных

условиях эксплуата­ции, выявляются все недостатки, которые впоследствии

уст­раняются.

Пятый этап состоит в корректировке документации по ре­зультатам

государственных испытаний и согласовании с тех­нологами вопросов, касающихся

классов шероховатости, точ­ности, допусков и посадок.

Второй уровень рабочего проектирования выполняется в два этапа.

На первом этапе в основных цехах завода изготавливают установочную серию

изделий, которая затем проходит дли­тельные испытания в реальных условиях

эксплуатации, где уточняют стойкость, долговечность отдельных деталей и

уз­лов изделия, намечают пути их повышения. Запуску устано­вочных серий

предшествует, как правило, технологическая подготовка производства.

На втором этапе производят корректировку конструкторс­кой документации по

результатам изготовления, испытания и оснащения технологических процессов

изготовления изделий специальной оснасткой. Одновременно с этим корректируют

и технологическую документацию. Третий уровень рабочего проектирования

выполняется в два этапа.

На первом этапе осуществляют изготовление и испытание головной или

контрольной серии изделий, на основе которой производят окончательную

отработку и выверку технологичес­ких процессов и технологического оснащения,

корректировку технологической документации, чертежей приспособлений, штампов

и т. д., а также нормативов расхода материалов и ра­бочего времени.

На втором этапе окончательно корректируют конструкторскую документацию.

Такой, на первый взгляд громоздкий, порядок осуществ­ления конструкторской

подготовки производства в массовом или крупносерийном производстве дает

большой экономичес­кий эффект. За счет тщательной отработки конструкции

изде­лия и его отдельных частей обеспечиваются максимальная тех­нологичность

в производстве, надежность и ремонтопригод­ность в эксплуатации.

Круг работ, выполняемых на стадиях, может отличаться oт рассмотренного выше в

зависимости от типа производств сложности изделия, степени унификации, уровня

кооперирования и ряда других факторов.

Стандартизация и унификация в конструкторской подготовке производства

Важнейшей особенностью современной организации кон­структорской подготовки

производства является широкое ис­пользование стандартизации, которая

позволяет избежать необоснованного многообразия в качестве, типах и

конструк­циях изделий, в формах и размерах деталей и заготовок, в про­филях и

марках материалов, в технологических процессах и организационных методах.

Стандартизация является одним из эффективных средств ускорения научно-

технического про­гресса, повышения эффективности производства и роста

про­изводительности труда конструкторов, сокращения цикла СОНТ.

Конструкторская унификация - это комплекс мероприятий, обеспечивающих

устранение необоснованного многообразия изделий одного назначения и

разнотипности их составных ча­стей и деталей, приведение к возможному

единообразию спо­собов их изготовления, сборки и испытания. Унификация

яв­ляется базой агрегатирования, т. е. создания изделий путем их компоновки

из ограниченного числа унифицированных эле­ментов, и конструкционной

преемственности. Унификация дополняет стандартизацию, это своего рода

конструкторская стандартизация.

Государственная система стандартизации, установив ос­новные положения в этой

области, предусматривает следую­щие категории стандартов: государственные

стандарты (ГОСТ), отраслевые стандарты (ОСТ) и стандарты предприя­тий (СТП).

ГОСТ - одна из основных категорий стандартов, установ­ленных государственной

системой стандартизации.

ОСТы устанавливаются на продукцию, не относящуюся к объектам государственной

стандартизации, например на тех­нологическую оснастку, инструмент,

специфические для дан­ной отрасли технологические процессы, а также на нормы,

правила, требования, термины и обозначения, регламентация которых необходима

для обеспечения взаимосвязи в произ­водственно-технической деятельности

предприятий и органи­заций отрасли. ОСТы обязательны для всех предприятий и

организаций данной отрасли.

Стандарты предприятий устанавливаются на продукцию одного или нескольких

предприятий (заводов).

Основной задачей заводской стандартизации является создание максимального

числа сходных, геометрически по­добных либо аналогичных элементов в изделиях

не только од­ного, но и различного назначения.

Заводская стандартизация значительно упрощает, удешев­ляет и ускоряет

технологическую подготовку и является важ­ной предпосылкой стандартизации

технологической оснастки.

Стандарт - это устойчивый образец, он закрепляет дости­жения в области

технического прогресса и новой техники, ко­торые разработаны, проверены и

могут быть применены в широком масштабе в промышленности, на транспорте, в

сель­ском хозяйстве. Он является строго обязательным. При про­ектировании

новых машин в первую очередь должны быть при­менены изделия и нормы из

государственных стандартов.

В процессе проектирования конструктор обязан широко использовать все

стандарты, относящиеся к проектируемому объекту. Особенно эффективно

применение стандартных де­талей, узлов и агрегатов, изготовляемых в

централизованном порядке на специализированных заводах. К числу основных

методов конструктивной стандартизации относятся: внедре­ние конструктивных

стандартов (нормалей); создание пара­метрических рядов (гамм) машин;

агрегатирование; обеспе­чение конструктивной преемственности.

Внедрение конструктивных стандартов на заводах прово­дится по двум направлениям:

1) разработка и внедрение стан­дартов;

2) нормализационный контроль (нормоконтроль чер­тежей и других

конструкторских документов).

Разработка стандартов основывается на систематизации и обобщении передового

конструкторского опыта, отражен­ного в государственных, отраслевых и

заводских стандартах; в свободных таблицах применяемости отдельных марок

метал­лов, подшипников, крепежных деталей, конструктивных эле­ментов (модели

зубчатых колес, допуски и посадки, резьбы и др.); в результатах лабораторных

и эксплуатационных испы­таний узлов, деталей; в данных нормализационного

контроля.

Введение нормоконтроля имеет большое воспитательное и организующее значение.

Нормоконтроль стимулирует у конст­рукторов уважение к стандартам и

унификации. Еще одна за­дача нормоконтроля - проверка правильности выполнения

кон­структорских документов в соответствии с требованиями ЕСКД.

Создание параметрических рядов (гамм) - один из наибо­лее эффективных методов

конструирования изделий. Под па­раметрическим рядом подразумевается

совокупность изго­товляемых на данном заводе или в данной отрасли машин,

приборов или иного оборудования одного эксплуатационного назначения,

аналогичных по кинематике или по рабочему про­цессу, но различных по

габаритам, мощностным или эксплуа­тационным параметрам.

Каждый параметрический ряд имеет свое основание (ба­зовая модель) и

полученные от этого основания производные. Конструирование начинается с

выбора основания.

Агрегатирование - это форма унификации, состоящая в том, что создаются ряды

унифицированных узлов и агрегатов, используемые для создания разнообразных

изделий. Агрега­тирование позволяет создавать сборно-разборное оборудо­вание,

состоящее из взаимозаменяемых нормализованных элементов, при необходимости

оно может быть разобрано, а входящие в него агрегаты использованы в новых

сочетаниях для создания другого оборудования. При этом в десятки раз

сокращается число типов и размеров основных элементов кон­струкции

оборудования.

Обеспечение конструктивной преемственности - другой (после агрегатирования)

метод конструктивной стандартиза­ции и унификации, под которой

подразумевается применение в конструкции нового изделия, узлов и деталей

ранее освоен­ных изделий, которые хорошо зарекомендовали себя в рабо­те и

применение которых не отразится на качестве новых кон­струкций.

Степень стандартизации и унификации может быть охарак­теризована следующими

основными показателями: коэффи­циентом стандартизации, коэффициентом

унификации изде­лия, коэффициентом преемственности и др.

Научно-техническое и организационно-методическое ру­ководство работами по

стандартизации на предприятиях осу­ществляет конструкторско-технологическое

бюро стандарти­зации. Основные его задачи следующие:

а) организация раз­работки и внедрения стандартов и других документов по

стан­дартизации на производимую продукцию;

б) обеспечение со­ответствия показателей и норм, устанавливаемых в

стандар­тах и других документах по стандартизации, требованиям на­учно-

технического прогресса и действующего законодатель­ства;

в) осуществление нормоконтроля технической докумен­тации, разрабатываемой

предприятием.

Организация чертежного хозяйства на предприятии

Важнейшие задачи организации чертежного хозяйства заключаются в обеспечении

порядка в хранении и обраще­нии чертежей и другой технической документации, в

сво­евременном обеспечении ими цехов и рабочих мест, в под­держании строгой

конструкторской и технологической дис­циплины.

Организация чертежного хозяйства основывается на еди­ной системе

классификации документации, которая предусматривает единые принципы

классификации и индексации изделий и документации, определенный порядок

хранения, учета и дублирования документации, а также порядок вне­сения

изменений.

Классификация и индексация чертежей и другой техничес­кой документации

проводятся по объектам изготовления, по стадиям конструкторской подготовки

производства, по целе­вому назначению и характеру использования.

По объекту изготовления выделяются чертежи изделий основного производства,

чертежи изделий вспомогательного производства (инструмента, приспособлений,

моделей, штам­пов и др.); технологические чертежи, изображающие поковки,

штамповки и другие заготовки. ГОСТ 2.101-68 предусматри­вает деление объектов

по видам на детали, сборочные едини­цы, комплексы (два или более изделий, не

соединенных сбо­рочными операциями, но предназначенных для выполнения

взаимосвязанных эксплуатационных функций) и комплекты (набор изделий, имеющих

общее эксплуатационное назначе­ние вспомогательного характера, например,

комплект инст­румента к машине).

По стадиям конструкторской подготовки документы мо­гут быть проектами,

выполняемыми в процессе проработ­ки многочисленных вариантов на разных

стадиях проекти­рования, и рабочими чертежами, предназначенными для

изготовления изделий, а также его эксплуатации. В соот­ветствии с этим все

конструкторские документы подраз­деляются на чертежи эскизного, технического

и рабочего проектирования.

По целевому назначению и характеру использования все конструкторские

документы подразделяются на оригина­лы (авторские документы, выполненные на

любом матери­але и предназначенные для изготовления подлинников), подлинники

(документы, оформленные подлинными под­писями и выполненные на материале,

позволяющем вос­произведение копий), дубликаты (копии подлинников,

обеспечивающие идентичность воспроизведения подлин­ника, позволяющие снятие с

них копии), копии (докумен­ты, выполненные способом, обеспечивающим их

идентич ность подлиннику или дубликату, предназначены для не­посредственного

использования в производстве).

Для удобства учета и пользования всем чертежам присва­ивается индекс.

Индексация чертежей - это условное обозна­чение, обычно цифровое. В

соответствии с ГОСТом, как пра­вило, используется единая обезличенная система

индексации, основанная на десятичной классификации всех чертежей из­делий и

их частей (от 0 до 9). Все чертежи деталей, узлов, бло­ков, изделий делятся

на 10 классов, классы на 10 подклассов, подклассы на 10 групп, группы на 10

подгрупп, подгруппы на виды деталей.

Индекс чертежа состоит из различительного индекса пред-приятия,

классификационной характеристики изделия, поряд-кового регистрационного

номера документа (в пределах opгaнизации-разработчика) и шифра документа

(рис. 17.1).

Хранение, учет и дублирование чертежей и другой техни­ческой документации на

заводе осуществляются в соответ­ствии с "Правилами учета и хранения" в отделе

технической документации. В этот отдел входят: бюро подлинников и дуб­ликатов

(архив), где хранятся названные документы поформат-но в порядке возрастания

номеров и выдаются только для из­готовления копий и дубликатов, внесения

изменений и для восстановления при их износе; бюро копий, осуществляющее

прием, регистрацию, выдачу, а также учет состояния и движе­ния копий

документов, учет применяемости документов; бюро внесения изменений в

документацию, осуществляющее изме­нения в конструкторской документации и учет

внесения изме­нений; цех размножения документов, где размножаются,

бро­шюруются и переплетаются конструкторские документы; бюро комплектации,

где комплектуются документы после их размно­жения.

Архивные документы (оригиналы) отражают первоначаль­ное состояние конструкции

после утверждения ее заказчиком. В эту документацию изменения не вносятся.

Подлинники и дубликаты служат для справок и сверок, изготовления копий, в них

вносят изменения по установленному порядку, на руки их не выдают, пользуются

ими только в помещении архива и бюро внесения изменений.

Система автоматизированного проектирования в конструкторской подготовке

производства

Системы автоматизированного проектирования (САПР) в настоящее время полностью

себя оправдывают и являются во многих случаях единственно возможными методами

при кон­струировании новых видов изделий (например, интегральных микросхем).

Под автоматизацией проектирования понимается автома­тизированный

конструкторский синтез устройства с выпуском необходимой конструкторской

документации (КД).

В отличие от проектирования вручную, результаты которо­го во многом

определяются инженерной подготовкой конст­рукторов, их производственным

опытом, профессиональной интуицией и т. п., автоматизированное проектирование

позволяет исключить субъективизм при принятии решений, значи­тельно повысить

точность расчетов, выбрать варианты для реализации на основе строгого

математического анализа, зна­чительно повысить качество конструкторской

документации, повысить производительность труда проектировщиков, сни­зить

трудоемкость, существенно сократить сроки конструктор­ской и технологической

подготовки производства в цикле СОНТ, эффективнее использовать

технологическое оборудо­вание с ЧПУ.

Важным результатом внедрения САПР являются и социо­логические факторы:

повышение престижности и культуры труда при замене неавтоматизированных

методов автомати­зированными; повышение квалификации исполнителей;

со­кращение численности работников, занятых рутинными опе­рациями.

Наибольшую эффективность от внедрения САПР можно получить при автоматизации

всего процесса проектирования - от постановки задачи, выбора предпочтительных

вариантов построения изделия до технологической подготовки его про­изводства

и выпуска.

САПР представляет собой организационно-техническую систему, состоящую из

комплекса средств автоматизации про­ектирования, взаимосвязанного с

проектировщиками и под­разделениями проектной организации. Проектировщик

(кон­структор, технолог) входит в состав любой САПР и является ее

пользователем, так как без человека автоматизированная си­стема не может

функционировать. Объектом автоматизации в САПР являются действия

проектировщиков, разрабатывающих изделия или технологические процессы. САПР

нельзя создать вне конкретного производства, на котором она будет

исполь­зована.

Комплекс средств автоматизации включает математиче­ское, лингвистическое,

программное, информационное, методическое, организационное, аппаратное и

техническое обеспечение.

Математическое обеспечение составляют математические методы, модели и

алгоритмы, необходимые для осуществле­ния автоматизированного проектирования.

Лингвистическое обеспечение - совокупность специаль­ных языковых средств

проектирования, предназначенных для общения человека с техническими и

программными компонен­тами САПР. Практика использования ЭВМ в проектировании

привела к созданию наряду с универсальными алгоритмичес­кими языками

программирования (АЛГОЛ, ФОРТРАН и др.) проблемно-ориентированных

алгоритмических языков, специ­ализированных для проектных задач. Например,

для автома­тизации вычерчивания изображений служат графические язы­ки ГП-ЕС,

ГРАФОР, РЕДГРАФ, ФАП-КФ и др.

Программное обеспечение является непосредственным производным компонентом от

математического обеспечения и представляет собой комплекс всех программ и

эксплуата­ционной документации к ним.

Информационное обеспечение - это информация о про­тотипах проектируемых

изделий или процессов, комплектую­щих изделиях и материалах, об используемом

режущем инст­рументе, о правилах и нормах проектирования, а также любая

другая справочная информация, используемая проектировщи­ками для выработки

проектных решений. Основная часть ин­формационного обеспечения содержится в

банках данных, состоящих из баз данных и систем управления базами данных.

Организационное обеспечение устанавливает взаимодей­ствие проектирующих и

обслуживающих подразделений, от­ветственность специалистов за определение

вида работ, при­оритеты пользования средствами САПР и другие регламенты

организационного характера. Соответствующий комплект до­кументов составляют

необходимые инструкции, приказы и штатные расписания.

Техническое обеспечение - комплекс всех технических средств, используемых при

автоматизированном проектировании и для поддержания средств автоматизации в

работоспо­собном состоянии.

Решающими условиями возможности и целесообразнос­ти создания САПР являются:

а) единство принципов построе­ния объектов проектирования;

б) высокий уровень типизации и стандартизации элементов, из которых компонуют

объекты проектирования;

в) высокий уровень унификации процессов проектирования;

г) большой объем проектных работ при ин­дивидуальных требованиях к объектам

проектирования.

В общем случае процесс проектирования включает три эта­па: составление

эскизного, технического и рабочего проектов.

Наиболее творческой является стадия эскизного проекти­рования, требующего

применения интерактивных средств гра­фики. С их помощью конструктор может

строить трехмерное изображение детали и моделировать траекторию движения

инструмента для ее обработки (без чертежей).

Техническое проектирование предусматривает исполнение конкретного замысла в

заданном масштабе, а также осуще­ствление необходимых расчетов. Здесь

используется значи­тельный объем информации о стандартных деталях, покупных

изделиях и т. д.

На стадии рабочего проектирования создаются рабочие чертежи и техническая

документация. Деталировка, опреде­ление и нанесение размеров, составление

спецификаций пол­ностью формализуются и могут выполняться на ЭВМ с

исполь­зованием средств машинной графики.

При автоматизации проектирования наиболее важной явля­ется формализация как

самого процесса, так и его объекта. Она позволяет представить процесс

проектирования в виде цепоч­ки (набора) последовательно (параллельно-

последовательно) выполняемых процедур, при которых информация преобразу­ется,

а исходные варианты приближаются к заданным проект­ным задачам. При этом если

проекты могут быть сформу­лированы в виде информационных массивов для ЭВМ, а

опе­раторы проектирования (определенные процедуры, форму­лы, комплексы

программ, стандарты, методики, модели и т. п.) представлены в виде пакета

машинных программ, то та­кой процесс называют автоматической разработкой

(генера­цией) проекта. Если разработке на ЭВМ подлежат лишь неко­торые

подкомплексы на отдельных стадиях, то такой процесс проектирования называется

автоматизированным. В том слу­чае, когда оператор проектирования применим для

ряда сис­тем или подкомплексов, выполняется типовое проектирование.

Нахождение (разработка) таких операторов является одной из важнейших задач

построения любой системы проектирования.

Укрупненный алгоритм автоматизированного проектирования изделия

При автоматизированном проектировании сложных систем и объектов применяется

системно-иерархический подход, ког­да сам процесс и объект расчленяются на

уровни. На верхнем уровне отражаются только самые общие черты и особенности

проектируемого объекта. На каждом последующем уровне разработки степень

детализации возрастает.

В соответствии с этапностью создания новой техники в комплексной

(интегрированной) САПР выделяются следующие автоматизированные системы:

управления процессами про­ектирования (АСУПП), проектирования (ДСП),

конструирова­ния (АСК), технологической подготовки производства (АСТПП),

управления технологическими процессами изготовления опытных образцов (АСУТП),

комплексных испытаний и обра­ботки изделий (АСКИО).

Каждая из функциональных составляющих базируется на едином комплексе средств

автоматизации проектирования, включающих обеспечивающие системы типа

автоматизиро­ванных банков данных (АБД), а также вычислительную систе­му,

систему информационного обмена, графическую систему и систему разработки

машинных программ.

Исходя из особенностей графических работ из состава комплексной САПР выделяют

в виде самостоятельной графи­ческую подсистему, или подсистему

автоматизированного черчения (ПАЧ), обслуживающую все функциональные

систе­мы. Оперативные средства выполнения графических работ входят в состав

комплекса технических средств каждой функ­циональной системы, имеющей

терминал.

Основу автоматизации стадии конструкторской подго­товки производства

составляют две функциональные части комплексной САПР: автоматизированная

система проекти­рования (АСП) и автоматизированная система конструиро­вания

(АСК).

Автоматизированная система проектирования использует­ся как инструментальная

подсистема САПР. Она создает про­граммы автоматизированного проектирования, и

от ее эффек­тивности в значительной мере зависит эффективность дей­ствия

комплексной САПР. Эта система выполняет несколько видов проектных процедур на

стадиях разработки техничес­кого задания, технических предложений, эскизного

и техни­ческого проектирования: анализ исходных данных, формиро вание

технических характеристик, определение эффективно­сти изделия на стадии

проработки изделия, когда перед про­ектировщиком стоит проблема выбора

прототипа будущей новинки на основе упрощенной математической модели.

Ре­зультатом функционирования АСП является структурная схе­ма изделия с

данными расчета проектных параметров.

Автоматизированная система конструирования использу­ется на этапах

технического и рабочего проектирования для проведения уточненных расчетов по

всему изделию и отдель­ным его элементам, а также изготовления

конструкторской до­кументации.

Для САПР любого уровня сложности основным структурным элементом является

функциональная подсистема. Подсистемы обладают значительной функциональной

автономностью и реа­лизуют определенный этап (фрагмент) процесса

проектирова­ния. Однако САПР и их подсистемы взаимоувязаны с различны­ми

компонентами интегрированных систем управления предпри­ятием или объединением

(рис. 17.3).

1 - управляющие программы для станков с ЧПУ; 2 - информация для планирования

и анализа производства; 3 - нормативно-справочная информация; 4 - информация

обмена данными внутри САПР ТПП; 5 - техническая документация

Организационно САПР различного назначения создаются в отделах главных

конструкторов, главных технологов и т. п. и взаимодействуют с различными

подразделениями и служба­ми предприятия.

Технико-экономическое обоснование на стадии проектирования новой техники

Каждый вновь создаваемый вид техники или мероприятие по улучшению освоенной

техники должен быть лучше ранее освоенных: он должен давать большую экономию

живого и овеществленного труда, быть лучше по качеству и в большей мере

удовлетворять потребности в новых или усовершенство­ванных видах продукции.

Показатели качества вновь создава­емой техники должны быть на уровне высших

мировых дости­жений в данной отрасли.

Новая или усовершенствованная техника должна быть луч­ше и эффективнее той,

взамен которой она создается и будет производиться, с производственной,

эксплуатационной или обеих точек зрения.В первом случае к новой

(усовершенствованной) конструк­ции предъявляются требования как к объекту

производства на заводе-изготовителе. Главным здесь является экономичность

производства и минимальные сроки его подготовки и освое­ния. Экономичность

изготовления каждой новой конструкции зависит от ее технологичности, оттого,

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 отдается более

технологичной.

Для выбора наилучшего варианта конструкции имеется ряд показателей

технологичности:

• трудоемкость изготовления - абсолютная (на одно изде­лие) и относительная

(на единицу установленной мощности, производительности, другого показателя);

• материалоемкость или масса конструкции - абсолютная или относительная;

• трудоемкость подготовки изделия к функционированию;

• степень конструктивной стандартизации и унификации;

• капиталовложения в производство новой продукции;

• себестоимость и отпускная цена новой продукции;

• прибыль и рентабельность производства.

Трудоемкость изготовления продукции определяется в процессе ее проектирования

и является весьма важным пока­зателем. Более технологичной считается та

конструкция, ко­торая при прочих равных условиях менее трудоемка. Сниже­ние

трудоемкости изделия на стадии его производства - одна из важнейших задач,

которая ставится перед разработчика­ми. Большие возможности снижения

трудоемкости заложены в правильном выборе современных прогрессивных методов

получения заготовок, рациональном выборе квалитетов и клас­сов шероховатости.

На смену обработки деталей резанием (механообработки) постепенно приходят

точные методы фор­мообразования деталей - штамповки, прессования, литья под

давлением и др.

Материалоемкость характеризует общий расход материа­ла на изготовление данной

конструкции изделия или удель­ную материалоемкость на эксплуатационный

параметр. Во многих случаях у конструктора есть возможность при

проек­тировании детали выбрать материал из двух или даже многих,

обеспечивающих одинаковые эксплуатационные свойства де­тали, но различные по

стоимости, трудоемкости обработки, а иногда способствующие снижению массы

изделия.

Повышение определяющего эксплуатационного показате­ля изделия, как правило,

дает снижение материалоемкости и трудоемкости в расчете на единицу основного

параметра. При этом снижение удельной материалоемкости на единицу мощ­ности

или другого параметра происходит значительно быст­рее, чем уменьшение общего

расхода материала на единицу изделия.

Трудоемкость подготовки изделия к функционированию определяется в процессе

проектирования и зависит от слож­ности регулировочно-настроечных процессов,

проводимых с целью получения необходимых технико-экономических пара­метров.

Возможности снижения трудоемкости здесь заложе ны в качестве используемой

контрольно-измерительной ап­паратуры и специальных стендов для испытаний.

Степень конструктивной стандартизации и унификации - это показатель,

характеризующий конструкцию изделия с точ­ки зрения реализации в ней

стандартизированных и унифици­рованных деталей, что приводит к повышению

объема выпус­ка однотипных деталей, сборочных единиц, изделий в целом, а

также к применению более прогрессивной технологии, а это как следствие

позволяет не только существенно снизить тру­доемкость изготовления, но и

несколько уменьшить материа-лоемкость.

Капиталовложения в производство новой конструкции 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, прибыль и рентабельность новой конструк­ции изделия являются

обобщающими показателями ее техно­логичности.

С производственной точки зрения новая конструкция бу­дет считаться

технологичной, а следовательно, и эффектив­ной в том случае, если

дополнительная прибыль (АП), полу­ченная в результате освоения, выпуска и

реализации новой продукции, обеспечит рентабельность не ниже средней

сло­жившейся рентабельности на предприятии-изготовителе. Это­му условию

должно удовлетворять неравенство:

С эксплуатационной точки зрения потребителя новая кон­струкция должна

обладать следующими показателями:

1) бо­лее надежной (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 ее определяется путем

соизмере­ния капитальных вложений потребителя со снижением себе­стоимости

работы, выполняемой новой техникой. Лучшим при­знается вариант с наименьшей

суммой приведенных затрат:

После расчета суммы приведенных затрат по вариантам техники можно определить

годовой экономический эффект использования новой или усовершенствованной

техники.

Эксплуатационная технологичность новой техники может быть определена с

помощью нескольких показателей. При этом следует различать показатели

технологичности базово­го изделия и проектируемого, а также определять

уровень тех­нологичности как соотношение показателей технологичности

проектируемого и базового изделия.