После завершения прикладных НИР, при условии положительных результатов экономического анализа, удовлетворяющего заказчика (инвестора) с точки зрения ее целей, ресурсов и рыночных условий, приступают к выполнению опытно-конструкторских работ (ОКР).
Следующим за НПП значимым этапом системы СОНТ выступает подсистема конструкторской подготовки производства (КПП).
Как правило, конструкторская документация ОКР уже учитывает производственные технологические возможности предприятий-изготовителей, но условия опытного и серийного производства имеют существенные различия, что приводит к необходимости частичной или даже полной переработки конструкторской документации ОКР.
Таким образом, реализация функций КПП должна обеспечить предприятие необходимой конструкторской документацией, открывающей возможность предприятию производить продукцию.
Критериями цели являются:
Конструкторская подготовка производства включает проектирование новой продукции и модернизацию ранее производившейся, а также разработку проекта реконструкции и переоборудования предприятия или его отдельных подразделений.
В процессе проектирования определяется характер продукции, ее конструкция, физико-химические свойства, внешний вид, технико-экономические и другие показатели.
Результаты конструкторской подготовки оформляются в виде технической документации – чертежей, рецептур химической продукции, спецификаций материалов, деталей и узлов, образцов готовой продукции и т. п.
В конструкторскую документацию входят также кинематические принципиальные схемы сборки, паспорт изделия; технические условия на производство и эксплуатацию.
ЕСКД определяет содержание работ на этапе КПП крупных конструкторских проектов. Она представляет собой комплекс государственных стандартов, устанавливающих правила и положения о порядке разработки, оформления и обращения конструкторской документации в организации.
КПП решает шесть основных функциональных блоков задач:
Инженерное прогнозирование сводится к решению двух взаимосвязанных задач:
* технико-экономического обоснования (ТЭО) выбора аналога;
* последовательной сравнительной технико-экономической оценки тактико-технических параметров, эксплуатационных и эргономических показателей при выборе и разработке структурных и принципиальных схем конструктивных решений.
Параметрическая оптимизация базируется на использовании параметрических рядов объектовновой техники и их конструктивных элементов.
Содержание ОКР определяют характер объекта разработки, его назначение, способ изготовления и т. д.
Отработка конструкции на технологичность является важной функциональной задачей КПП, непосредственно связанной с ОКР.
Технологичность конструкции обеспечивает реализацию в конструкции комплекса качеств, обеспечивающих наибольшую пригодность ее для быстрого освоения, экономичного изготовления, технического обслуживания и ремонта.
Технологичность конструкции достигается при двух условиях – технологической рациональности и преемственности конструктивных решений.
Реализуются эти условия путем:
= рационализации способов получения заготовок, изготовления деталей и сборки изделия;
= типизации технологических процессов и операций, применения методов групповой обработки;
= обеспечения преемственности и быстрой переналаживаемости технических средств производства и т. п.
Опытные работы являются этапом создания и освоения новой техники и выполняются в условиях опытного производства.
В процессе опытного производства отрабатываются конструкция изделия и технологические процессы, изготавливаются опытные образцы или партии новой продукции в условиях, максимально приближающихся к промышленным, но отличающихся, как правило, меньшими объемами выпуска продукции.
Делается это с целью сокращения затрат времени и средств на цикл от исследования до промышленного производства. Наличие опытного производства и его технический уровень оказывают непосредственное влияние на сроки и качество освоения новой продукции.
При отработке конструкции важное место отводится метрологической экспертизе, сущность которой заключается в проверке полученных в результате производства параметров изделия на соответствие запроектированным.
Цель метрологической экспертизы КПП – своевременное обеспечение единства и точности измерений параметров изделий, материалов и сырья, режимов технологических процессов, характеристик оборудования иинструментов.
Стадии разработки на этапе КПП установлены ГОСТ 2.103–68: разработки технического задания, технического предложения, эскизного проекта, технического проекта, рабочей документации.
Техническое задание (регламентируется ГОСТ 2.118–2013) содержит:
+ наименование и область применения изделия;
+ основания для разработки, ее цель и назначение;
+ тактико-технические, эксплуатационные и эргономические характеристики;
+ показатели качества и технико-экономические требования, предъявляемые к разрабатываемому изделию;
+ последовательность разработки конструкторской документации и ее состав;
+ специальные требования к изделию;
+ порядок контроля и приемки.
Техническое предложение (регламентируется ГОСТ 2.118–2013) представляет совокупность конструкторских документов, которые должны содержать техническое и технико-экономическое обоснования целесообразности разработки документации на изделие на основании анализа ТЗ заказчика и различных вариантов решения изделия, сравнения с существующими изделиями, а также патентного поиска.
На стадии разработки предложения производят укрупненный расчет себестоимости изготовления и ожидаемого экономического эффекта от эксплуатации.
Эскизный проект (регламентируется ГОСТ 2.119–2013) предусматривает:
# определение принципиальной схемы изделия, электрических, монтажных, кинематических, гидравлических и других систем;
# выполнение общей компоновки изделия;
# разработку эскизных чертежей общих видов;
# лабораторное макетирование;
# составление спецификаций сборочных единиц;
# анализ патентной чистоты и оценку экономической эффективности конструкции.
Технический проект (регламентируется ГОСТ 2.120–2013) – это окончательное техническое решение, дающее полное представление об устройстве разрабатываемого изделия и содержащее исходные данные для рабочей документации.
На этой стадии выполняют:
* расчеты на надежность, долговечность, точность работы;
* составляют спецификации и технические условия (ТУ);
* разрабатывают компоновочные чертежи, чертежи сборочных единиц и ответственных деталей;
* осуществляют макетирование и экономическое обоснование проекта.
Рабочая документация имеет в своем составе:
Получение рабочей конструкторской документации (РКД) – наиболее важный и ответственный этап КПП, в ходе которого подготавливают документы, предназначенные для изготовления и испытания опытного образца (партии) установочной и головной серий.
Содержание работ по стадиям может отличаться от указанного выше взависимости от степени участия предприятия в проектировании нового изделия, вида разрабатываемог оизделия, типа производства, степени новизны и сложности конструкции, уровня кооперирования и ряда других факторов.
Конструкторская документация, разрабатываемая на различных стадиях работ КПП, подвергается технологическому контролю в соответствии с ГОСТ 14.206–73.
Технологический контроль должен быть направлен:
= на соблюдение в разрабатываемых изделиях установленных технологических норм и требований с учетом современного уровня развития данной отрасли техники и способов изготовления, эксплуатации и ремонта изделия;
= достижение в разрабатываемых изделия хзаданных показателей технологичности;
= выявление наиболее рациональных способов изготовления изделий с учетом заданного объема выпуска, требования которого должны быть отражены в конструкторской документации.
Для выполнения рассмотренных задач подразделения предприятия, осуществляющие КПП, располагают следующим организационно-техническим и материальным ресурсами:
+ людские ресурсы (руководители, специалисты, технические исполнители);
+ материальные ресурсы (основные и вспомогательные материалы для изготовления макетов и опытных образцов, расходные материалы и канцелярские принадлежности и т. п.);
+ технические средства (компьютеры, множительная техника, кульманы и другое оборудование);
+ информационное обеспечение (стандарты, нормативы, классификаторы, информационные системы и т. п.);
+ экономико-математическое обеспечение (математические модели, методы моделирования и т. п.).
Эффективной мерой, позволяющей повысить качество и технологичность изделий, уменьшить трудоемкость и затраты на подготовку производства, а также трудоемкость изготовления и себестоимость изделий, является применение типовых конструкторских решений, базирующихся на унификации и стандартизации.
Стандартизация – установление и применение правил с целью упорядочить деятельность в определенной области на пользу и при участии всех заинтересованных сторон, в частности для достижения всеобщей оптимальной экономии при соблюдении функциональных условий и требований техники безопасности.
Объектами стандартизации являются: конкретная продукция, нормы, требования, методы, термины, обозначения и т. д. – все то, что имеет перспективу многократного применения, используется в науке, технике, промышленности и в других сферах народного хозяйства.
Стандарты устанавливают и регламентируют на определенный период прогрессивные требования, нормы, методы, правила, распространяемые на сами изделия, на факторы и условия, влияющие на их качество.
Конструктивная унификация представляет собой ограничение разнообразия изготовляемых типоразмеров деталей и узлов конструкций путем заимствования из ранее выпущенных конструкций.
Унификация может проводиться как в пределах одного завода, специализированного на выпуске определенной продукции, так и в масштабе всей отрасли в целом. В отличие от стандартизации унификация касается деталей, применяемых не во всех изделиях данного предприятия, а лишь в некоторых, однородных.
Автоматизация сегодня уже имеет глубокую историю, и специалисты-конструкторы – одни из наиболее передовых участников процесса разработки продукции.
Проектно-конструкторская проработка представляет собой важную часть жизненного цикла будущего изделия, поскольку принятые уже на этом этапе решения во многом определяют эффективность производства, сбыта и эксплуатации.
В зависимости от решаемых задач (формирование облика изделия, выпуск конструкторской документации, построение электронного макета) конструкторскими подразделениями могут применяться системы различного уровня (например, ряд предприятий одновременно применяет AutoCAD, Autodesk Inventor илиSolid edge и UnigraphiCS).
При этом выполнение проектно-конструкторских работ средствами какой-либо обособленной системы автоматизированного проектирования может быть невозможным в силу очень широкого спектра задач либо недоступным из-за высокой стоимости многофункциональных программных средств.
(Меркушев, С.В. Технологическая подготовка производства, ФГБОУ ВО ПГУПС)
