Автоматизовані системи науково-технічної підготовки виробництва

Після виконання комплексу робіт наукових досліджень і дослідно-конструкторських розробок щодо виготовлення нового виробу необхідно здійснити технологічну підготовку до виробництва. Метою останнього є створення проекту виробничого процесу, а також його технологічного забезпечення на основі проекту виробу. З цією метою розробляється спеціальна програма технологічної підготовки виробництва (ТПВ), створюється технологічна документація, в якій програмуються оптимальні техніко-економічні показники діяльності підприємства, що має виробляти продукт.

Технологи розробляють оптимальний технологічний проект виробництва через узгодження між вимогами до конструкції виробу і реальними можливостями підприємства. В умовах, коли виробництво автоматизоване (використовуються станки з ЧПУ, роботи. автоматизовані лінії тощо), ТПВ повинно розроблятися з урахуванням зазначених обставин. Застосовуються системи автоматизації технологічного проектування (САПРТП) на основі комплексу державних стандартів ЄСТПВ (Єдиної системи технологічної підготовки виробництва).

Вони передбачають упровадження сучасних методів організації виробництва, уніфікацію технологічних процесів і засобів оснащення, використання методів і способів обчислювальної техніки для автоматизації процесів ТПВ.

ЄСТПВ ґрунтується на таких принципах [20, с. 225]:

1. Широка уніфікація і типізація елементів ТПВ.

2. Оптимізація відповідно до конкретних умов виробничо-технологічних рішень.

3. Раціоналізація документації і документообігу.

4. Вдосконалення і підвищення рівня стандартизації елементів та процесів ТПВ.

5. Раціональна механізація і автоматизація об’єктів в процесі ТПВ.

Основуючись на ЄСТПВ, технологи розробляють конкретні стандарти галузей і підприємств, конкретизують їх з урахуванням специфіки існуючого виробництва. Основними етапами технологічного проектування є:

1) вихідна інформація: виробнича програма, характеристика виробів, основні напрями технологій у цілому і за окремими процесами заготовки, обробки, опорядження і складання, дані стосовно технологічного оснащення, технічна документація, креслення об’єктів виробництва, технічні умови (ТУ) головного конструктора, нормативні витрати матеріалів тощо;

2) стадія попереднього технологічного проектування передбачає: розробку переліку деталей агрегатів, вузлів, напівфабрикатів, що є вхідними до виробу; розцеховку всіх деталей, вузлів, виробів; графік проектування і виготовлення спеціального оснащення; розрахунок завантаження виробничих ділянок, цехів, необхідних потужностей тощо. Усі ці технологічні операції оформляються в спеціальних документах: конструкторсько-технологічна специфікація (КТС) – перелік деталей і вузлів виробів із зазначенням для кожної деталі міжцехового маршруту, розміри партії виготовлення виробів тощо.

3) стадія укрупненого технологічного проектування передбачає: проектування заготовок; проектування карт складання; уточнення завантаження обладнання; витрат матеріалів; проектування конструкцій і технологій виготовлення оснащення. Технологічними документами на цьому етапі мають бути: маршрутна технологічна карта; креслення заготовок; карти (схеми) складання виробів; відомості витрат матеріалів, застосування інструментів; розрахунок виробничих площ; креслення оснащення; відомості стосовно необхідної робочої сили й обслуговуючого персоналу тощо.

4) Стадія робочого технологічного проектування містить такі складові: проектування операційних технологій; розрахунок режимів обробки, нормування, розцінки; застосування групових методів обробки. Основаними технологічними документами на цій стадії є: конструкторські операційні технічні карти з ескізами; креслення, технологічні інструкції, карти контролю; програма для станків з ЧПУ тощо.

Роботу на ТПВ, зважаючи на можливості їх механізації і автоматизації, можно поділити на такі види: [ 16 ]

– інформаційна – збір інформації про вже існуючі технологічні рішення щодо виготовлення аналогічних виробів, нових технологічних процесів, видів обробки, матеріалів, нестандартного обладнання, інструменту, оснащення, діючих стандартів тощо;

– наукові та інженерно-технічні розрахунки і проектування – проектування і розрахунки, пов’язані з вибором технологій, оснащення, інструменту, нестандартного обладнання, створення поточних ліній, дільниць;

– статистична обробка даних – групування даних, їх математична обробка й аналіз результатів лабораторних технологічних випробувань, технологічна класифікація деталей і технологічних процесів, їх типізація і уніфікація;

– інженерно-економічні розрахунки – виконання розрахунків за економічним обґрунтуванням доцільності прийнятих технологічних рішень, ефективністю технології і організації виробництва нових виробів;

– документаційні роботи – складання зведеної технологічної і нормативної документації на вироби: табуляграми, таблиці, відомості про склад виробу, трудомісткість, потрібні матеріали, оснащення, обладнання тощо;

– розробка нормативів – систематизація і узагальнення фактичних даних про строки, трудомісткість і вартість проведення робіт, технологічну підготовку виробництва, розрахунки нормативів трудомісткості виготовлення виробу, норми витрат матеріалів, оснащення;

– планові роботи – здійснення розрахунків, складання планів і графіків технологічної підготовки виробництва, планування строків і обсягів технологічних робіт;

– облікові роботи – облік і аналіз виконання планів технологічної підготовки виробництва, розробки, надходження і відправлення технологічної документації.

Технологічна підготовка виробництва на сучасному етапі науково-технічного прогресу найефективніше здійснюється завдяки побудові систем автоматизованого проектування (САПР). Це організаційно-технічна система, яка складається з комплексу засобів автоматизації проектування, що взаємодіє з підрозділами проектної організації і виконує автоматизоване проектування. Цей комплекс складається з окремих видів забезпечення автоматизованого проектування [28, с. 82–84]:

1) Технічне забезпечення САПР – сукупність взаємопов’язаних технічних засобів: програмна обробка даних, підготовка і введення даних, відображення і документування, передача даних. Засобами програмної обробки даних є процесори, ЕОМ, в яких реалізуються перетворення даних і програмне управління обчисленнями.

2) Математичне забезпечення САПР поєднує в собі тематичні моделі об’єктів, що проектуються, методи й алгоритми виконання проектних процедур, що використовуються в автоматизованому проектуванні. Елементи математичного забезпечення в САПР надзвичайно різнопланові.

3) Програмне забезпечення САПР поєднує програми для систем обробки даних на машинних носіях і програмну документацію, необхідну для експлуатації програми.

4) Інформаційне забезпечення САПР поєднує в собі документи на різних носіях, що містять відомості довідкового характеру про матеріали, комплектуючі вироби, типові проектні рішення, параметри елементів тощо. Основна складова інформаційного забезпечення САПР – банк даних, що містить інформацію для централізованого накопичення і колективного використання даних у САПР. База даних – структурована інформація, що міститься в пам’яті ЕОМ.

5) Лінгвістичне забезпечення САПР – сукупність мов, що застосовуються для описання процедур автоматизованого проектування і проектних рішень. Основана частина лінгвістичного забезпечення – мови спілкування людини з ЕОМ.

6) Методичне забезпечення САПР складається з документів, що характеризують склад, правила відбору й експлуатації засобів автоматизованого проектування.

7) Організаційне забезпечення САПР містить положення, інструкції, накази, штатні розписи, кваліфікаційні вимоги й інші документи, що регламентують організаційну структуру підрозділів проектної організації і взаємодію підрозділів з комплексом засобів автоматизованого проектування.

Взаємопов’язана сукупність програмного, інформаційного і методичного забезпечення, яка призначена для отримання закінченого проектного рішення, називається програмно-методичним комплексом (ПМК). А сукупність програмно-методичних комплексів певного цільового призначення і засобів технічного забезпечення називається програмно-технічним комплексом (ПТК).

Автоматизація проектування як науково-технічний напрям, що забезпечує технологічну підготовку виробництва, перебуває в стадії розвитку. Основні напрями, за якими розвиваються САПР, зумовлені поширенням автоматизації проектування на всі етапи і рівні проектування складних об’єктів з комплексним і взаємопов’язаним рішенням завдань різних етапів і рівнів (так зване наскрізне проектування) [28, с. 107], підвищенням ступеня автоматизації. Розвиток автоматизації проектування сприяє прискоренню науково-технічного прогресу в конкретних галузях техніки, створенню ефективних і складних виробів.

Резюме

Техніко-технологічна база підприємства – це сукупність спеціалізованих знарядь, предметів та засобів праці, за допомогою яких виробляються певні види однорідної продукції або надаються послуги, що задовольняють однорідні потреби. Основу техніко-технологічної бази підприємства становлять знаряддя праці – машини, обладнання, прилади.

Оновлення техніко-технологічної бази підприємства відбувається в різних формах: 1) нове будівництво; 2) розширення; 3) реконструкція; 4) технічне переоснащення. Нове будівництво – це возведення будівель, споруд, що здійснюється на нових площах. Розширення діючих підприємств основного виробництва відбувається завдяки будівництву нових чи розширенню допоміжних цехів та комунікацій, які здійснюються на території означеного підприємства або дільницях, що належать до неї. Реконструкція – це здійснення за єдиним проектом переобладнання виробництва, що може містити в собі як будівництво нових, так і розширення діючих об’єктів, допоміжного виробництва, але виключає будівництво і розширення об’єктів основного виробництва. Технічне переоснащення – комплекс заходів з підвищення техніко-технологічного рівня окремих виробництв, цехів, дільниць на основі впровадження передової техніки і технології, механізації та автоматизації виробництва, модернізації і заміни застарілого та фізично зношеного обладнання новим, продуктивнішим, а також удосконалення загальновиробничого господарства та допоміжних служб.

Одним з найважливіших засобів підвищення ефективності виробництва є його автоматизація. Завдяки автоматизації вирішуються три завдання: підвищується продуктивність праці, суттєво поліпшується якість виробленої продукції, оптимізується діяльність усіх ланок виробничого процесу. Розрізняють три форми автоматизації виробництва: часткову, комплексну і повну. Формою взаємодії людини і машини є операторська діяльність, вона має чотири типи: оператор технологічних процесів, автоматизованих ліній, прийняття і передачі інформації; оператор-спостерігач, контролер; оператор-дослідник; оператор-керівник. Пріоритетне значення у взаємодії людини і машини належить людині. Взаємодію людини і машини вивчають спеціальні науки – інженерна психологія і ергономіка. Розвиток автоматизації має декілька рівнів: конвеєрні технології, станки з числовим програмним управлінням (ЧПУ), роботизовані технологічні комплекси (РТК), автоматизація процесів контролю і переналадки технологічних процесів, автоматизація переналадки обладнання, впровадження гнучких виробничих систем (ГВС).

За організаційною структурою ГВС мають три рівні: гнучка автоматизована лінія (ГАЛ); гнучка автоматизована ділянка або гнучкий виробничий комплекс (ГВК); гнучкий автоматизований цех (ГАЦ). Гнучкість виробництва необхідно розуміти як здатність виробляти широку номенклатуру продукції, швидко й економно здійснювати перехід від виготовлення одного до виготовлення іншого типу виробів. Гнучке автоматизоване виробництво – це інтегроване автоматизоване виробництво широкої номенклатури виробів, яке здатне автоматично переходити від виготовлення одного до виготовлення іншого типу виробів у межах установленої номенклатури і допускає зміни цієї номенклатури без зміни його технологічного оснащення.

Науково-технічна підготовка сучасного виробництва – це комплекс робіт, основними складовими якого є науково-дослідницька робота (НДР) і дослідно-конструкторська робота (ДКР), які разом утворюють єдиний процес (НДДКР). НДР у системі НДДКР належить провідне місце, саме вона є передумовою створення техніко-технологічної бази виробництва продукту і його подальшої реалізації. НДР поділяються на фундаментальні, пошукові і прикладні роботи, результатом НДР є досягнення наукового, науково-технічного, економічного і соціального ефектів.

Органічним продовженням НДР у системі науково-технічної підготовки виробництва є дослідно-конструкторська робота (ДКР). Основне її завдання – створення комплекту конструкторської документації для виробництва продукту. Розрізняють такі основні етапи ДКР: 1) розробка технічного завдання (ТЗ) на ДКР; 2) технічна пропозиція, ще є підставою для корегування ТЗ і виконання ескізного проекту; 3) ескізне проектування, розробка принципових технічних рішень; 4) технічне проектування, остаточний вибір технічних рішень щодо виробу в цільну й окремих його частин; 5) розробка робочої документації, виготовлення дослідного зразка; 6) попередні випробування, перевірка дослідного зразка відповідно до вимог ТЗ; 7) державні (відомчі) випробування, оцінка можливості організації серійного виробництва; 8) обробка документації за результатами випробувань, передавання документації організації-виготовлювачу.

Після виконання комплексу робіт наукових досліджень і дослідно-конструкторських розробок щодо виготовлення нового виробу необхідно здійснити технологічну підготовку до виробництва. З цією метою розробляється спеціальна програма технологічної підготовки виробництва (ТПВ), створюється технологічна документація,а якій програмуються оптимальні техніко-економічні показники діяльності підприємства, що має виробляти продукт. Застосовуються системи автоматизації технологічного проектування (САПРТП) на основі комплексу державних стандартів ЄСТПВ (Єдиної системи технологічної підготовки виробництва). Основуючись на ЄСТПВ, технологи розробляють конкретні стандарти галузей і підприємств, конкретизують їх з уражуванням специфіки існуючого виробництва.

Найефективніше технологічна підготовка виробництва на сучасному етапі

науково-технічного прогресу здійснюється завдяки системі автоматизованого проектування (САПР). Це організаційно-технічна система, яка складається з комплексу засобів автоматизації проектування, що взаємодіє з підрозділами проектної організації і виконує автоматизоване проектування.

Взаємопов’язана сукупність програмного, інформаційного і методичного забезпечення, яка призначена для отримання закінченого проектного рішення. Називається програмно-методичним комплексом (ПМК), а сукупність програмно-методичних засобів певного цільового призначення і технічного забезпечення – програмно-технічним комплексом (ПТК).

Розвиток автоматизації проектування сприяє прискоренню науково-технічного прогресу в конкретних галузях техніки, створенню ефективних в складних виробів.

На підприємстві процеси створення та освоєння виробництвом нової продукції утворюють систему комплексної підготовки виробництва як невід’ємної частини процесу виробництва. Комплексна підготовка виробництва передбачає сукупність взаємопов’язаних маркетингових та наукових досліджень, технічних, технологічних і організаційних рішень, спрямованих на пошук через дослідження нових можливостей задовольнити потреби споживачів у конкретних видах продукції чи наданні існуючим необхідних функціональних властивостей.

Запитання і завдання для самоконтролю

1. Розкрийте сутність поняття техніко-технологічної бази підприємства.

2. Які існують способи вдосконалення техніко-технологічної бази підприємства?

3. Визначте основні форми автоматизації виробництва.

4. Визначте поняття «гнучка виробнича система».

5. Визначте основні рівні та складові гнучкої виробничої системи.

6. Що таке науково-технічна підготовка виробництва? Назвіть основні її складові.

7. Охарактеризуйте роль науково-дослідницької роботи в системі науково-технічної підготовки виробництва.

8. Назвіть основні етапи дослідно-конструкторської роботи в процесі підготовки виробництва.

9. Охарактеризуйте основні етапи технологічної підготовки виробництва.

Завдання для закріплення знань

1. Які, на Вашу думку, чинники спонукають підприємство в сучасних умовах опановувати нові технології? Обґрунтуйте свою думку, зверніться до міжнародного досвіду впровадження інновацій.

2. Як з часом змінюються місце і роль працівника у виробництві з точки зору розподілу технологічних функцій між людиною і машиною? Проаналізуйте це питання в контексті технологічного розвитку.

3. Охарактеризуйте місце і роль НДДКР у науково-технічній підготовці сучасного виробництва.

Тести

1. Прогнозування потреб технічного рівня і якості продукції відбувається на стадії:

а) виробництва;

б) науково-дослідницьких робіт;

в) експлуатації;

г) конструкторської і технологічної підготовки виробництва.

2. Гнучке автоматизоване виробництво допускає зміни номенклатури:

а) одночасно і безпосередньо при зміні його технологічного оснащення;

б) без зміни його технологічного оснащення;

в) зі зміною технологічного оснащення і виробничих площ.

3. Організація науково-технічної підготовки виробництва має такі стадії:

а) науково-дослідницькі роботи;

б) виробничий процес;

в) роботи зі складування продукції;

г) дослідно-конструкторські роботи;

д) технологічна підготовка виробництва;

є) освоєння виробництва.

4. Організація технічної підготовки виробництва закінчується етапом:

а) інформаційно-пошукових робіт;

б) розрахунку показників уніфікації конструкції виробів;

в) вибору технологічного процесу;

г) освоєння виробництва.

5. Організація конструкторської підготовки виробництва починається з:

а) розроблення ескізних проектів;

б) розроблення технічної пропозиції;

в) узгодження і затвердження технологічного завдання;

г) розроблення робочої документації.

6. Роботи щодо підвищення техніко-економічного рівня виробів проводять на стадії:

а) організації науково-дослідницької підготовки виробництва;

б) організації технологічної підготовки виробництва;

в) організації конструкторської підготовки виробництва.

7. Техніко-технологічна база підприємства – це:

а) сукупність спеціалізованих знарядь, предметів та засобів праці, за допомогою яких виробляються певні види однорідної продукції або надаються послуги, які задовольняють однорідні потреби;

б) знаряддя праці: машини, обладнання, прилади, від ступеня розвитку яких залежать ефективність і масштаби виробництва;

в) сукупність речових факторів виробництва (засобів і предметів праці), у яких матеріалізовані нові знання та навички людини.

г) частина виробничого капіталу, матеріалізована в будівлях, спорудах, машинах, в обладнанні й інших засобах праці, що багатократно застосовуються у виробництві, переносять свою вартість на готову продукцію по частинах та поступово.

8. Оновлення техніко-технологічної бази підприємства відбувається у формах:

а) нове будівництво;

б) розширення;

в) реконструкція;

г) упровадження інновацій;

д) технічне оснащення.