Организация научных исследований

Продукция современного машиностроения — это результат не только конструкторской, технологической и производственной деятельности коллективов промышленных предприятий, но и результат труда научных работников.

Содержанием исследовательской стадии технической подготовки производства являются научные исследования и разработки, связанные с теоретическим обоснованием основных закономерностей технического прогресса. Научно-исследовательские работы (НИР) обусловлены возникновением потребности общества, государства в выполнении продукцией (техникой) новых функций. Они могут носить фундаментальный, поисковый и прикладной характер.

Научные исследования — это специфический вид профессиональной интеллектуальной деятельности, имеющей своеобразные конечные результаты. Такими результатами могут быть:

• новые знания, идеи, информация, методы, представления, изложенные в научных отчетах;

• новые идеи и знания, подготовленные для практического использования в форме конструкторской и технологической документации, методик, изготовленных опытных образцов;

• идеи, выраженные в новых осваиваемых изделиях, внедренных технологических процессах, методах управления.

В создании новых видов продукции, новых технологических процессов, в совершенствовании предметов труда и форм организации производства находит свое выражение научно - технический прогресс, поскольку создание новых видов продукции невозможного в отрыве от развития науки и техники, совокупности накопленных знаний, создающих предпосылки для принятия новых технических решений в ходе конструкторско-технологических и других видов работ.

По своему назначению научные исследования могут быть подразделены на три группы:

Фундаментальные, являющиеся основополагающими, составляющими область так называемой «чистой» или академической науки по использованию закономерностей природы и общества, открывающими принципиально новые пути и возможности для преобразования производительных сил, создавая техники и технологии будущего. Эти исследования, расширяют представления человека о материальном мире; они являются базовыми для развития технического прогресса, порождают возможность создания новых видов техники и технологии. К фундаментальной науке относятся математика, механика, астрономия, физика, химия, науки о живом, науки о Земле. По данным исследований, только 5—10% результатов фундаментальных НИР реализуются на практике, остальные — пополняют потенциал научных знаний человека об окружающем мире. Наивысшим достижением фундаментальных исследований является признание их результатов в качестве открытий. Некоторые открытия обеспечивают возможность последующего прорыва в технике и технологии, например открытие явления квантового резонанса (СССР), эффекта транзистора (США), диффузионного эффекта (США, Англия), туннельного эффекта (Япония). Преобладающая часть фундаментальных исследований выполняется в научных организациях Российской академии наук (PAН), значительная часть— в вузах России;

Прикладные, заключающиеся в разработке конкретных методов и форм практической реализации фундаментальных и поисковых работ. Прикладные исследования имеют целью практическое использование результатов фундаментальных исследований, направлены на решение конкретных научных проблем, необходимых для создания новых изделий, материалов, технологических процессов. Считается, что 85—90% результатов прикладных исследований находят или могут находить практическое применение. Большая часть прикладных НИР и опытно-конструкторских разработок в машиностроении выполнялась отраслевыми НИИ. научно-производственными объединениями (НПО), научными и инженерными подразделениями предприятий, производственных объединений (ПО), вузов.

Экспериментальные (опытно-конструкторские) или поисковые исследования, позволяющие установить возможность использования ранее открытого явления, свойства и принципа в определенной практической сфере, при создании новой техники и технологии определенного назначения. Это переходная стадия от фундаментальных и прикладных исследований к подготовке и освоению производства. Здесь идеи воплощаются в техническую документацию, опытные образцы. Творческая, интеллектуальная деятельность осуществляется как научным, так и инженерным персоналом. 90—95% опытно-конструкторских разработок осваивается производством.

Следует иметь ввиду, что между всеми видами научных исследований, включая опытно – конструкторские работы, нет чётко обозначенной границы. Так, фундаментальные исследования могут заканчиваться изобретениями, а прикладные и даже опытно-конструкторские разработки нередко позволяют сделать важные теоретические выводы и обобщения.

При технической подготовке производства новых видов продукции важное значение приобретают и научно-исследовательские работы, выполняемые службой маркетинга и представляющие комплексное исследование рынка, покупателей и продавцов, производителей и конкурентов, поиск идей нового товара, их коммерческий анализ и оценку, разработку рыночной концепции новизны товара, его конкурентоспособности и завоевание рыночной ниши.

Основным этапами выполнения научных исследований являются:

- сбор и предварительный анализ имеющейся информации, способов и методов решения задач данного конкретного типа;

- формулировка научных допущений и предположений, их теоретический анализ;

- планирование и организация эксперимента, обобщение полученных данных;

- проверка исходных предположений на основе выполненной работы, окончательная формулировка достигнутой цели;

- выработка рекомендаций и обоснование экономической эффективности внедрения конечных результатов исследования.

На результаты научно- технического творчества работников предприятия определенное влияние оказывает организация рационализаторской деятельности включающей улучшение, упрощение и удешевление технических средств и технологических процессов, организации производства и труда, управления. Она направлена на комплексную механизацию и автоматизацию производства, повышение их технического уровня, надежности и долговечности, производительности труда, снижение энергоемкости, фондоёмкости и других показателей, унификации и нормализации изделий, улучшения качества и ассортимента продукции, снижение ее себестоимости, совершенствование учета и отчетности.

Научные исследования — это область профессиональной деятельности, прежде всего ученых и инженеров; именно их интеллектуальный вклад обеспечил в XX веке господство техники, созданной на основе достижений науки. Однако техника развивается и на эмпирической основе, т.е. с использованием технических новшеств, неожиданных идей, авторы которых не являются профессиональными исследователями (по американским данным, последние являются авторами не более 60% новых научно-технических идей).

Независимо от того, кем является автор новой идеи, технической новинки — профессиональным ученым или изобретателем-самоучкой, в рыночной экономике эти новшества выступают в качестве товара, и цивилизованные государства обеспечивают охрану прав собственника на этот вид товара, относящегося к разряду нематериальных ценностей. Технические новшества, получившие статус изобретений, промышленных образцов, полезных моделей, а также товарные знаки, знаки обслуживания, фирменные наименования объединяются общим названием «про­мышленная собственность».

В Российской Федерации основным документом, регламентирующим вопросы изобретательства, является «Патентный закон Российской Федерации». Он регулирует отношения, возникающие в связи с созданием. правовой охраной и использованием объектов промышленной собст­венности: изобретений, полезных моделей, промышленных образцов. Права на эти виды промышленной собственности охраняет закон, и подтверждают документы, выдаваемые Государственным патентным ведомством (Роспатентом): патенты на изобретение и промышленные образцы, свидетельство на полезную модель. Эти документы удостоверяют приоритет, авторство и исключительные права на использование данных видов промышленной собственности.

Изобретением могут быть признаны: устройства, способы, вещества. Чтобы претендовать на получение правовой охраны они должны соответствовать следующим условиям:

а) быть новыми, т.е. не известными из достигнутого уровня техники;

б) иметь высокий, именно изобретательский, уровень;

в) быть промышленно применимыми, т.е. изобретения могут быть использованы в промышленности или других отраслях.

Патент на изобретение действует в течение 15 лет с момента поступления заявки в Патентное ведомство.

Полезные модели — это конструкторское выполнение изделии (средств производства и предметов потребления), а также их составных частей. Полезной модели предоставляется правовая охрана, если она является новой и промышленно применимой. Свидетельство на полезную модель действует пять лет с момента поступления заявки в Патентное ведомство. Оно может быть продлено по ходатайству патентообладателя, но не более чем на три года. В мире полезные модели иногда называют «малыми изобретениями», поскольку по своему изобретательскому уровню они занимают промежуточное положение между изобретением и рацион

Кпромышленным образцам относится художественно-конструкторское решение изделия, определяющее его внешний вид. Промышленному образцу предоставляется правовая охрана, если он является новым, оригинальным и промышленно применимым. Патент на промышленный образец действует в течение 10 лет, считая с момента поступления заявки в Патентное ведомство. Действие патента может быть продлено, но не более чем на 5 лет.

Процессы научных исследований, технических и организационных разработок и другие работы инженерного характера являются основными для подготовительной стадии. В них входят: проведение исследований, инженерных расчетов, проектирование конструкций, технологических процессов, форм и методов организации производства, экспериментирование, экономические расчеты и обоснования.

1.3. Проектно-конструкторская подготовка производства

 

Технико-экономическое проектирование конкурентоспособных изделий происходит на основе системного анализа, при котором определяются необходимые свойства проектируемого изделия. Исходной информацией проектирования являются результаты маркетингового исследования. Проектируемое изделие может быть конкурентоспособным, если его рыночная цена будет меньше цены подобного существующего изделия с учетом удовлетворенности потребителя. Поэтому процесс проектирования сводится, прежде всего, к формированию свойств изделия исходя из его качественных показателей: точности, надежности, производительности, технологичности и др.

На основе выявленной совокупности свойств изделий определяется область функционирования изделия и формируются модели, позволяющие вычислить оптимальное значение свойства. Если выполняется условие

с<(ц+у),

 

где с – рыночная цена изделия;

ц – минимальная цена изделий-прототипов;

у – удовлетворенность потребителя.

процесс технико-экономического проектирования заканчивается и начинается техническая подготовка производства. В противном случае процесс проектирования повторяется, но в других конструкторских направлениях и областях функционирования.

Основная задача конструкторской подготовки производства — разработка конструкторско-технической документации на проектируемое изделие необходимого качества в минимальное время.

Одним из направлений сокращения времени подготовки производства является постадийное ведение процесса разработки документации, позволяющее использовать результаты каждой стадии для оформления за­каза на необходимые комплектующие изделия.

Проектно - конструкторская подготовка производства (ПКПП) включает в себя проектирование новой продукции и модернизацию ранее производившейся в соответствии с ЕСКД (единой справочно-конструкторской документацией), а так же разработку проекта реконструкции и переоборудования предприятия или отдельных его подразделений.

Содержание и объем ПКПП в основном зависит от цели ее проведения, типа производства, сложности и характера продукции.

Основными этапами проектно-конструкторской подготовки производства по разработке новых и модернизации производившихся изделий являются:

1. разработка технического задания;

2. разработка технического предложения;

3. составление эскизного проекта;

4. разработка технического проекта;

5. разработка рабочей документации и опытных образцов, для серийного и массового производства.

1. Техническое задание (ТЗ) - это документ, содержащий исходные данные для проектирования объекта. Это важный этап, выделяемый из непосредственно конструкторских работ, осуществляется разработчиком на основе исходных требований к продукции, предъявляемой заказчиком (состав изделия (или системы), показатели назначения, требования к надежности, технологичности, унификации и стандартизации, безопасности, экологии, эстетики и эргономики, перечень стран, в отношении которых должка быть обеспечена патентная чистота, условия эксплуатации, транспортировки. хранения и др.)

Техническое задание включает в себя изучение патентов, литературных источников, установление основных параметров нового изделия, планирование конструкторской подготовки производства, составление сметной калькуляции по разрабатываемой теме, предварительный анализ экономической эффективности проектируемой конструкции. Техническое задание в установленном порядке согласуется с заказчиком и предопределяет возможность начала процесса конструирования.

Таким образом, в техническом задании на проектирование обосновываются целесообразность и эффективность создания нового изделия. При этом предварительно тщательно анализируется современный технический уровень изделий аналогичного назначения как отечественных, так и зарубежных, с тем, чтобы обеспечить высокую конкурентоспособность нового изделия. Включение в техническое задание предельной цены заставляет конструкторов с первых же этапов конструкторской подготовки тщательно анализировать и оптимизировать варианты конструкторских решений, оперативно выявляя из них наиболее экономичные.

Однако следует заметить, что жестких требований к содержанию и детализации технического задания нет. Обязательными являются вопросы безопасности, экологии, ресурсосбережения. Содержание технического задания не должно в дальнейшем вызывать разночтение его заказчиком и исполнителем.

2. Техническое предложение - совокупность конструкторских документов, отражающих расчеты технических параметров и технико-экономическое обоснование целесообразности разработки документации изделия на основе технического задания. Расчеты выполняются по различным вариантам возможных решений их оценки с учетом конструкторских и эксплуатационных особенностей разрабатываемого и существующих изделий. Техническое предложение разрабатывается обычно в случаях, когда это предусмотрено техническим заданием. Целью его разработки является выявление дополнительных и уточненных требований к изделию (технических характеристик, показателей качества и др.), которые не могли быть указаны в задании, но это целесообразно выполнить на основе предварительной конструкторской проработки и анализа различных вариантов изделия. После согласования с заказчиком и утверждения им техническое предложение становится основой выполнения всех последующих стадий конструкторской подготовки производства.

3. В процессе разработки эскизного проекта создается конструкторская документация, в которой содержатся принципиальные конструктивные решения, дающие общее представление об устройстве и принципе работы изделия, а так же данные, определяющие назначение, параметры и габаритные размеры изделия.

Цель его разработки - установление принципиальных (конструктивных, кинематических, динамических, эксплуатационных и др.) решений, дающее общее представление о принципах работы и устройстве нового изделия, когда это целесообразно сделать до разработки технического проекта и рабочей конструкторской документации. При необходимости изготавливаются макеты, и проводится промежуточный технико-экономический анализ.

4. Технический проект должен содержать окончательные технические решения, дающие полное представление об устройстве нового изделия, и исходные данные для разработки рабочей документации. При его разработке уточняется общий вид нового изделия, выполняются чертежи основных узлов и агрегатов, их спецификации, монтажные и сборочные чертежи с расчетами на прочность, жесткость, устойчивость, технологичность, а также способы упаковки, возможности транспортировки и монтажа на месте использования, степень сложности изготовления, удобство эксплуатации, способы упаковки, целесообразность и возможность ремонта и др.

Кроме того, необходимо обеспечить минимальные издержки производства при соблюдении всех эксплуатационных требований к изделию. Иначе говоря, требуется добиться высокой технологичности конструкции изделия при заданных объемах и условиях производства. Поэтому именно на этой стадии особенно важна тесная взаимосвязь конструкторов и технологов, чтобы технологические требования в отношении способов изготовления и сборки были полностью выполнены. Проект обязательно обсуждается на Техническом совете и считается законченным, если его подписал заказчик или организация, утвердившая техническое задание.

5. Рабочая конструкторская документация составляется после утверждения и на основе технического проекта. В состав рабочей документации входят: чертежи всех деталей и сборочных единиц; схемы сборочных единиц, комплексов, комплектов; спецификации сборочных единиц, покупных изделий; технические условия; документы, регламентирующие условия эксплуатации и ремонта машины.

 

Круг работ, особенно на стадии разработки рабочей документации, может существенно отличаться от намеченного плана. Для условия единичного производства отпадают, например, работы, связанные с изготовлением и испытаниями опытного образца. Состав работ зависит также от сложности конструкции, степени ее унификации, уровня кооперирования и других факторов.

Есть существенные различия и в круге основных исполнителей. На крупных промышленных предприятиях разработку конструкции обычно ведет служба главного конструктора. Однако иногда проектирование нового изделия осуществляется специализированными проектными организациями, а на заводе-изготовителе разрабатываются или только уточняются рабочие чертежи, спецификации, технические условия и другая конструкторская документация. Работы по конструкторской подготовке производства представляют собой комплекс длительных, сложных и дорогостоящих процессов, в которых может возникнуть одна из двух главных опасностей:

1. Неподготовленное стремление сократить сроки и затраты может привести к созданию изделия низкого качества. Она или будет быстро снята с производства, или потребует многочисленных доработок в процессе технологической подготовки производства;

2. Длительные конструкторские работы, многочисленные испытания, многократные конструкторские улучшения могут привести к тому, что к моменту запуска в производство конструкция будет морально устаревшей и опять-таки будет быстро снята с производства.

Обязанность выполнения стадий и этапов разработки конструкторской документации устанавливается техническим заданием на разработку. Выполнение всех стадий конструкторской подготовки производства с обязательным проведением после изготовления опытного образца испытаний нового изделия рекомендуется лишь для более сложных конструкторских работ с высокой степенью новизны. Для изделий с невысокой степенью новизны допускается двухстадийное проектирование - технический проект и разработка рабочей документации. При модернизации существующих конструкций машин, оборудования, приборов объединяются стадии эскизного и технического проектов. Если новая техника разрабатывается по результатам законченной научно - исследовательской работы, то отчет по новой теме может заменить первую стадию разработки конструкторской документации - техническое предложение.

На этой стадии не только определяется фактическая экономическая эффективность, но и по данным оперативного и бухгалтерского учета оценивается реальное влияние нового изделия на всю систему хозяйственных показателей завода изготовителя и предприятия – потребителя.

Требования, предъявляемые к проектированию новой и модернизации основной продукции:

непрерывное совершенствование качества продукции – повышение ее мощности, надежности, долговечности, прочности, легкости, улучшения внешнего вида и т.п.;

повышение уровня технологической конструкции, под которой понимается облегчение процесса изготовления продукции и возможность применения прогрессивных методов изготовления при заданном объеме производства;

снижение себестоимости новой продукции, достигаемое за счет упрощения и совершенствования конструкции, замены дорогих материалов более дешевыми, но не ухудшающими качество выпускаемой продукции, снижение эксплуатационных затрат, связанных с применением продукции;

использование при проектировании продукции существующих стандартов, ГОСТов, ОСТов, номограмм и т.д. и унифицированных изделий.

Поэтому следует рассмотреть основные организационные пути, которые позволяют при обеспечении необходимых качественных характеристик изделия подготовить его к производству быстро и как можно с мень­шими затратами. К их числу можно отнести:

- широкое применение принципов стандартизации и унификации;

- обеспечение технологичности конструкции изделия.

Одним из эффективных направлений, позволяющих повысить качество проектируемых изделий, уменьшить трудоемкость, сократить время конструкторской подготовки, является применение конструкторских решений, базирующихся на принципах унификации и стандартизации. При использовании унифицированных и стандартизованных на 70—80% элементов конструкции изделия цикл создания и освоения новых машин сокращается на 15—25%.

Конструкторская унификация — это сокращение необоснованного многообразия конструкторских решений. (типовых элементов). Унификация устраняет излишнее разнообразие типов конструкций самих изделий, форм и размеров деталей и заготовок, профилей и марок материалов и создающая условия для специализированного производства повторяющихся изделий и их элементов.

Унификация является базой агрегатирования, т.е. создания изделий путем их компоновки из ограниченного числа, унифицированных элементов, а также конструкционной преемственности, которая означает приме­нение в конструкции нового изделия уже освоенных в производстве сборочных единиц и деталей.

Стандартизация это установление необходимого минимума типов и параметров машин, механизмов, приборов, средств автоматизации, материалов, полуфабрикатов и комплектующих изделий с учетом развития машиностроительной отрасли.

Одним из важнейших направлений конструкторской унификации является сокращение номенклатуры изделий, имеющих одинаковое или сходное эксплуатационное назначение. Оно реализуется путем создания параметрических рядов изделий, аналогичных по своей кинематике. рабочему процессу, различных по габаритам, мощности или другим основным эксплуатационным параметрам (грузоподъемность автомобиля или крана, рабочий объем цилиндров двигателя, производительность компрессора и т.д.). Параметрические ряды создаются, как правило, в соответствии с одним из основополагающим стандартов: «Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел» (ГОСТ 8032-—84). Параметрические ряды формируют в каждой отрасли пер­спективный типаж изделий, что экономически благоприятно ограничивает их возможную номенклатуру.

Благодаря унификации в пределах параметрического ряда удается на основе принципов агрегатироваиия создать необходимое количество изделий за счет небольшого числа типоразмеров сборочных единиц.

Следующее важное направление сокращения номенклатуры сборочных единиц и деталей за счет их унификации и стандартизации (например, подшипники, крепежные элементы, муфты и др.). Конструктор в своей работе использует альбомы стандартных элементов, исследует возможности унификации конструкций, использование взаимозаменяемости. На промышленных предприятиях и в проектных организациях применяют нормоконтроль конструкторской документации с обязательной визой нормоконтролера, без которой документация не утверждается руководителем.

Сокращение числа марок и сортамента материалов, применение стандартных профилей приводят к сокращению складских запасов и улучшению материально-технического снабжения. Унификация заготовок (изготовление близких по конфигурации деталей из одинаковых заготовок) позволяет применять высокопроизводительные технологические процессы в заготовительных цехах и существенно сократить производственный цикл изготовления изделий.

Важную роль в обеспечении конкурентоспособных изделий, повышении эффективности организационной системы создания и освоения новой техники играет их производственная и эксплуатационная технологичность.

Производственная технологичность — это степень соответствия конструкции изделия оптимальным производственно-технологическим условиям его изготовления при заданном объеме производства. При удовлетворении эксплуатационным требованиям конструкция должна при прочих равных условиях обеспечивать минимальные производственные издержки (а для этого минимальную трудоемкость и материалоемкость) и короткий производственный цикл ее изготовления.

Эксплуатационная технологичность изделия проявляется в сокращении затрат времени и средств на техническое обслуживание и ремонт в зависимости от его ремонтопригодности, т.е. приспособленности предупреждать, обнаруживать и устранять отказы и неисправности.

Дня обеспечения производственной технологичности изделию придается такая форма, и выбираются такие материалы, которые обеспечивают, при условиях выполнения им заданных функций, наиболее экономичное его изготовление. При этом изделие, технологичное для условий мелкосерийного производства, может оказаться нетехнологичным при его массовом выпуске (и наоборот). К нетехнологичным относят конструкции изделий, изготовление которых известными способами либо невозможно, либо вызывает неоправданное усложнение технологических операций, увеличение их трудоемкости, а также увеличение материалоемкости самих изделий.

Основными направлениями повышения технологичности являются строгое соответствие конструкции функциональному назначению изделия, использование принципов стандартизации и унификации, сокращение числа звеньев в размерных цепях и др. Это позволяет применить принципы агрегатирования, упрощающие сборку и снижающие ее трудоемкость.

Особенно расширяется круг вопросов, связанных с обеспечением технологичности, при разработке рабочей документации. На этой стадии обосновывается выбор материалов, типа заготовок с учетом объема выпуска, обеспечиваются взаимозаменяемость деталей и узлов, минимальная трудоемкость сборки.

При анализе влияния материалоемкости конструкции на себестоимость изделия полезно оперировать не только обшей, но и структурной, а также удельной материалоемкостями.

Структурная материалоемкостьпозволяет исследовать рациональность выбранной номенклатуры материалов, возможность исключения дорогостоящих и дефицитных материалов, применения унифицированных и стандартных профилей проката и заготовок.

Удельная материалоемкость необходима для сравнения вариантов изделий одинакового эксплуатационного назначения, но различной мощности, производительности.

Главным критерием снижения затрат на основные материалы можно считать:

1. Уменьшение расхода материалов на изделие, определяемое снижением массы изделия и конструкторскими решениями по повышению коэффициента использования материалов;

2. Выбор рационального материала.

Очень часто конструктор имеет возможность выбрать при проектировании детали материалы нескольких марок, обеспечивая при этом одинаковые эксплуатационные показатели изделия. Однако эти материалы будут отличаться по цене, массе, а, возможно, и по трудоемкости обработки. Так, при применении легированной стали вместо углеродистой, которая способна выдерживать более высокие напряжения, масса детали уменьшится. При этом затраты на материалы в расчете на единицу массы возрастут, изменятся затраты на обработку, а также некоторые статьи косвенных затрат. Следовательно, себестоимость детали при требуемых значениях прочностных характеристик может иметь минимум, который и определит наиболее подходящий материал. В ряде случаев существенный экономический эффект дает, например, применение низколегированных сталей вместо конструкционных, а также применение модифицированных чугунов, композиционных материалов, алюминия и его сплавов, магния, титана, пластических масс и других материалов.

Важно найти рациональное решение, обеспечивающее наиболее экономичный вариант при соблюдении всех требований технического задания. Для этого необходимо, чтобы конструкторы при проведении конструкторских работ располагали соответствующей технико-экономической документацией: каталогами, ценами, средними значениями коэффициентов использования материала для разных заготовительных процессов, экономическими характеристиками производства на данном предприятии.

Одним из главных условий снижения трудоемкости изготовления является правильный выбор процесса обработки детали, уменьшение технологических припусков, а также выбор рационального процесса сборки.

Следует заметить, что большинство материалосберегающих направлений в конструкторских работах приводит к снижению трудоемкости изготовления. Большие возможности снижения трудоемкости заложены в рациональном выборе методов получения заготовок, квалитетов точности и классов шероховатости. Обработку резанием часто сменяют точные методы формообразования деталей — штамповки, литье под давлением и др.

Стоимость материалов, их которых изготавливают машину, составляет от 30 до 60% полной стоимости машины. Экономию на стоимости материалов можно получить, как путем уменьшением количества потребного материла на машину, так и заменой дорогостоящего материала более дешевым. Но не всегда дешевый материал оказывается выгоднее более дорогого. Например, чтобы изготовить небольшую шестерню из чугуна, необходимо сначала сделать модель, отформовать ее, залить чугуном и обработать полученную отливку; скорее проще и дешевле будет отрезать диск нужной толщины от стальной заготовки круглого сечения соответствующего диаметра и для получения шестерни обработать ее на станке.

При применении литья необходимо иметь в виду, что если принять стоимость одной тонны отливок из серого чугуна равной единице, то для стоимости различного вида литья ориентировочно принимают следующее соотношение: серый чугун – 1, стальное литье – 2, ковкий чугун – 3, бронзовое литье – 8.

Важно обеспечить снижение удельных значений материалоемкости и трудоемкости на единицу определяющего эксплуатационного параметра. Не прибегая к удельным показателям, трудно оценить эффективность роста единичных мощностей машин, поскольку путь наращивания мощности в машинах данного типа имеет экономически целесообразные пределы.

Рассматривая себестоимость как обобщающий показатель производственной технологичности, следует отметить определенную тенденцию ее увеличения для последующих моделей однотипных изделий, что является следствием технического прогресса — увеличением мощности, скорости, производительности и т.д. Однако важно, чтобы себестоимость и цена нового изделия в расчете на единицу производительности уменьшались бы, иначе трудно будет обеспечить его конкурентоспособность.

Обеспечение технологичности конструкций — задача комплексная, поэтому к ее решению должны привлекаться различные технические службы предприятия. Тесная связь конструкторов и технологов в обеспечении технологичности конструкции достигается часто закреплением за объектом проектирования ведущего конструктора и ведущего технолога или созданием комплексных конструкторско-технологических отделов.

Важная роль в достижении высокой конкурентоспособности новых изделий, в частности, их технологичности принадлежит экспериментальным цехам и участкам. Опытное производство помогает осуществлять в дальнейшем технологическую подготовку производства и его освоение в установленные сроки без существенных переделок, т.е. без дополнительных затрат и затягивания сроков.

Для выполнения основной задачи — изготовление опытных образцов и небольших опытных партий, а в некоторых случаях и их испытания — экспериментальные цехи и участки комплектуются, как правило, универсальным оборудованием или оборудованием с числовым программным управлением (ЧПУ), на котором можно было бы изготовить любые необходимые детали, если их нельзя получить от специализированного производителя при меньших затратах и в более короткие сроки.

При проведении проектно-конструкторских работ весьма трудно обеспечить равномерную по календарным срокам сдачу технической документации на опытные образцы. Выявленные в процессе проектирования недочеты конструкции, необходимость конструкторских изменений вызывают отклонения от плановых сроков и, как следствие, неравномерность поступления заказов в экспериментальные цехи. В таких условиях большую роль играет применение статистических методов, позволяющих оперативно маневрировать ресурсами, обеспечить выравнивание загрузки производственных участков. Оптимизация загрузки опытного производства выполняется на основе применения методов математического моделирования.

 

1.4. Технологическая подготовка производства

 

Технологическая подготовка производства (ТПП) - совокупность мероприятий, обеспечивающих технологическую готовность производства, т.е. наличие на предприятиях полных комплектов конструкторской и технологической документации и средств технологического оснащении (основного и вспомогательного оборудования, организационной оснастки) для осуществления заданного объема выпуска продукции с установленными технико-экономическими показателями. При этом комплект технологической документации включает перечень документов технологических процессов, необходимых и достаточных для их выполнения при изготовлении и ремонте изделия или его составных частей.

Технологическая подготовка производства — трудоемкий и дорогой процесс, предшествующий изготовлению нового изделия.

Особенно велики капиталовложения на внедрение новых технологических процессов и изготовление средств технологического оснащения, достигающие до 70—80% всех затрат на ТПП.

Согласно Единой системе технологической документации (ЕСТД) технологическая подготовка производства должна включать следующие стадии:

- технологический анализ рабочих чертежей и их контроль на предмет технологичности конструкции деталей и сборочных единиц;

- разработка прогрессивных технологических процессов;

- проектирование специальных инструментов, технологической оснастки и оборудования для изготовления нового изделия;

- выполнение планировок цехов и производственных участков с расстановкой оборудования согласно разработанным технологическим маршрутам;

- выверку, отладку и внед