Подготовка производства

Конструкторская подготовка производства (КПП) — это совокупность взаимосвязанных процессов, обеспечивающих техническую готовность предприятия к выпуску нового продукта в установленные сроки с заданными параметрами качества, объемом производства и уровнем затрат. Главная задача конструкторской подготовки заключается в целесообразном и эффективном приспособлении отработанной конструкции продукта к условиям его будущего производства при обязательном сохранении заложенных в конструкцию параметров качества.

Конструкторская подготовка производства является органическим продолжением или составной частью базовой опытно-конструкторской разработки продукта. Для условий единичного производства, выполнения индивидуальных заказов или экспериментальных работ подготовка технической документации на новый продукт полностью завершается в процессе опытно-конструкторской разработки. Если предполагается организация повторяющегося (серийного или массового) производства нового продукта, то разработка рабочей документации в соответствии со сложившейся практикой осуществляется поэтапно: сначала — на опытный образец (или опытную партию), затем — на установочную серию нового продукта и, наконец, — на устойчивое, повторяющееся производство. В таком итерационном процессе, составляющем содержание конструкторской подготовки производства, последовательно отрабатываются качественные параметры продукта и решаются две главные задачи:

• повышение уровня унификации и стандартизации конструкции;

• обеспечение технологичности продукта.

Унификация — комплекс мер, направленных на устранение необоснованного многообразия типов и конструкций продуктов и их узлов, форм и размеров деталей и заготовок, профилей и марок материалов. Основанная на применении в конструировании типовых технических решений, унификация представляет собой одно из эффективных направлений, позволяющих повысить качество продуктов, уменьшить трудоемкость и сократить сроки проектирования и освоения производства нового продукта. В качестве основных направлений конструктивной унификации выступают:

• сокращение номенклатуры изделий, сборочных единиц и узлов, имеющих одинаковое или сходное эксплуатационное назначение и параметры;

• заимствование отдельных деталей, узлов для нового продукта из числа ранее освоенных в производстве на основе конструктивной преемственности;

• создание параметрических рядов (гамм) продуктов, аналогичных по конструктивному решению, но различных по габаритам, мощности и другим эксплуатационным параметрам;

• типизация форм и размеров деталей и заготовок, профилей и марок используемых материалов.

Стандартизация представляет собой высшую форму унификации. Международная организация по стандартизации (ИСО) приняла следующее определение стандартизации.«Стандартизация — это процесс установления и применения правил с целью упорядочения деятельности в данной области на пользу и при участии всех заинтересованных сторон, в частности, для достижения всеобщей максимальной экономии, с соблюдением функциональных условий и требований безопасности». Стандарты устанавливают обязательные для выполнения нормы, образцы, типы решений и распространяются не только на конструкцию продукта, но на все другие факторы производства.

Прогрессивной формой конструирования новой продукции на основе унификации и стандартизации является агрегирование, позволяющее осуществлять так называемое модульное проектирование продукта. Агрегирование — это система проектирования продукта путем компоновки его из ограниченного числа унифицированных элементов и, прежде всего, модулей машин. Использование модульного проектирования резко сокращает сроки проведения и затраты на разработку продукта, позволяет широко применять современные системы автоматизированного конструирования на базе систем CAD/CAM.

Для количественной характеристики уровня конструктивной унификации и стандартизации используются три показателя: коэффициент преемственности, коэффициент повторяемости и коэффициент межпроектной унификации. Коэффициент преемственности (К_пр)рассчитывается по отдельным продуктам и определяется как отношение количества заимствованных составных частей изделия к общему количеству типоразмеров составных частей в изделии П(в процентах):

где П₀ - количество оригинальных типоразмеров составных частей издел°ия, разработанных впервые для данного продукта.

Коэффициент повторяемости (К_П)также рассчитывается по отдельным продуктам и характеризует насыщенность изделия повторяющимися составными частями, т. е. уровень внутрипроектной унификации изделия и степень взаимозаменяемости его составных частей. Он определяется как удельный вес повторяющихся составных частей изделияв их общем количестве (в процентах):

где П_нп — количество неповторяющихся составных частей изделия.

Коэффициент межпроектной (взаимной) унификации (К_му) рассчитывается по группе сходных продуктов и характеризует уровень заимствования внутри этой группы. Он определяется по следующей формуле:

где П_i - количество типоразмеров составных частей i-го продукта;

П_n — общее количество типоразмеров составных частей в группе из n продуктов;

П_тах—максимальное количество типоразмеров составных частей одного продукта.

Обеспечение технологичности продукта при его проектировании составляет одну из важнейших задач конструкторской подготовки производства независимо от места проведения базовой конструкторской разработки: внутри фирмы или за ее пределами. Различают производственную и эксплуатационную технологичность как существенный фактор конкурентоспособности продукта. Под производственной технологичностью принято понимать совокупность характеристик продукта, определяющих степень соответствия конструкции продукта организационно-технологическим условиям его производства на конкретном предприятии. Организационно-технологические условия производства нового продукта характеризуются масштабом производства, его организационным типом, применяемыми методами организации производственных процессов^, составом производственного оборудования, квалификационной и профессиональной структурой персонала и многими другими параметрами, которые должны учитываться разработчиками в процессе конструкторской подготовки. Производственная технологичность продукта оценивается тремя группами показателей:

• конструктивными показателями — масса изделия и его элементов, количество и разнообразие составных элементов, уровень унификации и стандартизации конструкции, разнообразие используемых материалов и т. д. Показатели могут определяться как абсолютные (в целом по изделию), относительные (в расчете на одну деталь, на единицу мощности, на производительность и т. п.) и сравнительные (по отношению к заменяемому образцу, лучшему представителю и др.);

• технологическими показателями — материалоемкость, выход годного продукта, нормы расхода материалов, квалитет, класс шероховатости поверхностей и пр.

• экономическими показателями — масштаб и трудоемкость производства, себестоимость, длительность производственного цикла и т. п.

Эксплуатационная технологичность характеризует степень соответствия продукта рациональным условиям его эксплуатации. Для ее оценки используются показатели удельной трудоемкости профилактического обслуживания продукта, надежности конструкции, трудоемкости ремонта, удельные затраты на текущее обслуживание и ремонт и др.

Технологичность конструкции обеспечивается конструктивными решениями практически на всех стадиях и этапах проектирования нового продукта. Высоких результатов в этой области можно достичь лишь при координации работы и сотрудничестве всех участников процесса проектирования и освоения производства нового продукта и прежде всего конструкторов, технологов, производственников и менеджеров.