 |
Этапы жизненного цикла продукции
|
|
|
|
ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ
(технология машиностроения)
Ставрополь 2018
ВВЕДЕНИЕ
Термин «технология» происходит от греческих слов «технос» – ис- кусство, мастерство, умение, и «логос» – смысл, понятие, основание. Таким образом, технология – это путь мастерства, или система знаний, умений, на- выков, позволяющих так воздействовать на исходный материал, чтобы полу- чить требуемый результат.
Создание высококачественной и конкурентоспособной техники предъ- являет исключительно высокие требования к технологии её проектирования, изготовления, сборки, испытаний и эксплуатации. Быстро изменяющиеся условия развития общества и возрастающее значение современных техноло- гических достижений вызывают необходимость использования технологии как стратегического компонента развития предприятия. В связи с этим спе- циальность «технология машиностроения» приобретает особую актуальность и востребованность.
Студентам уже в начале обучения необходимо иметь чёткие представ- ления о будущей профессии, науках, которые необходимо изучить для её ос- воения, объектах и целях изучаемых дисциплин. В связи с этим в учебном пособии изложены этапы жизненного цикла изделия, начальные сведения об информационных технологиях, обозначены основные направления деятель- ности современного технолога. Кроме того, даны общие представления о тех- нологии машиностроения, основные понятия процесса резания, рассмотрены вопросы проектирования и автоматизации технологических процессов. При- ведены сведения о точности обработки и качестве поверхностей деталей ма- шин, а также о видах их сопряжений, методах и средствах измерения разме- ров поверхностей.
|
|
|
Практическая работа 1. ТЕХНОЛОГИЯ – СТРАТЕГИЧЕСКИЙ КОМПОНЕНТ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВА
Этапы жизненного цикла продукции
Современное техногенное общество основано на взаимно уравнове- шенных производстве и потреблении. Они образуют замкнутую систему, т. к. первое служит для второго, а второе стимулирует существование первого. Результатом производства является продукция, которая в той или иной сте- пени удовлетворяет запросы общества. Этот процесс называется потреблени- ем. Причём чем полнее удовлетворяются требования потребителя, тем каче- ственнее продукция. Под качеством понимается мера соответствия между требованиями потребителя и свойствами продукции.
Этапы жизненного цикла продукции (ЖЦП) можно представить в виде плоской спирали (рис.1), витки которой проходят через три сектора:
- потребление (эксплуатация продукции в соответствии со служебным назначением);
- инженерный анализ и проектирование;
- производство.
В жизненном цикле продукции происходит преобразование информа- ции в виде запросов общества в материальные объекты производства в сле- дующей последовательности:
На стадии потребления
1. Формирование потребности в некоторой продукции, удовлетворяющей конкретные запросы потенциальных потребителей.
2. Определение числа возможных потребителей, конкретных условий по- требления и конкурентоспособной цены.
На стадии инженерного анализа и проектирования
3. Формализация запросов общества в виде конкретного технического за- дания (ТЗ).
4. Разработка и защита технического предложения, эскизного, технического и рабочего проектов, в которых последовательно обосновываются техни- ческие возможности создания изделия.
5. Разработка комплекта технологической и организационно-технической документации.
6. Изготовление технологического оснащения и первых образцов изделия на соответствие ТЗ.
|
|
|
7. Испытания первых образцов изделия, корректировка при необходимости ТЗ, рабочего проекта, комплекта технологической документации и доос- нащение производства.
На стадии производства
8. Организация серийного производства, проведение сертификации изде- лия.
9. Модернизация продукции с целью повышения её качества.
10. Проведение контроля качества и испытаний изделия.
11. Изготовление запасных частей изделия.
Затем изделие опять поступает в сферу потребления, где происходит:
12. Использование изделий в соответствии со служебным назначением.
13. Организация сервисного обслуживания и ремонта.
14. Утилизация изношенных и невостребованных изделий.
 |
Рис. 1. Этапы жизненного цикла продукции
Направление движения по жизненному циклу идёт от периферии к центру спирали. Инженерный анализ и проектирование поддерживаются со- ответствующим научным информационным и материально-техническим обеспечением. Производство помимо указанного поддерживается информа-
циями о новых технологиях и методах организации производства. Потребле- ние поддерживается рекламой, маркетингом, продажей, обслуживанием (ре- монтом) и материально-техническим обеспечением.
В процессе движения по спирали жизненного цикла информация о сформировавшейся потребности постепенно преобразуется в информацию об облике предполагаемой продукции (материалах, устройствах, машинах); тех- нологии её изготовления и обслуживания, материалах и средствах производ- ства и, наконец, рациональных и экологически целесообразных способах и средствах утилизации.
В секторе инженерного анализа и проектирования сосредоточена вся работа по формированию полного объёма информации об облике продукции, технологии, средствах и организации её производства, необходимой и доста- точной для материализации замысла, изложенного в ТЗ.
В секторе производства происходит материализация информации, раз- работанной на предыдущих этапах: изготовление технологического оснаще- ния, размещение его на производственных площадях, поставка материалов и комплектующих изделий, собственно производство спроектированной про- дукции. Изготовленная продукция подвергается испытаниям с целью провер- ки полноты выполнения требований ТЗ. Неполнота выполнения этих требо- ваний приводит к необходимости либо корректировки требований и переходу к производству товарной продукции на втором витке спирали жизненного цикла, либо к существенным изменениям информации об облике продукции, технологии, оснащении и организации её производства. В последнем случае спираль жизненного цикла может иметь столько витков, сколько будет необ- ходимо для достижения требований ТЗ.
|
|
|
Число витков спирали во многом зависит от базы знаний, обеспечи- вающей информационное сопровождение проектирования. Отсюда следует, что период активной и эффективной эксплуатации продукции определяется в первую очередь качеством инженерного анализа и проектирования, инфор- мационным обеспечением, а также скоростью его преобразования в систему документов и программ, приводящих к материализации проекта с макси- мальным приближением к требованиям ТЗ.
Информационные технологии
Сокращение затрат как материальных, так и временных на этапах ин- женерного анализа и проектирования, а также производства продукции не- возможно без широкого использования различных автоматизированных сис- тем (АС), основанных на применении компьютеров и современных пакетов прикладных программ.
Основные типы АС, использующихся на этих двух этапах ЖЦИ, при- ведены на рис.2.
Рис. 2. Информационная поддержка жизненного цикла изделия
Автоматизация проектирования осуществляется САПР. Принято вы- делять в САПР машиностроительных отраслей промышленности следующие системы:
- функциональное проектирование, т.е. расчёт и инженерный анализ –
САЕ;
- конструкторское проектирование – САD;
- технологическое проектирование, т.е. проектирование технологических процессов – САМ.
Функции координации работы CAE/CAD/CAM систем, управления проектными данными и проектирования возложены на систему PDM – управления проектными данными.
Компьютерная поддержка этапов ЖЦИ получила своё оформление в методологии и стандартах ИПИ/GALS. Методология CALS предложена в департаменте обороны США в середине 80-х годов. Современная трактовка этого термина отражается в его расшифровке «Поддержка непрерывных по- ставок и жизненного цикла» или «Бизнес в высоком темпе». В русском языке, наряду с термином CALS, используется равнозначный термин ИПИ – Ин- формационная Поддержка процессов жизненного цикла Изделий.
|
|
|
Сущность ИПИ/CALS-концепции состоит не только в том, чтобы про- следить формирование и обеспечить удовлетворение возникшей потребности общества до её морального старения, но и в том, чтобы развивалась и совер- шенствовалась система создания продукции, удовлетворяющей непрерывно развивающиеся потребности в новой продукции.
CALS-технология это стратегия проектирования больших технических систем, которая позволяет успешно сохранять и развивать системы создания и производства продукции. Впервые как целостную систему её использовали при проектировании сложных систем новейших вооружений – аэрокосмиче- ской техники, ВМФ, тяжёлой и сложной техники сухопутных войск, в стра- нах с высокоразвитой промышленностью.
Накопленный в этих областях опыт постепенно конвертируется в соз- дание продукции машиностроения мирного назначения. Применение CALS- технологии позволяет существенно сократить объём проектных работ, т.к. описание многих составных частей оборудования, машин и систем, проекти- ровавшихся ранее, хранится в унифицированных форматах данных сетевых серверов, доступных любому пользователю технологии CALS. Существенно облегчается решение проблем ремонтопригодности, интеграции продукции в различного рода системы и среды, адаптации к меняющимся условиям экс- плуатации и т.п.
Развитие CALS-технологий должно привести к появлению «виртуаль- ных» производств, в которых процесс создания информационных модулей, достаточных для изготовления продукции, может быть распределён во вре- мени и пространстве между многими организациями. Это позволяет упро- стить распространение передовых проектных решений, обеспечить возмож- ность многократного воспроизведения частей проекта в новых разработках и т.п.
Такой подход приобретает особое значение для России в условиях экономического кризиса. Чтобы вернуть себе статус мировой промышленной державы, необходимо развитое станкостроение. Ведь при создании новых образцов вооружения, судов, самолётов и мирной продукции проектируется только то, что можно принципиально изготовить. Проектировать новую ра- кету, не имея соответствующего оборудования, бессмысленно. Поэтому станкостроение – необходимое условие создания и развития технологий. Но технологическая база России абсолютно не соответствует современным тре- бованиям. Так, средняя скорость обработки детали в России сегодня пример- но в 15 раз меньше, чем в США, а по высокоточной обработке специальных деталей и сплавов – в 25 раз. Отсюда и низкая производительность и конку- рентоспособность.
|
|
|
В результате на российских заводах потребность в квалифицирован- ных рабочих в 5-15 раз выше, чем на западных, при производстве одного и того же объёма продукции – отсюда и дефицит рабочей силы и низкая зара- ботная плата. Ежегодно в России обновляется 0,3% станочного парка, тогда как на Западе 8-10%. Таким образом, за рубежом оборудование обновляют каждые 10 лет, а у нас при таких темпах на перевооружение станочного парка уйдёт 300 лет.
Предлагается решить эту проблему за счёт импорта западного обору- дования и технологий. Однако на этом пути Россия полностью лишается шанса создать независимую высокотехнологическую промышленность, т.к. можно купить оборудование для розлива пива, нельзя купить оборудование и технологии для создания истребителя пятого поколения.
Единственный шанс сохранить суверенитет – это развивать собствен- ные ВПК, самолёто- и судостроение, космическую отрасль, развивать отече- ственную науку и производство.
Развитие внутреннего рынка и создание собственной технологической базы – единственный путь ведущей страны, каковой является Россия.
|
|
|
