Проектно-конструкторська підготовка виробництва

Основні завдання та організація проектних робіт. Конструкторська підготовка виробництва на підприємстві є першою стадією підсистеми технічної підготовки. Вона безпосередньо пов’язана з науково-технічною підготовкою, використовує при можливості результати прикладних НДР та ДКР, але виконує суто практичні завдання стосовно конкретного виробництва. Виходячи зі змісту робіт та результату, що отримується, конструкторську підготовку часто називають проектно-конструкторською підготовкою виробництва. Проектування розглядається як сукупність взаємопов’язаних процесів зі створення нових і удосконалювання діючих конструкцій виробів за параметрами рівня якості, термінів, обсягів випуску згідно з вимогами замовника-споживача.

Завданнями проектно-конструкторської підготовки є створення комплекту конструкторської документації (креслень), що необхідна для виготовлення та експлуатації продукції, а також забезпечення конструкторської готовності підприємства до випуску нового або модернізованого виробу.

Обсяг проектно-конструкторських робіт на підприємстві залежить від виду виробу, його складності, життєвого циклу, обсягу ринкових потреб і термінів на їх задоволення, ступеня участі самого підприємства в процесі проектування виробу. У сучасних умовах існують різні форми інтеграції підприємств з метою проектування виробів, які залежать від обсягів конструкторських робіт, наявності творчого необхідного потенціалу, технічних та фінансових можливостей. Великі підприємства з розвиненою науково-технічною і дослідно-експериментальною базою мають потужні проектно-конструкторські служби і, як правило, створюють проекти виробів самостійно.

Проектно-конструкторську службу на підприємстві очолює головний конструктор (ВГК), у розпорядженні якого — відповідний відділ, технічна база для виробництва дослідного зразка та його випробування (експериментальний цех). Проектно-конструкторські роботи виконуються з дотриманням вимог ЄСКД (єдиної системи конструкторської документації).

Етапи проектно-конструкторських робіт. Проектування нового виробу відповідно до ЄСКД здійснюється в кілька етапів:

1) складання технічного завдання;

2) розрахунок технічної пропозиції;

3) розроблення ескізного проекту;

4) розроблення технічного проекту;

5) підготовка робочої конструкторської документації (дослідного зразка, дослідної партії, установлюваної серії, стійкого масового виробництва).

Технічне завдання на проектування розробляється шляхом спіль­ної творчої праці представників замовника і підприємства або з ініціативного проекту фахівцями самого підприємства. У ньому відображаються:

- тактико-технічні вимоги замовника, що мають містити умови і режими експлуатації товару;

- необхідні технічні параметри і характеристики;

- приєднувальні розміри;

- ресурс (чи термін служби);

- передбачуваний обсяг випуску;

- правила техніки безпеки і санітарно-гігієнічні норми;

- патентна чистота; зовнішній ринок;

- терміни й умови зберігання;

- художньо-архітектурне рішення (дизайн);

- транспортабельність (тара, упакування);

- додаткові, спеціальні та інші вимоги.

Вимоги технічного завдання спрямовані на забезпечення випуску нової конкурентоспроможної продукції. Підготовлене фахівцями технічне завдання обов’язково затверджується.

Технічна пропозиція містить розрахунки технічних параметрів і економічної ефективності, що обґрунтовують можливість і доцільність розроблення нового виробу. Розраховуються кілька варіантів виготовлення виробу, аналізується і вибирається оптимальний варіант, від якого очікується найбільший економічний ефект. Після узгодження і затвердження технічна пропозиція є підставою для виконання наступних етапів конструктор­ської підготовки.

Ескізний проект передбачається для конструкторського опрацювання прийнятого варіанта виробу. Він виконується з дотриманням необхідних пропорцій у розмірах виробу. Розробляється ескізний проект у кількох варіантах. Виготовляється модель (макет) виробу (дерев’яна, металева чи пластилінова), після чого обговорюється спеціальною комісією за участю дизайнера і затверджується прийнятий варіант; для нього виконуються креслення (рисунки) основних складальних одиниць і загального виду, кінематична, гідравлічна, пневматична та електрична схеми (у разі необхідності), а також інші основні конструктивні параметри. Виконаний ескізний проект має дати загальне уявлення про будову і принципи роботи нового виробу. Після остаточного узгодження і затвердження ескізний проект є підставою для розроблення технічного проекту.

Технічний проект містить остаточні технічні рішення. Він розробляється тільки в масштабі з дотриманням вимог стандартів і нормалей; у ньому виконуються різноманітні види, проекції, перетини, розрізи з нанесенням відповідних розмірів для того, щоб мати повне уявлення про будову і роботу нового виробу.

У технічному проекті уточнюються креслення загального вигляду виробу, виконуються креслення основних агрегатів і вузлів, їх специфікації, монтажні і складальні схеми з розрахунками на міцність, твердість, стійкість та інші параметри за опором матеріалів, а також обґрунтовується вибір матеріалів для найбільш відповідальних деталей; при цьому відбувається уточнення конструктивних особливостей нового виробу. На цій стадії складаються інструкції з експлуатації виробу для споживача (паспорт, формуляр, технічний опис) і пояснювальна записка в цілому для технічного проекту.

Робоча документація розробляється після затвердження технічного проекту і на його основі. Вона являє собою робочі креслення всіх деталей (крім нормалей) виробу, де вказуються необхідні розміри (у масштабі), проекції, розрізи і перетини, матеріал, чистота поверхонь, допуски і посадки, технічні умови, термообробка та ін.

Ці дані дають можливість розробляти технологічний процес виготовлення кожної деталі в будь-яких типах виробництва. Усі робочі креслення проходять нормо-контроль (перевірку на дотримання стандартів), метрологічну і патентну експертизи. На патентну чистоту перевіряється весь виріб.

За робочими кресленнями в експериментальному цеху виготов­ляються всі деталі виробу з урахуванням замовлених комплектуючих деталей і вузлів, здійснюється складання дослідного зразка і його випробування.

У процесі складання та в результаті випробувань дослідного зразка уточнюються конструкції окремих деталей та коригується в цілому робочий проект. У разі необхідності виготовляється настановна партія виробів і приймається рішення про підготовку до серійного (масового) виробництва товару, його доробку чи припинення подальших робіт.

При проектуванні нескладних виробів доцільно, з погляду раціональної організації і скорочення циклу конструювання, об’єднувати деякі етапи проектування виробів. Наприклад, можна окремо не виділяти етап технічної пропозиції, у технічному проектуванні передбачати як складову частину і ескізне проектування. Іноді етапи технічного проекту і робочої документації інтегруються в етап технічного робочого проекту. Аналогічно скорочується кількість етапів проектування в одиничному і дрібносерійному виробництвах, при цьому тут, як правило, не виготовляється дослідний зразок виробу, виходячи з можливостей здійснити доопрацювання конструкції на моделях виробів або його вузлах та макетах. Сучасні технічні засоби дають змогу здійснювати всі етапи проектних робіт паралельно і паралельно-послідовно, досягаючи багатоваріантності проектних рішень для різних типів виробництва.

Розмноження, збереження та облік конструкторської документації здійснює на підприємстві спеціальне бюро технічної документації (БТД) відділу головного конструктора (або архів). Воно зберігає і здійснює облік оригіналів та копій усіх креслень, у разі необхідності видає копії цехам і відділам підприємства. Усі розмножені робочі креслення деталей надходять у відділ головного технолога (ВГТ) для розроблення технологічних процесів і інших стадій технологічної підготовки виробництва.

Вимоги до конструкції нового виробу. У процесі проектування нового виробу йому надаються певні властивості, які характеризуються якісними показниками функціонального призначення та виготовлення. Основні показники якості викладені в розділі 12. Але, ураховуючи деякі специфічні вимоги в процесі конструювання виробів, необхідно виділити такі показники, як:

— технічний рівень виробу, який являє собою сукупність експлуатаційно-технічних показників, що визначають ступінь його досконалості на рівні можливостей прогресивної технології;

— патентна спроможність — це здатність технічного або художньо-конструктивного рішення бути визнаним об’єктом правової охорони, що відповідає вимогам до винаходу чи промислового зразка;

— патентна чистота, яка полягає в перевірці та підтвердженні, що в конструкції або складі виробу не використані винаходи без ліцензії, на які в даній країні видані патенти;

— ергономічність, яка характеризується раціональністю кон­струкції виробу з точки зору вимог психології і фізіології праці людини;

— естетичність — дизайн, зовнішній вигляд, якість оздоблювання та ін.;

— конструктивна спадкоємність характеризує ступінь використання у виробі, що проектується, деталей і вузлів виробів, які були раніше освоєні виробництвом;

— технологічна спадкоємність характеризує максимально можливе використання устаткування, оснащення та матеріалів, що застосовуються на той час для виготовлення виробу;

— уніфікація, яка передбачає процес приведення продукції, засобів виробництва або їх елементів до єдиної форми, розмірів, структури, складу;

— стандартизація встановлює обов’язкові вимоги до виробів, методів, термінів та інших об’єктів, чим обмежує їх різноманітність. Стандартизація є основним методом уніфікації і передбачає під час проектування виробів застосування стандартних деталей та вузлів, а також норм міжнародних і державних стандартів (стандарти параметрів, технічних, екологічних вимог, методів контролю та випробувань).

Поряд з конструкторськими вимогами (вибір раціональної схеми, відповідність конструкції умовам її експлуатації, вибір простіших форм деталей, призначення раціональних запасів міцності тощо) слід ураховувати також вимоги економічного, експлуатаційного й організаційно-виробничого характеру.

Економічні вимоги пов’язані з підвищенням продуктивності, зменшенням собівартості, підвищенням якості виробу, що проектується, порівняно з еталоном.

Експлуатаційні вимоги характеризують високу корисну віддачу, надійність, ремонтоздатність, екологічність виробу та ін.

Організаційно-виробничі вимоги передбачають відповідність конструкції умовам її виготовлення, можливість типізації, механізації й автоматизації виробничих процесів, забезпечення раціональних методів контролю і под.

Ефективність нової продукції оцінюється за економічними та соціальними критеріями.

До економічних критеріїв (ефект у виробництві та в споживача) належать такі показники: економія праці (зниження трудомісткості; зростання продуктивності праці), економія матеріальних ресурсів; технічний рівень і якість продукції; корисний ефект на одиницю потужності; окупність і прибутковість.

Соціальні критерії (вплив на характер праці, умови праці і життя) — показники, що забезпечують:

- поліпшення умов праці, безпеку і зручність в експлуатації;

- охорону навколишнього середовища; створення кращих умов для життєдіяльності людей;

- полегшення праці;

- підвищення кваліфікації працюючих, рівня механізації праці у виробництві і при експлуатації нової продукції.

На всіх стадіях проектування конструкторська документація підлягає нормо-контролю, у процесі якого перевіряється виконання норм і вимог міжнародних, державних, галузевих стандартів і стандартів підприємств, досягнення в виробах, що розробляються, високого рівня стандартизації та уніфікації на основі широкого застосування конструктивних рішень виробів, які спроектовані та освоєні у виробництві раніше.

Узагальнена схема процесу проектування нових виробів відображена на рис. 13.4.

Сутність, цілі та завдання ТПВ. Проектно-конструк­торська підготовка виробництва, яка завершується робочою документацією на нову продукцію, логічно пов’язана з необхідністю підбору варіантів типових, розроблення нових технологічних процесів, оснащення, планів розміщення необхідного устаткування, організації освоєння продукції при серійному або масовому її виготовленні. У процесі проектування виробів конструктори і технологи працюють у тісній взаємодії, яка посилюється на етапі виготовлення, випробування та доопрацювання дослідного зразка. Різноманітність проектних рішень змушує узгоджувати їх з організаційно-технічними умовами конкретно існуючої виробничої системи підприємства, шляхом проведення комплексу заходів, які формують технологічну підготовку виробництва (ТПВ) нової продукції.

Технологічна підготовка виробництва являє собою сукупність взаємопов’язаних процесів, що забезпечують технологічну готов­ність підприємства до випуску виробів заданого рівня якості при встановлених термінах, обсягах випуску та витратах (рис. 13.5). Під технологічною готовністю виробництва розуміють наявність на підприємстві повного комплекту конструкторської і технологічної документації, устаткування та його оптимальних планувань, засобів технологічного оснащення й системи організації процесів виготовлення нової продукції.

Рис. 13.4. Схема проектування нового виробу