Организация конструкторской подготовки производства (КПП)

Лекция 10. Организация конструкторской  подготовки производства (КПП).

1. Основные задачи и стадии проектно-конструкторской подготовки.
2. Стандартизация и унификация в конструкторской подготовке производства.
3. Система автоматизированного проектирования в конструкторской подготовке производства.
4. Технико-экономическое обоснование на стадии проектирования новой техники.

 

1.  Основные задачи и стадии проектно-конструкторской подготовки.

Основной задачей проектно-конструкторской  подготовки производства является создание комплекта чертежной документации для изготовления и испытания макетов, опытных 
образцов с использованием результатов прикладных НИР, ОКР и в соответствии с требованиями технического задания.

Содержание и порядок выполнения работ регламентируются ГОСТами в единой системе 
конструкторской документации (ЕСКД). ГОСТ определяет следующие стадии конструкторской подготовки производства (КПП): техническое задание, техническое предложение, эскизный проект, технический проект и рабочий проект.

Техническое задание  является исходным документом, на основе которого осуществляется вся работа по проектированию нового изделия. В техническом задании определяется назначение будущего изделия, обосновываются его технические и эксплуатационные параметры и характеристики: производительность, габариты, скорость, надежность, долговечность и другие показатели, обусловленные характером работы будущего изделия. В нем также содержатся сведения о характере производства, условиях транспортировки, хранения и ремонта 
рекомендации по выполнению необходимых стадий разработки конструкторской документации и ее составу; технико-экономическое обоснование и другие требования.

Техническое предложение  разрабатывается в том случае, если техническое задание разработчику нового изделия выдано заказчиком, второе содержит тщательный анализ технического задания и технико-экономическое обоснование возможных технических решений при проектировании изделия, сравнительную оценку с учетом эксплуатационных особенностей проектируемого и существующего изделия подобного типа, а также анализ патентных материалов.

Эскизный проект состоит из графической части и пояснительной записки. Первая часть содержит принципиальные конструктивные решения, дающие представление об изделии и принципе его работы, а также данные, определяющие назначение, основные параметры и габаритные размеры. Таким образом, она дает конструктивное оформление будущей конструкции изделия, включая чертежи общего вида, функциональные блоки, входные и выходные электрические данные всех узлов (блоков), составляющих общую блок-схему. На этой стадии разрабатывается документация для изготовления макетов, осуществляется их изготовление и испытания, после чего корректируется конструкторская документация. Вторая часть эскизного проекта содержит расчет основных параметров конструкции, описание эксплуатационных особенностей и примерный график работ по технической подготовке производства.

Технический проект состоит из совокупности конструкторских документов, содержащие окончательные технические решения, которые дают полное представление об устройстве разрабатываемого изделия и исходные данные для разработки рабочей документации. В графической части технического проекта приводятся чертежи общего вида проектируемого изделия, узлов в сборке и основных деталей. Чертежи обязательно согласовываются с 
технологами. В пояснительной записке содержатся описание и расчеты 
параметров основных сборочных единиц и базовых деталей 
изделия, описание принципов его работы, обоснование выбора материалов и видов защитных покрытий, описание всех схем и окончательные технико-экономические расчеты. На 
этой стадии при разработке вариантов изделий изготавливается и испытывается опытный образец.

Рабочий проект является дальнейшим развитием и конкретизацией технического проекта. Эта стадия КПП разбивается на три уровня:

а) разработка рабочей  документации опытной  партии (опытного образца);

б) разработка рабочей  документации установочной серии;

в) разработка рабочей  документации установившегося серийного  или массового производства.

 

2. Стандартизация и унификация в конструкторской подготовке производства.

Важнейшей особенностью современной  организации конструкторской подготовки производства является широкое использование  стандартизации, которая позволяет  избежать необоснованного многообразия в качестве, типах и конструкциях изделий, в формах и размерах деталей и заготовок, в профилях и марках материалов, в технологических процессах и 
организационных методах.

Конструкторская унификация - это  комплекс мероприятий, обеспечивающих устранение необоснованного многообразия изделий одного назначения и разнотипности их составных частей и деталей, приведение к возможному единообразию способов их изготовления, сборки и испытания. Унификация является базой агрегатирования, т.е. создания изделий путем их компоновки из ограниченного числа унифицированных элементов, и конструкционной преемственности. Унификация дополняет стандартизацию, это своего рода конструкторская стандартизация.

Государственная система стандартизации, установив основные положения в этой области, предусматривает следующие категории стандартов: государственные стандарты (ГОСТ), отраслевые стандарты (ОСТ) и стандарты предприятий (СТП).

ГОСТ - одна из основных категорий  стандартов, установленных государственной системой стандартизации.

ОСТы устанавливаются на продукцию, не относящуюся к объектам государственной  стандартизации, например на технологическую оснастку, инструмент, специфические для данной отрасли технологические процессы, а также на нормы, правила, требования, термины и обозначения, регламентация которых необходима для обеспечения взаимосвязи в производственно-технической деятельности предприятий и организаций отрасли. ОСТы обязательны для всех предприятий и организаций данной отрасли.

Стандарты предприятий устанавливаются на продукцию одного или нескольких предприятий (заводов).

Основной задачей заводской  стандартизации является создание максимального  числа сходных, геометрически подобных либо аналогичных элементов в изделиях не только одного, но и различного назначения. Заводская стандартизация значительно упрощает, удешевляет и ускоряет технологическую подготовку и является важной предпосылкой стандартизации технологической оснастки.

Стандарт - это устойчивый образец, он закрепляет достижения в области  технического прогресса, и новой техники, которые разработаны, проверены и могут быть применены в широком масштабе в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве. Он является строго обязательным.

 

3.  Система автоматизированного проектирования в конструкторской подготовке производства.

Под автоматизацией проектирования понимается автоматизированный конструкторский  синтез устройства с выпуском необходимой  конструкторской документации (КД). Автоматизированное проектирование позволяет  исключить субъективизм при принятии решений, значительно повысить точность расчетов, выбрать варианты для реализации на основе строгого математического анализа, значительно повысить качество конструкторской документации,  повысить производительность труда проектировщиков, снизить трудоемкость, существенно сократить сроки конструкторской и технологической подготовки производства, эффективнее использовать технологическое оборудование ЧПУ.

САПР представляет собой организационно-техническую  систему, состоящую из комплекса  средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с проектировщиками и подразделениями проектной организации. Проектировщик (конструктор, технолог) входит в состав любой САПР и является ее пользователем, т.к. без человека автоматизированная система не может функционировать.

Объектом автоматизации  в САПР являются действия проектировщиков, разрабатывающих изделия или  технологические процессы. САПР нельзя создать вне конкретного производства, на котором она будет использована.

Комплекс средств автоматизации  включает математическое, лингвистическое, программное, информационное, методическое, организационное, аппаратное и техническое 
обеспечение.

Математическое обеспечение  составляют математические методы, модели и алгоритмы, необходимые для осуществления автоматизированного проектирования.

Лингвистическое обеспечение - совокупность специальных языковых средств проектирования, предназначенных для общения человека с техническими и программными компонентами САПР.

Программное обеспечение является непосредственным производным компонентом от математического обеспечения и представляет собой комплекс всех программ и эксплуатационной документации к ним.

Информационное  обеспечение - это информация о прототипах проектируемых изделий или процессов, комплектующих изделиях и материалах, об используемом режущем инструменте, о правилах и нормах проектирования, а также любая другая справочная информация, используемая проектировщиками для выработки проектных решений. Основная часть информационного обеспечения содержится в банках данных, состоящих из баз данных и систем управления базами данных.

Организационное обеспечение  устанавливает взаимодействие проектирующих и обслуживающих подразделений, ответственность специалистов за определение вида работ, приоритеты пользования средствами САПР и другие регламенты организационного характера. Соответствующий комплект документов составляют необходимые инструкции, приказы и штатные расписания.

Техническое обеспечение - комплекс всех технических средств, используемых при автоматизированном проектировании и для поддержания средств автоматизации в работоспособном состоянии.

В соответствии с этапностью создания новой техники в комплексной  САПР выделяются следующие автоматизированные системы: управления процессами проектирования (АСУПП), проектирования (АСП), конструирования (АСК), технологической подготовки производства (АСТПП), управления технологическими процессами изготовления опытных образцов (АСУТП), комплексных испытаний и обработки изделий (АСКИО).

Каждая из функциональных составляющих базируется на едином комплексе средств автоматизации проектирования, включающих обеспечивающие системы типа автоматизированных банков данных (АБД), а также вычислительную систему, систему информационного обмена, графическую систему и систему разработки машинных программ.

Исходя из особенностей графических  работ из состава комплексной  САПР, выделяют в виде самостоятельной  графическую подсистему, или подсистему автоматизированного черчения (ПАЧ), обслуживающую все функциональные системы.

Основу автоматизации стадии конструкторской подготовки производства составляют две функциональные части комплексной САПР: автоматизированная система проектирования (АСП) и автоматизированная система конструирования (АСК).

Автоматизированная система проектирования используется как инструментальная подсистема САПР. Она создает программы автоматизированного проектирования, и от ее эффективности в значительной мере зависит эффективность действия комплексной САПР. Эта система выполняет несколько видов проектных процедур на стадиях разработки технического задания, технических предложений, эскизного и технического проектирования: анализ исходных данных, формирование технических характеристик, определение эффективности изделия на стадии проработки изделия, когда перед проектировщиком стоит проблема выбора прототипа будущей новинки на основе упрощенной математической модели. Результатом функционирования АСП является структурная схема изделия с данными расчета проектных параметров.

Автоматизированная система конструирования  используется на этапах технического и рабочего проектирования для проведения уточненных расчетов по всему изделию и отдельным его элементам, а также изготовления конструкторской документации.

 

 

4. Технико-экономическое обоснование на стадии проектирования новой техники.

Каждый вновь создаваемый вид  техники должен быть лучше ранее  освоенных: он должен давать большую  экономию живого и овеществленного  труда, быть лучше по качеству и в  большей мере удовлетворять потребности  в новых или усовершенствованных видах продукции. Показатели качества вновь создаваемой техники должны быть на уровне высших мировых достижений в данной отрасли. 

Для выбора наилучшего варианта конструкции  имеется ряд показателей технологичности:

-    трудоемкость изготовления - абсолютная (на одно изделие) и относительная (на единицу установленной мощности;

-    материалоемкость  или масса конструкции – абсолютная  и относительная;

• трудоемкость подготовки изделия к функционированию;
• степень конструктивной стандартизации и унификации;
• капиталовложения в производство новой продукции;
• себестоимость и отпускная цена новой продукции;
• прибыль и рентабельность производства.