Организация научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы

2) Техническое предложение.

Разрабатывается в случае, если техническое задание на разработку нового изделия изготовителю выдал заказчик. После согласования и утверждения технического предложения разрабатывается (если это предусмотрено) эскизный проект с указанием объема и состава работ.

3) Эскизный проект.

Содержит графическую часть и пояснительную записку. В графической части представлены принципиальные конструктивные решения с указанием назначения и основных параметров продукта, чертежи, функциональные блоки, электрическая часть. Здесь же разрабатывается документация для изготовления макетов, осуществля­ются их изготовление и испытание с коррекцией (если необходимо) конструкторской документации.

В пояснительной записке представляются расчеты основных параметров конструкции, описание эксплуатационных особенностей, график работ по технической подготовке производства. Составляются ведомости спецификаций материалов и комплектующих изделий на опытные образцы

4) Технический проект.

Разрабатывается на базе утвержденного эскизного проекта. Предпола­гает выполнение расчетной и графической частей, уточнения технико-экономических показателей создаваемого продукта. Чертежи согласу­ются с технологами. В пояснительной записке представлены расчеты основных параметров сборочных единиц, описание принципов работы изделия, обоснование выбора материалов и защитных покрытий. Изготавливается опытный образец. Технический проект проходит те же стадии согласования и утверждения, что и техническое задание

5) Рабочий проект.

Развивает и конкретизирует технический проект. Рабочий проект может иметь три уровня.

Разработка рабочей документации опытной партии (опытного образца):

•              разработка конструкторской документации на изготовление опытной партии;

•              изготовление и испытание опытной партии;

•              корректировка технической документации по результатам заводских или государственных испытаний.

Разработка рабочей документации установочной серии:

•              изготовление и заводские испытания установочной серии изделий;

•              испытания установочной серии в реальных условиях;

•              техническая подготовка производства;

•              корректировка конструкторской и технической документации по результатам изготовления и испытаний.

Разработка рабочей документации установившегося серийного или массового производства:

•              изготовление и испытание головной или контрольной серии изделий;

•              окончательная отработка технологических процессов и документации, нормативов расхода материалов, рабочего времени;

•              окончательная корректировка конструкторской документации

Достаточно громоздкий порядок конструкторской подготовки производства в массовом или крупносерийном производстве дает большой экономический эффект. За счет тщательной отработки конструкции изделия и его отдельных частей обеспечиваются максимальная технологичность в производстве, надежность и ремонто­пригодность в эксплуатации.

Круг работ, выполняемых на разных стадиях, может отличаться от рассмотренного выше в зависимости от типа производства, сложности изделия, степени унификации, уровня кооперирования и ряда других факторов [2].

В процессе конструкторской подготовки производства решают две важные задачи: повышение степени унификации и стандарти­зации конструкции и обеспечение технологичности изделия.

Конструкторская унификация представляет собой комплекс ме­роприятий, направленных на устранение неоправданного многообразия типов и конструкций изделий и их составных частей. Этот процесс позволяет компоновать изделие из ограниченного количества уни­фицированных элементов, снижая тем самым трудоемкость конст­рукторских работ, их сроки и стоимость. Основными способами конструкторской унификации являются:

•      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 габарит­ным размерам, мощности и другим эксплуатационным пара­метрам;

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

Наиболее полное воплощение унификация находит в стандар­тизации. 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.

Стандартизация позволяет избежать необоснованного многооб­разия в качестве, типах и конструкциях изделий, формах и размерах деталей и заготовок, профилях и марках материалов, технологиче­ских процессах и организационных методах. Стандартизация явля­ется одним из действенных средств ускорения научно-технического прогресса, повышения эффективности производства и роста про­изводительности труда конструкторов.

Система стандартизации предусматри­вает три категории (уровня) стандартов: государственные стандар­ты (ГОСТ), отраслевые стандарты (ОСТ) и стандарты предприятий (СТП).

ГОСТ — основная категория стандартов, установленных госу­дарственной системой стандартизации.

ОСТ устанавливается на продукцию, не относящуюся к объектам государственной стандартизации, например на инструмент, техно­логическую оснастку, 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. Они обязательны для всех предприятий и организаций данной отрасли.

Стандарты предприятий устанавливаются на продукцию одного или нескольких предприятий с целью создания максимального числа сходных, геометрически подобных либо аналогичных элементов в из­делиях не только одного, но и различного назначения.

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 и др. Он является строго обязательным. При проектировании но­вых машин в первую очередь должны быть применены изделия и нормы из государственных стандартов.

Эффективной формой конструирования новой продукции на базе принципов стандартизации и унификации является агрегиро­вание (агрегатирование).

Агрегирование представляет собой проектирование посредством компоновки изделия из ограниченного числа унифицированных элемен­тов (модулей). Агрегирование позволяет создавать сборно-разбор­ное оборудование, состоящее из взаимозаменяемых нормализо­ванных элементов, при необходимости оно может быть разобрано, а входящие в него агрегаты — использованы в новых сочетаниях для создания другого оборудования. При этом в десятки раз сокра­щается число типов и размеров основных элементов конструкции оборудования. Использование модульного проектирования суще­ственно сокращает сроки проведения и затраты на разработку про­дукта, позволяет использовать современные системы автоматизи­рованного конструирования.

Для количественной оценки уровня конструктивной унифика­ции и стандартизации используют три показателя: коэффициент преемственности, коэффициент повторяемости и коэффициент межпроектной унификации.

Коэффициент преемственности рассчитывается по отдельным изделиям как отношение количества заимствованных (унифици­рованных) комплектующих элементов (Эз) к общему количеству составных частей изделия (Эо):

Кпр = Эз / Эо

Коэффициент преемственности отражает применение в кон­струкции нового изделия, узлов и деталей ранее освоенных изде­лий, которые хорошо зарекомендовали себя в работе и применение которых не отразится негативно на качестве новых конструкций.

Коэффициент повторяемости также рассчитывается по отдель­ным изделиям и характеризует насыщенность изделия повторя­ющимися составными частями:

Кп = Эп / Эо

где Эп — количество повторяющихся элементов конструкций.

Данный коэффициент отражает уровень внутрипроектной уни­фикации изделия и степень взаимозаменяемости его составных частей.

Коэффициент межпроектной унификации определяется по груп­пе сходных изделий и отражает степень взаимозаменяемости внут­ри этой группы:

Км.у = Эод / Эобщ

где Эод — количество одинаковых составных элементов для всех изделий группы; Эобщ — общее количество составных элемен­тов для всех изделий группы.

Новая или усовершенствованная техника должна быть лучше и эффективнее той, взамен которой она создается и будет произво­диться, с производственной, эксплуатационной или обеих точек зрения. При наличии нескольких вариантов конструкции техники предпочтение отдается более технологичной. Различают производ­ственную и эксплуатационную технологичность.

Производственная технологичность — это совокупность свойств изделия, характеризующая степень соответствия конструкции из­делия организационно-технологическим условиям его производства. Главным здесь является экономичность производства и минималь­ные сроки его подготовки и освоения. Экономичность изготовле­ния каждой новой конструкции зависит от того, насколько прогрессивными и производительными будут применяемые техноло­гические процессы. Конструкция является технологичной, если она экономична для производства.

Существуют три группы показателей для оценки уровня произ­водственной технологичности.

1.  Конструктивные показатели (масса изделия, количество и разнообразие его составных частей, уровень унификации и стан­дартизации, разнообразие используемых материалов и др.).

2.  Технологические показатели (трудоемкость и материалоем­кость изготовления изделия, нормы расхода материалов, выход годной продукции, длительность производственного цикла).

3.  Экономические показатели (себестоимость и отпускная цена новой продукции, объем капиталовложений в разработку и изготов­ление этой продукции, прибыль и рентабельность производства).

Эксплуатационная технологичность отражает степень соответ­ствия нового изделия условиям его эксплуатации. Здесь учитываются надежность и долговечность конструкции, трудоемкость профи­лактического и ремонтного обслуживания нового изделия.

Автоматизированное проектирование

В настоящее время широкое и вполне оправданное развитие получила система автоматизированного проектирования (САПР). Во многих случаях эта система является единственно возможной при конструировании новых изделий (например, интегральных микросхем).

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 и производительность труда про­ектировщиков, снизить трудоемкость и сроки конструкторской и технологической подготовки производства.

Главными условиями возможности и целесообразности созда­ния САПР являются: единство принципов построения объектов проектирования; высокий уровень типизации и стандартизации элементов, из которых компонуют объекты проектирования; вы­сокая степень унификации процессов проектирования; большой объем проектных работ при индивидуальных требованиях к объ­ектам проектирования.

С появлением средств машинной графики — графических дис­плеев, графопостроителей, графических печатающих устройств (плоттеров), кодировщиков и др. — стало возможным автоматизи­ровать наиболее трудоемкие процессы проектирования изделий и технологий.

Патентная информация в конструкторской подготовке производства

Создание новых образцов продукции предполагает обязатель­ное использование патентной информации. Недостаточная осве­домленность исследователей и разработчиков новой техники и технологии о результатах уже выполненных работ порождает дуб­лирование разработок, вызывает неоправданные затраты времени и ресурсов.

Патентная информация — это совокупность сведений о результатах научно-технической деятельности, содержащихся в описаниях, прилагаемых к заявкам на изобретение, открытие, промышленный образец или другой объект промышленной собственности, а также сведения об охранных документах и правовом статусе патентообладателей. Это первичная патентная информация.