Каталог :: Технология

Доклад: Организация конструкторской подготовки производства

               Организация конструкторской подготовки производства               
   Основные задачи, стадии и этапы проектно-конструкторской подготовки   
Основной задачей проектно-конструкторской подготовки производства является
создание комплекта чертежной доку­ментации для изготовления и испытания
макетов, опытных образцов (опытной партии), установочной серии и
докумен­тации для установившегося серийного или массового произ­водства новых
изделий в соответствии с требованиями техничес­кого задания.
Содержание и порядок выполнения работ на этой стадии системы СОНТ
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. Оно
разрабатывается на проектирование нового изделия либо предприятием-
изготовителем продук­ции и согласуется с заказчиком (основным потребителем),
либо заказчиком. Утверждается ведущим министерством (к профилю которого
относится разрабатываемое изделие).
В техническом задании определяется назначение будуще­го изделия, тщательно
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.
Разработка технического задания базируется на основе выполненных научно-
исследовательских и опытно-конструк­торских работ, результатов изучения
патентной информации маркетинговых исследований, анализа существующих
анало­гичных моделей и условий их эксплуатации.
Техническое предложение разрабатывается в том случае, если техническое
задание разработчику нового изделия вы­дано заказчиком. Второе содержит
тщательный анализ первого 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.
Порядок согласования и утверждения технического пред­ложения такой же, как и
технического задания. После согла­сования и утверждения техническое
предложение является основанием для разработки эскизного проекта. Последний
разрабатывается в том случае, если это предусмотрено тех­ническим заданием
или техническим предложением, там же определяются объем и состав работ.
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.
В состав задач эскизного проекта входит и разработка различ­ных руководящих
указаний по обеспечению на последующих ста­диях технологичности, надежности,
стандартизации и унифика­ции, а также составление ведомости спецификаций
материалов и комплектующих изделий на опытные образцы для последующей
передачи их в службу материально-технического обеспечения. Макет изделия
позволяет добиться удачной компоновки отдель­ных частей, найти более
правильные эстетические и эргономичес­кие решения и тем самым ускорить
разработку конструкторской документации на последующих стадиях системы СОНТ.
Эскизный проект проходит те же стадии согласования и утверждения, что и
техническое задание.
Технический проект разрабатывается на основе утвержден­ного эскизного проекта
и предусматривает выполнение гра­фической и расчетной частей, а также
уточнения технико-эко­номических показателей создаваемого изделия. Он состоит
из совокупности конструкторских документов, содержащих 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 расчет 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.
Технический проект проходит те же стадии согласования и утверждения, что и
техническое задание.
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. Первый уровень рабочего проектирования выполняется в три, а
иногда и в пять этапов.
На первом этапе разрабатывают конструкторскую докумен­тацию для изготовления
опытной партии. Одновременно оп­ределяют возможность получения от поставщиков
некоторых деталей, узлов, блоков (комплектующих). Всю документацию передают в
экспериментальный цех для изготовления по ней опытной партии (опытного
образца).
На втором этапе осуществляют изготовление и заводские испытания опытной
партии. Как правило, проводят заводс­кие механические, электрические,
климатические и другие испытания.
Третий этап заключается в корректировке технической до­кументации по
результатам заводских испытаний опытных об­разцов.
Если изделие проходит государственные испытания (чет­вертый этап), то в
процессе этих испытаний уточняются пара­метры и показатели изделия в реальных
условиях эксплуата­ции, выявляются все недостатки, которые впоследствии
уст­раняются.
Пятый этап состоит в корректировке документации по ре­зультатам
государственных испытаний и согласовании с тех­нологами вопросов, касающихся
классов шероховатости, точ­ности, допусков и посадок.
Второй уровень рабочего проектирования выполняется в два этапа.
На первом этапе в основных цехах завода изготавливают установочную серию
изделий, которая затем проходит дли­тельные испытания в реальных условиях
эксплуатации, где уточняют стойкость, долговечность отдельных деталей и
уз­лов изделия, намечают пути их повышения. Запуску устано­вочных серий
предшествует, как правило, технологическая подготовка производства.
На втором этапе производят корректировку конструкторс­кой документации по
результатам изготовления, испытания и оснащения технологических процессов
изготовления изделий специальной оснасткой. Одновременно с этим корректируют
и технологическую документацию. Третий уровень рабочего проектирования
выполняется в два этапа.
На первом этапе осуществляют изготовление и испытание головной или
контрольной серии изделий, на основе которой производят окончательную
отработку и выверку технологичес­ких процессов и технологического оснащения,
корректировку технологической документации, чертежей приспособлений, штампов
и т. д., а также нормативов расхода материалов и ра­бочего времени.
На втором этапе окончательно корректируют конструкторскую документацию.
Такой, на первый взгляд громоздкий, порядок осуществ­ления 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 стадиях, может отличаться oт рассмотренного выше в
зависимости от типа производств сложности изделия, степени унификации, уровня
кооперирования и ряда других факторов.
  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.
Стандартизация является одним из эффективных средств ускорения научно-
технического про­гресса, повышения эффективности производства и роста
про­изводительности труда конструкторов, сокращения цикла СОНТ.
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. При про­ектировании
новых машин в первую очередь должны быть при­менены изделия и нормы из
государственных стандартов.
В процессе проектирования конструктор обязан широко использовать все
стандарты, относящиеся к проектируемому объекту. Особенно эффективно
применение стандартных де­талей, узлов и агрегатов, изготовляемых в
централизованном порядке на специализированных заводах. К числу основных
методов конструктивной стандартизации относятся: внедре­ние конструктивных
стандартов (нормалей); создание пара­метрических рядов (гамм) машин;
агрегатирование; обеспе­чение конструктивной преемственности.
Внедрение конструктивных стандартов на заводах прово­дится по двум направлениям:
1) разработка и внедрение стан­дартов;
2) нормализационный контроль (нормоконтроль чер­тежей и других
конструкторских документов).
Разработка стандартов основывается на систематизации и обобщении передового
конструкторского опыта, отражен­ного в государственных, отраслевых и
заводских стандартах; в свободных таблицах применяемости отдельных марок
метал­лов, подшипников, крепежных деталей, конструктивных эле­ментов (модели
зубчатых колес, допуски и посадки, резьбы и др.); в результатах лабораторных
и эксплуатационных испы­таний узлов, деталей; в данных нормализационного
контроля.
Введение нормоконтроля имеет большое воспитательное и организующее значение.
Нормоконтроль стимулирует у конст­рукторов уважение к стандартам и
унификации. Еще одна за­дача нормоконтроля - проверка правильности выполнения
кон­структорских документов в соответствии с требованиями ЕСКД.
Создание параметрических рядов (гамм) - один из наибо­лее эффективных методов
конструирования изделий. Под па­раметрическим рядом подразумевается
совокупность изго­товляемых на данном заводе или в данной отрасли машин,
приборов или иного оборудования одного эксплуатационного назначения,
аналогичных по кинематике или по рабочему про­цессу, но различных по
габаритам, мощностным или эксплуа­тационным параметрам.
Каждый параметрический ряд имеет свое основание (ба­зовая модель) и
полученные от этого основания производные. Конструирование начинается с
выбора основания.
Агрегатирование - это форма унификации, состоящая в том, что создаются ряды
унифицированных узлов и агрегатов, используемые для создания разнообразных
изделий. Агрега­тирование 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.
Обеспечение конструктивной преемственности - другой (после агрегатирования)
метод конструктивной стандартиза­ции и унификации, под которой
подразумевается применение в конструкции нового изделия, узлов и деталей
ранее освоен­ных изделий, которые хорошо зарекомендовали себя в рабо­те и
применение которых не отразится на качестве новых кон­струкций.
Степень стандартизации и унификации может быть охарак­теризована следующими
основными показателями: коэффи­циентом стандартизации, коэффициентом
унификации изде­лия, коэффициентом преемственности и др.
Научно-техническое и организационно-методическое ру­ководство работами по
стандартизации на предприятиях осу­ществляет конструкторско-технологическое
бюро стандарти­зации. Основные его задачи следующие:
а) организация раз­работки и внедрения стандартов и других документов по
стан­дартизации на производимую продукцию;
б) обеспечение со­ответствия показателей и норм, устанавливаемых в
стандар­тах и других документах по стандартизации, требованиям на­учно-
технического прогресса и действующего законодатель­ства;
в) осуществление нормоконтроля технической докумен­тации, разрабатываемой
предприятием.
             Организация чертежного хозяйства на предприятии             
Важнейшие задачи организации чертежного хозяйства заключаются в обеспечении
порядка в хранении и обраще­нии чертежей и другой технической документации, в
сво­евременном обеспечении ими цехов и рабочих мест, в под­держании строгой
конструкторской и технологической дис­циплины.
Организация чертежного хозяйства основывается на еди­ной системе
классификации документации, которая предусматривает единые принципы
классификации и индексации изделий и документации, определенный порядок
хранения, учета и дублирования документации, а также порядок вне­сения
изменений.
Классификация и индексация чертежей и другой техничес­кой документации
проводятся по объектам изготовления, по стадиям конструкторской подготовки
производства, по целе­вому назначению и характеру использования.
По объекту изготовления выделяются чертежи изделий основного производства,
чертежи изделий вспомогательного производства (инструмента, приспособлений,
моделей, штам­пов и др.); технологические чертежи, изображающие поковки,
штамповки и другие заготовки. ГОСТ 2.101-68 предусматри­вает деление объектов
по видам на детали, сборочные едини­цы, комплексы (два или более изделий, не
соединенных сбо­рочными операциями, но предназначенных для выполнения
взаимосвязанных эксплуатационных функций) и комплекты (набор изделий, имеющих
общее эксплуатационное назначе­ние вспомогательного характера, например,
комплект инст­румента к машине).
По стадиям конструкторской подготовки документы мо­гут быть проектами,
выполняемыми в процессе проработ­ки многочисленных вариантов на разных
стадиях проекти­рования, и рабочими чертежами, предназначенными для
изготовления изделий, а также его эксплуатации. В соот­ветствии с этим все
конструкторские документы подраз­деляются на чертежи эскизного, технического
и рабочего проектирования.
По целевому назначению и характеру использования все конструкторские
документы подразделяются на оригина­лы (авторские документы, выполненные на
любом матери­але и предназначенные для изготовления подлинников), подлинники
(документы, оформленные подлинными под­писями и выполненные на материале,
позволяющем вос­произведение копий), дубликаты (копии подлинников,
обеспечивающие идентичность воспроизведения подлин­ника, позволяющие снятие с
них копии), копии (докумен­ты, выполненные способом, обеспечивающим их
идентич ность подлиннику или дубликату, предназначены для не­посредственного
использования в производстве).
Для удобства учета и пользования всем чертежам присва­ивается индекс.
Индексация чертежей - это условное обозна­чение, обычно цифровое. В
соответствии с ГОСТом, как пра­вило, используется единая обезличенная система
индексации, основанная на десятичной классификации всех чертежей из­делий и
их частей (от 0 до 9). Все чертежи деталей, узлов, бло­ков, изделий делятся
на 10 классов, классы на 10 подклассов, подклассы на 10 групп, группы на 10
подгрупп, подгруппы на виды деталей.
Индекс чертежа состоит из различительного индекса пред-приятия,
классификационной характеристики изделия, поряд-кового регистрационного
номера документа (в пределах opгaнизации-разработчика) и шифра документа
(рис. 17.1).
     
Хранение, учет и дублирование чертежей и другой техни­ческой документации на
заводе осуществляются в соответ­ствии с "Правилами учета и хранения" в отделе
технической документации. В этот отдел входят: бюро подлинников и дуб­ликатов
(архив), где хранятся названные документы поформат-но в порядке возрастания
номеров и выдаются только для из­готовления копий и дубликатов, внесения
изменений и для восстановления при их износе; бюро копий, осуществляющее
прием, регистрацию, выдачу, а также учет состояния и движе­ния копий
документов, учет применяемости документов; бюро внесения изменений в
документацию, осуществляющее изме­нения в конструкторской документации и учет
внесения изме­нений; цех размножения документов, где размножаются,
бро­шюруются и переплетаются конструкторские документы; бюро комплектации,
где комплектуются документы после их размно­жения.
Архивные документы (оригиналы) отражают первоначаль­ное состояние конструкции
после утверждения ее заказчиком. В эту документацию изменения не вносятся.
Подлинники и дубликаты служат для справок и сверок, изготовления копий, в них
вносят изменения по установленному порядку, на руки их не выдают, пользуются
ими только в помещении архива и бюро внесения изменений.
     Система автоматизированного проектирования в конструкторской подготовке
                                производства                                
Системы автоматизированного проектирования (САПР) в настоящее время полностью
себя оправдывают и являются во многих случаях единственно возможными методами
при кон­струировании новых видов изделий (например, интегральных микросхем).
Под автоматизацией проектирования понимается автома­тизированный
конструкторский синтез устройства с выпуском необходимой конструкторской
документации (КД).
В отличие от проектирования вручную, результаты которо­го во многом
определяются инженерной подготовкой конст­рукторов, их производственным
опытом, профессиональной интуицией и т. п., 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 в цикле СОНТ, эффективнее использовать
технологическое оборудо­вание с ЧПУ.
Важным результатом внедрения САПР являются и социо­логические факторы:
повышение престижности и культуры труда при замене неавтоматизированных
методов автомати­зированными; повышение квалификации исполнителей;
со­кращение численности работников, занятых рутинными опе­рациями.
Наибольшую эффективность от внедрения САПР можно получить при автоматизации
всего процесса проектирования - от постановки задачи, выбора предпочтительных
вариантов построения изделия до технологической подготовки его про­изводства
и выпуска.
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, так как 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. Практика использования ЭВМ в проектировании
привела к созданию наряду с универсальными алгоритмичес­кими языками
программирования (АЛГОЛ, ФОРТРАН и др.) проблемно-ориентированных
алгоритмических языков, специ­ализированных для проектных задач. Например,
для автома­тизации вычерчивания изображений служат графические язы­ки ГП-ЕС,
ГРАФОР, РЕДГРАФ, ФАП-КФ и др.
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.
Решающими условиями возможности и целесообразнос­ти создания САПР являются:
а) единство принципов построе­ния объектов проектирования;
б) высокий уровень типизации и стандартизации элементов, из которых компонуют
объекты проектирования;
в) высокий уровень унификации процессов проектирования;
г) большой объем проектных работ при ин­дивидуальных требованиях к объектам
проектирования.
В общем случае процесс проектирования включает три эта­па: составление
эскизного, технического и рабочего проектов.
Наиболее творческой является стадия эскизного проекти­рования, требующего
применения интерактивных средств гра­фики. С их помощью конструктор может
строить трехмерное изображение детали и моделировать траекторию движения
инструмента для ее обработки (без чертежей).
Техническое проектирование предусматривает исполнение конкретного замысла в
заданном масштабе, а также осуще­ствление необходимых расчетов. Здесь
используется значи­тельный объем информации о стандартных деталях, покупных
изделиях и т. д.
На стадии рабочего проектирования создаются рабочие чертежи и техническая
документация. Деталировка, опреде­ление и нанесение размеров, составление
спецификаций пол­ностью формализуются и могут выполняться на ЭВМ с
исполь­зованием средств машинной графики.
При автоматизации проектирования наиболее важной явля­ется формализация как
самого процесса, так и его объекта. Она позволяет представить процесс
проектирования в виде цепоч­ки (набора) последовательно (параллельно-
последовательно) выполняемых процедур, при которых информация преобразу­ется,
а исходные варианты приближаются к заданным проект­ным задачам. При этом если
проекты могут быть сформу­лированы в виде информационных массивов для ЭВМ, а
опе­раторы проектирования (определенные процедуры, форму­лы, комплексы
программ, стандарты, методики, модели и т. п.) представлены в виде пакета
машинных программ, то та­кой процесс называют автоматической разработкой
(генера­цией) проекта. Если разработке на ЭВМ подлежат лишь неко­торые
подкомплексы на отдельных стадиях, то такой процесс проектирования называется
автоматизированным. В том слу­чае, когда оператор проектирования применим для
ряда сис­тем или подкомплексов, выполняется типовое проектирование.
Нахождение (разработка) таких операторов является одной из важнейших задач
построения любой системы проектирования.
     Укрупненный алгоритм автоматизированного проектирования изделия     
При автоматизированном проектировании сложных систем и объектов применяется
системно-иерархический подход, ког­да сам процесс и объект расчленяются на
уровни. На верхнем уровне отражаются только самые общие черты и особенности
проектируемого объекта. На каждом последующем уровне разработки степень
детализации возрастает.
В соответствии с этапностью создания новой техники в комплексной
(интегрированной) САПР выделяются следующие автоматизированные системы:
управления процессами про­ектирования (АСУПП), проектирования (ДСП),
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. Оперативные средства выполнения графических работ входят в состав
комплекса технических средств каждой функ­циональной системы, имеющей
терминал.
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, формиро вание
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.
Для САПР любого уровня сложности основным структурным элементом является
функциональная подсистема. Подсистемы обладают значительной функциональной
автономностью и реа­лизуют определенный этап (фрагмент) процесса
проектирова­ния. Однако САПР и их подсистемы взаимоувязаны с различны­ми
компонентами интегрированных систем управления предпри­ятием или объединением
(рис. 17.3).
     
1 - управляющие программы для станков с ЧПУ; 2 - информация для планирования
и анализа производства; 3 - нормативно-справочная информация; 4 - информация
обмена данными внутри САПР ТПП; 5 - техническая документация
Организационно САПР различного назначения создаются в отделах главных
конструкторов, главных технологов и т. п. и взаимодействуют с различными
подразделениями и служба­ми предприятия.
 Технико-экономическое обоснование на стадии проектирования новой техники 
Каждый вновь создаваемый вид техники или мероприятие по улучшению освоенной
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.
Новая или усовершенствованная техника должна быть луч­ше и эффективнее той,
взамен которой она создается и будет производиться, с производственной,
эксплуатационной или обеих точек зрения.В первом случае к новой
(усовершенствованной) конструк­ции предъявляются требования как к объекту
производства на заводе-изготовителе. Главным здесь является экономичность
производства и минимальные сроки его подготовки и освое­ния. Экономичность
изготовления каждой новой конструкции зависит от ее технологичности, оттого,
насколько прогрессив­ными и производительными будут применяемые
технологичес­кие процессы. Конструкция является технологичной, если она
экономична для производства.
При наличии нескольких вариантов конструкции техники, полностью
удовлетворяющих эксплуатационным требовани­ям, предпочтение отдается более
технологичной.
Для выбора наилучшего варианта конструкции имеется ряд показателей
технологичности:
• трудоемкость изготовления - абсолютная (на одно изде­лие) и относительная
(на единицу установленной мощности, производительности, другого показателя);
• материалоемкость или масса конструкции - абсолютная или 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.
Трудоемкость изготовления продукции определяется в процессе ее проектирования
и является весьма важным пока­зателем. Более технологичной считается та
конструкция, ко­торая при прочих равных условиях менее трудоемка. Сниже­ние
трудоемкости изделия на стадии его производства - одна из важнейших задач,
которая ставится перед разработчика­ми. Большие возможности снижения
трудоемкости заложены в правильном выборе современных прогрессивных методов
получения заготовок, рациональном выборе квалитетов и клас­сов шероховатости.
На смену обработки деталей резанием (механообработки) постепенно приходят
точные методы фор­мообразования деталей - штамповки, прессования, литья под
давлением и др.
Материалоемкость характеризует общий расход материа­ла на изготовление данной
конструкции изделия или удель­ную материалоемкость на эксплуатационный
параметр. Во многих случаях у конструктора есть возможность при
проек­тировании детали выбрать материал из двух или даже многих,
обеспечивающих одинаковые эксплуатационные свойства де­тали, но различные по
стоимости, трудоемкости обработки, а иногда способствующие снижению массы
изделия.
Повышение определяющего эксплуатационного показате­ля изделия, как правило,
дает снижение материалоемкости и трудоемкости в расчете на единицу основного
параметра. При этом снижение удельной материалоемкости на единицу мощ­ности
или другого параметра происходит значительно быст­рее, чем уменьшение общего
расхода материала на единицу изделия.
Трудоемкость подготовки изделия к функционированию определяется в процессе
проектирования и зависит от слож­ности регулировочно-настроечных процессов,
проводимых с целью получения необходимых технико-экономических пара­метров.
Возможности снижения трудоемкости здесь заложе ны в качестве используемой
контрольно-измерительной ап­паратуры и специальных стендов для испытаний.
Степень конструктивной стандартизации и унификации - это показатель,
характеризующий конструкцию изделия с точ­ки зрения реализации в ней
стандартизированных и унифици­рованных деталей, что приводит к повышению
объема выпус­ка однотипных деталей, сборочных единиц, изделий в целом, а
также к применению более прогрессивной технологии, а это как следствие
позволяет не только существенно снизить тру­доемкость изготовления, но и
несколько уменьшить материа-лоемкость.
Капиталовложения в производство новой конструкции ха­рактеризуют общие
затраты на приобретение дополнительно­го и изготовление нестандартного
оборудования и перепла­нировку в производственных цехах, создание
производствен­ных запасов. Чем меньше потребности предприятия в
капита­ловложениях, тем технологичнее новая конструкция изделия.
Себестоимость, прибыль и рентабельность новой конструк­ции изделия являются
обобщающими показателями ее техно­логичности.
С производственной точки зрения новая конструкция бу­дет считаться
технологичной, а следовательно, и эффектив­ной в том случае, если
дополнительная прибыль (АП), полу­ченная в результате освоения, выпуска и
реализации новой продукции, обеспечит рентабельность не ниже средней
сло­жившейся рентабельности на предприятии-изготовителе. Это­му условию
должно удовлетворять неравенство:
     
     
С эксплуатационной точки зрения потребителя новая кон­струкция должна
обладать следующими показателями:
1) бо­лее надежной (долговечной, безотказной, ремонтопригодной и сохраняемой)
в эксплуатации;
2) удобной в обслуживании и ремонте эстетичной и безопасной в эксплуатации;
3) эргоно­мичной (с точки зрения психологии, физиологии и гигиены труда
работников обслуживания);
4) более производительной в единицу времени;
5) более экономичной в потреблении элек­троэнергии и капиталовложений
эксплуатационников новой продукции;
6) обеспечивать минимальную себестоимость еди­ницы работы, выполняемой изделием.
Если эксплуатационные свойства новой техники повыша­ются по сравнению с ранее
освоенной (заменяемой), то эко­номическая эффективность ее определяется путем
соизмере­ния капитальных вложений потребителя со снижением себе­стоимости
работы, выполняемой новой техникой. Лучшим при­знается вариант с наименьшей
суммой приведенных затрат:
После расчета суммы приведенных затрат по вариантам техники можно определить
годовой экономический эффект использования новой или усовершенствованной
техники.
Эксплуатационная технологичность новой техники может быть определена с
помощью нескольких показателей. При этом следует различать показатели
технологичности базово­го изделия и проектируемого, а также определять
уровень тех­нологичности как соотношение показателей технологичности
проектируемого и базового изделия.