Нового изделия в процессе его проектирования

 

Каждое вновь разрабатываемое изделие по сравнению с ранее освоенным должно обеспечивать большую экономию живого и овеществленного труда, быть более качественным  и в большей мере удовлетворять потребности покупателей. Показатели качества вновь создаваемых изделий должны соответствовать уровню высших мировых достижений в данной отрасли.

Новое или усовершенствованное изделие должно быть лучше и эффективнее того, взамен которого оно  создается с производ­ственной или эксплуатационной точки зрения.

В первом случае к новой (усовершенствованной) конструкции предъявляются требования экономичность производства и минимальные сроки его подготовки и освоения. Экономичность изготовления каждой новой конструкции зависит от его технологичности, от того, насколько прогрессивными и производительными  будут применяемые технологические процессы.

Под технологичностью следует понимать придание любому изделию такой формы и выбор для него таких материалов, которые обеспечивают наиболее простое, экономичное его изготовление, при условии выполнения изделием заданных функций.

Ключевой задачей технико-экономического проектирования в составе ПКР и ТПП является обеспечение технологичности и эффективности нового изделия, а, следовательно, его конкурентоспособности на рынке.

Таблица 11.8

Содержание организационной подготовки производства

 

Наименование работ	Содержание работ
1	2
Разработка проекта организации основного производственного процесса	Выбор форм организации производства, специализации цехов и участков, кооперирования между ними. Определение потребности в площадях и оборудовании для выпуска нового изделия. Составление планировок цехов и участков. Разработка проекта реконструкции цехов. Разработка или совершенствование систем оперативно-производственного планирования.
Разработка проекта технического обслуживания основного производства	Составление планов движения предметов труда в производстве. Выбор и определение необходимых средств внутризаводского транспорта и тары. Разработка проектов организации складского хозяйства, ремонтного и инструментального обслуживания. Выбор форм контроля  производства новой продукции.
Продолжение табл. 11.8
1	2
Разработка организации и оплаты труда	Создание рационального проекта разделения и кооперации труда. Разработка проекта организации трудового процесса, организации обслуживания рабочих мест, организации режима труда и отдыха. Расчет трудоемкости. Подготовка и переподготовка кадров. Выбор и обоснование системы оплаты труда рабочих и специалистов при освоении новых изделий и в серийном производстве. Разработка систем премирования рабочих и специалистов.
Организация материально-технического обеспечения производства и сбыта новой продукции	Определение потребности в материальных ресурсах. Составление заявок и заказов на специальное оборудование, оснастку, материалы и комплектующие изделия. Выбор поставщиков и установление с ними договорных связей. Реализация планов снабжения для выпуска продукции первых образцов и серий. Налаживание связей с потребителями, установление потребностей.
Создание нормативной базы для внутризаводского планирования	Расчет материальных, трудовых и календарно-плановых нормативов. Калькулирование себестоимости и установление цены на   новое изделие. Определение размеров нормативов запасов  оборотных средств.

Отработка изделий на технологичность (технологический контроль) производится на всех этапах создания конструкторской документации и завершается только на стадии изготовления опытного образца.

На стадии эскизного проекта производится анализ конкретных конструкторских решений, в том числе целесообразности выбранных материалов, рациональности и технологичности членения конструкции на сборочные единицы, блоки, агрегаты, обеспечение простоты сборки, разборки и т.п. На стадиях технического и рабочего проектов принимаются окончательные решения о технологичности изделия и точности изготовления его элементов. На стадии изготовления опытного образца и опытной партии завершается отработка конструкции на технологичность (конкретизируются условия обеспечения технологичности, в том числе возможность использования типовых технических процессов, унифицированной переналаживаемой оснастки и имеющегося или производимого оборудования).

Различают два вида технологичности:

Производственная технологичность – степень соответствия конструкции изделия оптимальным производственно-технологическим условиям его изготовления при заданном объеме выпуска. Обеспечение производственной технологичности заключается в сокращении затрат средств и времени на ПКР, технологической подготовки производства (ТПП) и на процессы изготовления продукции, в том числе - контроля и испытаний.

Эксплуатационная технологичность проявляется в сокращении затрат времени и средств на техническое обслуживание и ремонт изделия.

Деятельность по обеспечению технологичности конструкции изделия обычно предполагает:

подбор и анализ исходных материалов, необходимых для оценки технологичности конструкции;

уточнение объема выпуска изделия;

анализ показателей технологичности аналогичных изделий;

определение показателей производственной и эксплуатационной технологичности и сравнение их с показателями существующих конструкций;

разработку рекомендаций по улучшению показателей технологичности.

Отработка конструкций изделия на технологичность регламентируется ГОСТом 14.201-83. Выбор наилучшего варианта конструкции осуществляется по показателям технологичности, к которым относятся:

трудоемкость изготовления - абсолютная (на одно изделие) или 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. Технологичнее считается та конструкция, которая при прочих равных условиях менее трудоемка. Задача снижения трудоемкости изделия на стадии его производства - одна из важнейших, сто­ящих перед разработчиками. Большие возможности снижения трудоемкости заложены в правильном выборе современных прогрессивных методов получения заготовок, рациональном выборе квалитетов и классов шероховатости. На смену обработке деталей резанием (механообработке) 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 эксплутационный параметр. Во многих случаях конструктор имеет возможность выбрать при проектировании детали какой-нибудь один материал из двух или нескольких, обеспечивающих одинаковые эксплуатационные свойства дета­ли, но различные по стоимости и трудоемкости обработки, а иногда способствующие снижению массы изделия.

Повышение определяющего эксплуатационного показателя изделия, как правило, приводит к снижению материалоемкости итрудоемкости в расчете на единицу основного параметра. При  этом снижение удельной материалоемкости на единицу мощнос­ти или другого параметра происходит значительно быстрее, чем сокращение 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 закладываются  качеством используемой контрольно-измерительной аппаратуры и специаль­ных стендов для испытаний.

Степень конструктивной стандартизации и унификации -это показатели, характеризующие конструкцию изделия с точки зрения реализации в ней стандартизированных и унифицирован­ных деталей, что приводит к увеличению выпуска однотипных деталей, сборочных единиц, изделий в целом, а также примене­нию более прогрессивной технологии, а это, как следствие, поз­воляет не только существенно снизить трудоемкость изготовле­ния, но и несколько уменьшить материалоемкость. К ним относятся:

1) коэффициент применяемости

 

                      (11.9)

 

где   m - общее количество типоразмеров (наименований) деталей (элементов, микросхем и т.п.), ед.;

     m_ОР - количество оригинальных деталей, ед.;

 

2) коэффициент повторяемости

 

                    (11.10)

 

где     m_ОБ - общее количество деталей, ед.;

 

3) коэффициент унификации

 

                          (11.11)

 

где   m_У - число унифицированных стандартных и заимствованных деталей, выпускаемых предприятиями отрасли;

 

4) коэффициент стандартизации

 

                          (11.12)

 

где     m_ст -  число стандартных деталей.

Коэффициенты К_ПР, К_ПОВТ, К_У, К_СТ правильней рассчитывать по отношению к трудоемкости элементов.

 

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 (ΔП), полученная в результате освоения, выпуска и реализации новой продукции, обеспе­чит рентабельность не ниже среднего уровня рентабельности, сложившегося на пред­приятии. Этому условию должно удовлетворять неравенство:

                          (11.13)

 

где ΔК  - дополнительные капиталовложения, связанные с освоением вы­пуска новой конструкции, р.;

    П - суммарная годовая величина прибыли предприятия-изготовителя до освоения выпуска новой конструкции изделия, р.;

ОФ_СР-Г – среднегодовая стоимость основных производственных фондов предприятия-изготови­теля, р.

Дополнительная прибыль, получаемая от реализации новой конструкции изделия, определяется по формуле:

 

    (11.14)

 

где N₁, N₂ -  среднегодовой выпуск ранее освоенной и новой конструкции изделия соответственно, шт.;

  Ц₁, Ц₂ - цены на ранее освоенную и новую конструкцию соответ­ственно, р.;

S₁, S₂ - себестоимость ранее освоенной и новой конструкции соотве­тственно, р.;

З_Т - среднегодовые затраты, связанные с технической подготов­кой и освоением в производстве конструкции нового изделия, р.

С эксплуатационной точки зрения потребителя, новая конструкция изделия должна быть:

1) более надежной в эксплуатации (долговечной, безотказной, ремонтопригодной и сохраняемой);

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  в эксплуатации.

Кроме того, она должна обеспечивать минимальную себестоимость единицы работы, вы­полняемой изделием.

Если эксплуатационные свойства нового изделия выше, чем у ранее освоенного (заменяемого), то экономическая эффективность его определяется путем соизмерения капитальных вложений потребителя со снижением себестоимости работы, выполняемой  новым изделием. Лучшим признается вариант с наименьшей суммой приведенных затрат (З_ПРi):

 

                (11.15)

 

где И_i –  годовые эксплуатационные издержки потребителя продукции по i– му варианту, р.;

К_i –  капитальные вложения потребителя продукции по i– му варианту, р.;

Е_Н - нормативный коэффициент экономической эффективности.

После расчета приведенных затрат по вариантам нового изделия можно определить годовой экономический эффект от эксплуатации  нового или усовершенствованного изделия:

                   (11.16)

 

где З_ПР1, З_ПР2 -  приведенные затраты по ранее освоенной и новой конструкции изделия соответственно, р.;

    N₂ – среднегодовой выпуск новой конструкции изделия, р.

 

Эксплутационная технологичность новой техники может быть определена с помощью нескольких показателей: коэффициента унификации; удельной трудоемкости ремонтных работ на единицу определяющего эксплуатационного параметра изделия; величины затрат на профилактическое обслуживание и ремонт изделия и др. При этом следует различать показатели технологичности базового и проек­тируемого изделий, а также определять уровень технологичности как соотношение показателей технологичности проектируемого и базового изделий.