2014-02-13
11712Целью и результатом разработки новых изделий является само изделие. Изделие относится к сфере материальных объектов и служит для удовлетворения требований производства и потребностей человека. Сама разработка нового изделия - это особый этап, относящийся к сфере умственной деятельности.
Разработка новых изделий осуществляется инженерно-техническим персоналом путем проектирования и конструирования. Проектирование и конструирование являются процессами взаимосвязанными, дополняющими друг друга. Конструктивная форма объекта уточняется применением методов проектирования - проведением расчетов параметров, прочностных расчетов, оптимизации и др. В свою очередь, проектирование возможно только при предварительно принятых вариантах конструктивного исполнения. Часто эти два процесса не различают, так как они выполняются, как правило, специалистами одной профессии - инженерами-конструкторами. Однако проектирование и конструирование — процессы разные.
Проектирование предшествует конструированию и представляет собой поиск научно обоснованных, технически осуществимых и экономически целесообразных инженерных решений. Результатом проектирования является проект разрабатываемого объекта. Проектирование - это выбор некоторого способа действия, в частном случае - это создание системы как логической основы действия, способной решать при определенных условиях и ограничениях поставленную задачу. Проект анализируется, обсуждается, корректируется и принимается как основа для дальнейшей разработки.
Конструированием создается конкретная, однозначная конструкция изделия. Конструкция — это устройство, взаимное расположение частей и элементов какого-либо предмета, машины, прибора, определяющееся его назначением. Конструкция предусматривает способ соединения, взаимодействие частей, а также материал, из которого отдельные части (элементы) должны быть изготовлены. В процессе конструирования создается изображение и виды изделия, рассчитывается комплекс размеров с допускаемыми отклонениями, выбирается соответствующий материал, устанавливаются требования к шероховатости поверхностей, технические требования к изделию и его частям, создается техническая документация. Конструирование опирается на результаты проектирования и уточняет все инженерные решения, принятые при проектировании. Создаваемая в процессе конструирования техническая документация должна обеспечить перенос всей конструкторской информации на изготавливаемое изделие и его рациональную эксплуатацию.
Проектирование и конструирование служат одной цели, разработке нового изделия, которое не существует или существует в другой форме и имеет иные размеры. Проектирование и конструирование - виды умственной деятельности, когда в уме разработчика создается конкретный мысленный образ. Мысленный образ подвергается различным преобразованиям, включающим перестановку составных частей или замену их другими элементами. Одновременно оценивается эффект внесенных изменений, определяется, как эти изменения могли подействовать на окончательный результат. Мысленный образ создается в соответствии с общими правилами проектирования и конструирования и впоследствии принимает окончательный, технически обоснованный вид.
Разработка, составными частями которой являются проектирование и конструирование, — термин, широко применяемый в технической литературе. Нередко этот термин используется узко, как синоним проектно-конструкторских или конструкторских работ. В действительности в разработку новых изделий входит ведение научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ. Разработка входит в комплекс мероприятий, направленных на выпуск изделий промышленностью. Наряду с такими работами, как разработка технологии изготовления, материально-техническое обеспечение, организация производства, разработка занимает основное место в технической подготовке производства. Будучи исходным этапом, разработка оказывает существенное влияние на все последующие стадии жизненного цикла продукции: изготовление, обращение и реализацию, эксплуатацию или потребление.
Понятие «изделие» также имеет широкий диапазон значений. Изделием называется любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии. Под изделием подразумеваются все объекты материального производства и их составные части машины, технологическое оборудование, механизмы, функциональные системы и др. (рис.1). Установлены следующие виды изделий: детали, сборочные единицы, комплексы, комплекты.
 |
Рис. 1. Виды изделий и их структур
Деталью называется изделие, изготовленное из материала одной марки без применения сборочных операций или с использованием местных соединительных операций (сварки, пайки, склеивания и т.п.).
Сборочная единица представляет собой изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе с помощью сборочных операций. К сборочным единицам может быть отнесено большинство разрабатываемых и выпускаемых изделий, а также входящих в них составных частей. Например, сборочной единицей является токарный станок, а также входящие в него суппорт, резцедержатель и др. Сборочная единица является специфицированным изделием, так как на него составляется спецификация, включающая в себя все составные части.
Комплекс - это изделие, состоящее из нескольких специфицированных изделий взаимосвязанного назначения, не соединяемых на предприятии-изготовителе посредством сборочных операций.
Комплект - несколько изделий общего функционального назначения вспомогательного характера, не соединяемых на предприятии изготовителе с помощью сборочных операций.
В процессе подготовки производства и изготовления изделий в расчет принимаются и другие принципы классификации изделий: комплектующие изделия, покупные изделия, изделия основного производства, изделия вспомогательного производства, изделия серийного производства и др.
Иногда определенные изделия называют конструкциями, например «металлическая конструкция», «железобетонная конструкция» и др., подразумевая под этим нечто конкретное. Чтобы внести ясность в эти понятия, целесообразно проследить весь процесс создания нового изделия, начиная с зарождения идеи и кончая изготовлением действующего образца. Разработка является мыслительным процессом, умственной деятельностью, в результате которой создается конструкция. Конструкция - это строение, устройство, взаимное расположение частей изделия. Конструкция является одним из основных свойств изделия, позволяющих отличить одно изделие от другого.
Специализация конструкторских организаций
Новые изделия разрабатываются в конструкторских организациях и подразделениях. В зависимости от специфики выполняемых работ разработки производятся, как правило, в специализированных организациях, отличающихся обеспеченностью высококвалифицированными кадрами данного профиля, применением прогрессивных организационных принципов и технической оснащенностью данной специализации и др.
Конструкторские организации и подразделения классифицируются по двум главным признакам: подчиненности и специализации.
По подчиненности конструкторские организации делятся на организации федерального и регионального подчинения. К конструкторским организациям федерального подчинения относятся организации, подведомственные министерствам, ведомствам и другим органам. Аналогичные организации находятся также в подчинении регионов и других органов муниципальных образований. К конструкторским организациям местного подчинения относятся организации, находящиеся в ведении администраций образований различного уровня и форм, и подразделения промышленных предприятий.
Основная классификация конструкторских организаций осуществляется по специализации. Специализация производства является экономически наиболее целесообразной формой его организации. Специализация конструкторских организаций основывается на разработке конструктивно и технологически подобных по назначению, по типоразмерам изделий.
Определенные этапы разработки новой техники производятся в разных проектно-конструкторских организациях, что и определяет место этих организаций в подготовке производства.
Головной проектный институт (ГИПРО) производит выбор основных направлений и разработку перспективных планов комплексных разработок, а также выполняет разработку рабочих проектов и частей проектов.
Научно-исследовательский институт (НИИ) создает изделия принципиально новой конструкции на базе специальных теоретико-экспериментальных исследований.
Разработки доводятся до изготовления опытного образца.
Научно-исследовательский и проектно-технологический институт (НИПТИ) создает принципиально новые технологические процессы и осуществляет модернизацию существующих. Производит опытные проверки технологических процессов и изготовление необходимой оснастки.
Специальное конструкторское бюро (СКБ), особое конструкторское бюро (ОКБ), центральное конструкторское бюро (ЦКБ) осуществляют создание новых изделий на базе имеющихся теоретико-экспериментальных исследований и модернизацию существующих; разрабатывают автоматические линии, типовые проекты модернизации; работают над вопросами унификации, агрегатирования, стандартизации, повышения надежности и долговечности изделий.
Исследовательские проблемные лаборатории и КБ втузов работают над созданием принципиально новой техники и модернизацией существующей; решают вопросы по увеличению надежности. Работы производятся на теоретическом и экспериментальном уровнях.
Проектно-конструкторские подразделения промышленных предприятий и фирм осуществляют создание и модернизацию выпускаемых изделий, создание и модернизацию техники, работающей на предприятии; производят оснащение производства новыми видами нестандартизированного оборудования, приспособлениями, инструментом.
Проектно-конструкторские организации специализируются на разработке ограниченного числа типов и номенклатуры технических средств и систем. Специализация данных организаций вызвана тем, что современные изделия, уже являясь сложными системами, имеют тенденцию еще усложняться, что требует от разработчика глубокого анализа и изучения всех составляющих частей конструкции. В зависимости от степени сложности изделия различают предметную, подетальную и технологическую специализацию проектно-конструкторских организаций.
Все три названных вида специализации комбинируются и применяются в разработке с таким расчетом, чтобы достичь наибольшего эффекта и улучшения качества изделия. Предметная (комплексная) специализация направлена на разработку определенного типа продукции, где номенклатура разрабатываемой продукции максимально сокращена. Например, СКБ станкостроительное по разработке токарных автоматов специализируется на выпуске данной продукции. Организация выполняет весь объем (комплекс) работ по выполнению документации данного изделия (группы изделий). Проектные организации выполняют комплексные проекты с начала до конца.
Предметная специализация имеет следующие преимущества:
1 - возможность параллельной разработки отдельных частей проекта;
2 - сокращение сроков проектирования, обусловленных сокращением межоперационного пролеживания частей проекта при согласовании конструкторской документации;
3 - облегчение управления процессами разработки, так как она проходит в стенах одной организации;
4 - возможность использования в новых разработках типовых и унифицированных деталей и узлов, освоенных ранее;
5 - возможность обширного сбора информации, используемой в разработке;
6 - возможность расширения уровня знании и технического кругозора разработчиков.
Наряду с преимуществами предметная специализация имеет ряд недостатков:
1 - система специализации нерациональна для сложных конструкций, включающих сложные электрические, электронные, гидравлические и другие системы;
2 - не способствует выполнению разработки по всем частям на высоком техническом уровне;
3 - требует руководителя разработки с обширными знаниями по всем частям проекта;
4 - препятствует узкой специализации разработчиков.
При подетальной специализации разрабатываемая конструкция расчленяется на ряд составляющих ее узлов, агрегатов, систем, деталей. Разработчик закрепляется за отдельными элементами и выполняет на них всю конструкторскую документацию. Это наиболее экономически выгодная форма специализации. Подетальная специализация характеризуется разработкой частей изделий, широко применяемых в технике, например, гидроприводов, электрических схем, редукторов, карбюраторов двигателей и др.
При подетальней специализации предоставляется возможность сбора информации по самым детальным вопросам проекта; возможна узкая специализация разработчиков, которая влечет за собой увеличение производительности труда; предоставляется возможность приобретения глубоких знаний у разработчиков, что способствует повышению роста их квалификации; появляется возможность применения унифицированных конструкций в разработках. Однако при этом затрудняется разработка общей компоновки и согласование отдельных частей проекта; растет межоперационное пролеживание конструкторской документации при согласовании отдельных частей проекта, тем самым удлиняется цикл подготовки производства; расширяется кооперирование по разработке частей проекта и тем самым усложняется управление разработкой.
При технологической или отраслевой специализации разделение труда производится по характеру выполняемой изделием функции или технологическому признаку. Специализация производится по отдельным технологическим частям разработки или отдельным операциям технологического процесса, которые выделяются в отдельное производство или отдельное отраслевое проектирование. Технологическая специализация является основным признаком отрасли. Особенности изделий данной отрасли должны быть учтены при конструкторской подготовке производства, поэтому конструктор является специалистом той отрасли, в которой он работает. Переходя на работу в другую отрасль, он должен переквалифицироваться с учетом особенностей данной отрасли и новых условий производства. В таких случаях должна проводиться переаттестация специалиста и подтверждение его квалификационной категории.
Технологическая специализация способствует выбору разработчиком поля деятельности согласно его личным склонностям и приобретению глубоких знаний по своей специальности.
