Качественная оценка ТКИ

Качественная оценка ТКИ основана на инженерно-визуальных мето­дах оценки и проводится по отдельным конструктивным и технологи­ческим признакам. Она, как правило, предшествует количественной оцен­ке, но может быть совместима с ней на всех стадиях проектирования.

Качественная оценка ТКИ дается на основании сравнения (сопос­тавления) контролируемого конструкторского решения с решением, принятым за эталон. В результате такого сравнения в первом прибли­жении делается оценка «хуже» или «лучше», «допустимо» или «недо­пустимо» и т.д. При наличии достаточной информации эта оценка мо­жет быть углублена до оценочных характеристик типа «хорошо-пло­хо» или «рационально-нерационально». Качественная оценка может со­держать и элементы количественной оценки.

При оценке нескольких вариантов одного конструктивного решения, равнозначных по выполняемым функциям, сначала определяют вари­ант, обладающий наилучшими или оптимальными по определенному критерию экономическими показателями, а затем проводят сравнитель­ную качественную оценку этого варианта.

В случае отсутствия эталона для сравнения оценку технологичнос­ти конструкции проводят по заранее выбранным оценочным критери­ям. Роль оценочных критериев в этом случае достаточно высока. По­этому необходимо до начала сравнения, независимо от наличия этало­на, четко и однозначно установить номенклатуру и значимость оценоч­ных критериев. Удовлетворение показателям, установленным оценоч­ными критериями, будет свидетельствовать о соответствии технологич­ности оцениваемого конструкторского решения комплексу техничес­ких требований. При отсутствии оценочных критериев любая другая оценка будет носить субъективный характер.

В качестве эталона могут быть использованы изделие-аналог, а так­же типовая и комплексная конструкции. Изделие-аналог выбирают пре­имущественно из числа изделий серийного производства. Оптималь­ный аналог должен быть подобен анализируемой конструкции по гео­метрической форме и размерам. Возможны случаи, когда подобрать целиком конструкцию-аналог не представляется возможным. При этом целесообразно использование не одного какого-нибудь определенного эталона, а нескольких. Сравнение с изделием-аналогом не всегда уда-

Технологичность конструкции упаковки 181

ется осуществить прямым сопоставлением конструкций. В этом случае используют данные о технологическом процессе изготовления, а также дополняют сравнительный анализ составлением балансных таблиц.

Понятия типовой и комплексной конструкции широко используют­ся при проектировании технологического процесса.

К типовым конструкциям относят конструкции представителей определенной классификационной группы изделий, близких по своему конструктивному исполнению. Типовым конструкциям соответствуют типовые тавтологические процессы их изготовления. Типовая конструк­ция является представителем некоторой классификационной группы — ограниченного по определенным установленным признакам множе­ства конструктивных исполнений. Эта ограниченность должна быть учтена при отнесении анализируемой конструкции к данной класси­фикационной группе исполнений.

Комплексными конструкциями называют конструкции изделий или деталей, объединяющие группу изделий или деталей, одинако­вых по форме, поверхности и базе. Комплексным конструкциям соот­ветствуют групповые технологические процессы их изготовления. При сравнении с комплексной конструкцией предполагается не простое со­поставление, а вписывание анализируемой конструкции в комплекс­ную с соблюдением заранее заданных требований. Эти требования могут быть представлены в виде отдельных значений параметров или другим аналогичным способом.

Если конструктор при конструировании включил новое изделие в определенную классификационную группу по результатам сравнения его с типовой или комплексной конструкцией, он тем самым определил основы технологического проектирования этого изделия. Для того что­бы впоследствии технолог разрабатывал технологический процесс на этой основе, должны быть выполнены следующие требования.

1. До начала разработки конструкции должна быть проведена (на уровне отрасли, объединения или предприятия) классификация изде­лий и соответствующая ей рационализация технологических процес­сов с обязательным учетом динамики развития производства во избе­жание повторения технологических несовершенств.

2. Перед началом проектирования конструктор должен иметь гото­вые принципиальные технологические решения для определенных групп (классов) изделий, образованных по признакам тождеств и подо­бия. В процессе проектирования конструктору необходимо учитывать эти решения.

3. Факт учета признака тождества или подобия при конструирова­нии изделия должен быть зафиксирован при технологическом контро-

182_____________________________________________________ Глава 6

ле и сообщен службе технологической подготовки производства, кото­рая будет изготовлять это изделие.

6.2.2. Количественная оценка ТКИ

Количественная оценка ТКИ основана на инженерно-расчетных методах и проводится по конструктивно-технологическим признакам, которые существенно влияют на выполнение основных требований к проектируемому изделию. Необходимость количественной оценки, но­менклатура показателей и методика их определения устанавливаются в зависимости от вида изделия, типа производства и стадии разработки конструкторской документации. При этом число показателей должно быть минимальным, но достаточным для оценки технологичности.

Количественная оценка ТКИ базируется на показателях, установ­ленных в результате комплекса мероприятий по стандартизации (упо­рядочению) множества инженерных решений. К таким решениям от­носятся оптимизация параметрических и типоразмерных рядов изде­лий как объектов производства и эксплуатации, типизация конструк­тивных компоновок изделий, классификация изделий и их составных частей по конструктивным и технологическим признакам, группирова­ние однотипных объектов классификации и установление для каждой классификационной группы базовых показателей ТКИ.

Инженерно-расчетный метод оценки ТКИ представляет собой со­вокупность приемов, посредством которых разработчик конструкции определяет и сопоставляет расчетным путем численные значения пока­зателей ТКИ проектируемого изделия Л" и соответствующего показате­ля конструкции изделия, принятой в качестве базы для сравнения К₆.

Результатом количественной оценки ТКИ является формирование целевой функции 2 и алгоритма обеспечения ТКИ, пригодных для при­нятия решений по совершенствованию конструкции изделия.

Наибольшее распространение получили методы абсолютной, отно­сительной и разностной оценки ТКИ. Они основаны на вычислении:

- абсолютного показателя ТКИ /С= (^«.Д»);

- сравнительного показателя (уровня) ТКИ К = К/А"_б;

- разностного показателя ТКИ ДК' = |К - К_б|; ДК' = |1 - К |.
Целевая функция обеспечения ТКИ по этим показателям имеет сле­
дующие виды соответственно:

2-К^К^ 2_с:К_у->1; 2'_р:ЬК'->0; Г_р:АК"->0.

Укрупненная блок-схема алгоритма обеспечения ТКИ с учетом ре­зультатов количественной оценки приведена на рис. 6.3.

Технологичность конструкции упаковки

Расчет значений базовых показате­лей™ Выбор номенклатуры базовых по­казателей ТКИ Проектирование конструкции из- I- Расчет показателей ТКИ (числен­ных заначеннй ак Выбор варианта конструкции и.тде ЛИЯ

нет

Рис. 63. Блок-схема алгоритма обеспечения ТКИ по результатам

ее количественной оценки

Единым критерием ТКИ является ее экономическая целесообраз­ность при заданном качестве и принятых условиях производства, эксп­луатации и ремонта. При такой оценке конструкции необходимо рас­сматривать весь комплекс требований к ней в целом. Недопустимо, на­пример, когда в угоду обеспечения требований по изготовлению упа­ковки ее конструкция приводит к экономически невыгодному увеличе­нию затрат на транспортирование, хранение или продажу.

При создании конструкции упаковки следует комплексно оценивать эффективность. В отдельных случаях возможно некоторое обоснован­ное удорожание упаковки в производстве в целях резкого снижения затрат в ее обращении. Технологичность конструкции нельзя оценивать каким-либо частным (единичным) показателем. Комплексная оценка

Глава 6

ТКИ является трудной технической задачей. Она построена на слож­ном комплексе свойств, формирующих технологичность.

Отдельные частные свойства конструкции оцениваются частными (единичными) показателями ТКИ. Обобщение частных показателей в группы родственных свойств позволяет установить групповые показа­тели ТКИ. Их детализация является важным методическим принципом количественной оценки ТКИ. Взаимосвязь частных, групповых и комп­лексных показателей ТКИ можно представить в виде дерева целей (оце­ниваемых свойств), для которого характерны одновременно дифферен­циация комплексных и интеграция частных показателей (рис. 6.4).

Частные (единичные) показатели ТКИ

Отдельные частные свойства	*и	! Кш		Ы	К1Ы
	4*	II	^3 групповые показатели ТКИ	ж	н	Н
Группы родствен­ных свойств		Л".			к,
		II	*•■■»*«		н
Совокупность групп		тт
(комплексы] свойств ------------------ ►		К

Рис. 6.4. Схема формирования комплексных показателей ТКИ:

А — выявление направлений совершенствования конструкции;

Б — оценка влияния ТКИ на конечный результат

Переход от частных показателей к комплексным позволяет осуще­ствить более полную и объективную оценку влияния ТКИ на конеч­ный эффект, который может быть получен в результате применения данного изделия (стрелка Б, рис. 6.4). Детализация комплексных пока­зателей с переходом к групповым, а затем и к частным показателям не­обходима для выявления тех конструктивных решений, совершенство­вание которых целесообразно и наиболее эффективно для повышения уровня ТКИ в целом (стрелка А, рис. 6.4).

Комплексные показатели ТКИ определяют разнообразными мето­дами. Наиболее простым является метод выражения искомого показа­теля средним арифметическим значением:

N

N

где К_п — значение я-го частного (группового) показателя; М— число час­тных (групповых) показателей, образующих комплексный показатель.

Технологичность конструкции упаковки 185

Однако в большинстве случаев исходные показатели неравноцен­ны с точки зрения степени их воздействия на комплексный показа­тель. В этом случае можно использовать зависимости (математичес­кие модели), позволяющие учитывать весомость (значимость, эквива­лентность) отдельных исходных показателей вида

Ьл

Л------- $ ------ >

п=\

где Ъ_п — коэффициент весомости я-го частного (группового) показате­ля, определяемый экспертными или другими методами. Обычно при-

N

нимают 2)^л ⁼1.

Часто для технико-экономического анализа объекта используют многопараметрические корреляционные модели различных видов (сте­пенные и гиперболические функции, полиномы различных степеней и др.), например степенную функцию вида

где А,^— коэффициент эластичности фактора К^, характеризующий сте­пень влияния п-го единичного (группового) показателя на исследуемый комплексный показатель ТКИ.

Коэффициенты эластичности вычисляют на основании статистичес­ких данных.

В условиях современного производства в передовых отраслях про­мышленности, например в машиностроении, моделирование всех эта­пов жизненного цикла изделия с целью нахождения оптимальных про­ектных решений, планирования, управления выполняется в автомати­зированных системах обработки информации (АСОИ) [84]. По своему функциональному назначению АСОИ разделяются на системы авто­матизированного проектирования (САПР), системы автоматизирован­ного управления (АСУ), системы автоматизации научных исследова­ний (АСНИ) и др.

Автоматизированное решение задач обеспечения ТКИ осуществля­ют в рамках АСОИ на базе математического моделирования изделия, процессов и систем конструкторской и технологической подготовки производства, процессов производства, эксплуатации и ремонта. При этом решаются следующие основные задачи:

Глава 6

- анализ возможностей производственной системы, систем эксплу­атации и ремонта;

- расчет показателей технологичности изделия;

- разработка требований к конструкции изделия с целью улучше­ния его технологичности;

- разработка рекомендаций по содержанию и порядку совершенство­вания производственной системы, систем эксплуатации и ремонта.

Перечень решаемых при обеспечении ТКИ задач, виды математи­ческих моделей и результаты решения приведены в табл. 6.2.

Таблица 6.2

Перечень задач обеспечения ТКИ, средства и результаты их решения в автоматизированных системах

Решаемая задача	Источники информации	Вид математической модели	Метод решения	Результаты
Конструктивно-технологический анализ изделия	Техническое задание Техническое предложение	Математическая модель детали, сборочной единиць	Моделирование процессов конструирования изделия	Технико-экономи­ческие показатели конструкции изделия
Анализ технологических возмэжностей производственной системы	Укрупненные данные о производственной системе Укрупненные данные об изделии	Математическая модель производственной системы	Моделирование процессов производства изделия	Вьводы о возможности и эффективности производства изделия
Анализ ((ункциональных возможностей системы эксплуатации	Укрупненные данные о системе эксплуатации изделия Укрупненные данные об изделии	Матем этическая модель системы эксплуатации	Моделирование процессов эксплуатации изделий	Выводы о возможности и эффективности эксплуатации изделия
Анализ производственных возможностей системы ремонта	Укрупненные данные о системе ремонта изделия Укрупненные данные об изделии	Математическая модель системы ремонта	Моделирование процессов ремонта изделия	Вьводы о возможности и эффективности ремонта изделия
Проектирование укрупненных технологических процессов	Эскизный проект Техни че ох ий проект	Математическая модель проектирования укрупненных технологических процессов	Моделирование процессов технологической подготовки производства	Технико-экономи­ческие показатели проектирования технологических процессов
Проектирование и изготовление средств оснащения	Технологическая документация	Математическая модель проектирования и изготовления средств оснащения	Моделирование процессов проектирования и изготовления средств оснащения	Технико-экономи­ческие показатели проектирования и изготовления средств оснащения
Анализ укрупненных технологических процессов		Математическая модель укрупненных технологических процессов	Моделирование укрупненных технологических процессов	Техни ко-эконом и- ческие показатели технологических процессов

Технологичность констру кции упаковки _____________________________________________________ 187

Объектами моделирования являются:

- конструкции изделия;

- процессы конструирования, технологической подготовки произ­водства, собственно производства, эксплуатации и ремонта изделия;

- системы конструкторской подготовки производства, технологичес­кой подготовки производства, собственно производства, эксплуатации и ремонта изделия.

Состав математических моделей, необходимых для обеспечения ТКИ, определяется составом показателей технологичности, составом и взаимосвязями решаемых задач, стадиями разработки конструкторской и технологической документации, стадиями жизненного цикла изделия.

Основные типовые математические модели, используемые в систе­мах автоматизированного обеспечения ТКИ, приведены в [45,84].