PTI

1 вопрос

Предметный мир и проектирование

На протяжении всего времени развития НТП ведется спор что же первично: изделие, как объект рынка или технология его изготовления. Время показало, что в подавляющем большинстве случаев именно технологическое развитие предприятия определяет:

1)возможности выпуска новой конкурентно-способной продукции

2)Достижение основных экономических результатов его деятельности, т.е. подтверждается то, что технология - мать экономики

При этом инновационое развитие предприятия невозможно без технологических инноваций.

2 вопрос

Поэтому становится понятно почему согласно концепции долгосрочной социальной экономической развития РФ до 2020года одним из основных приоритетов государственной политики в сфере экономики и экономического развития является:

1)превращение инноваций в ведущий фактор экономического роста отрасли народного хозяйства

2)Переход к формирования технологической базы соц эконом развития, основанный на инновациях

Главной целью развития технологического развития производства является создание предметного мира. Причем это касается как материальных, так и большинства нематериальных экономических продуктов (ПО, патентов, ноу-хау)

3 вопрос

Однако конкурентная способность создаваемого предметного мира(особенно в настоящее время) определяется не столько конструктивно, сколько дизайнерскими решениями, и это было бы невозможно без взрывного развития технологий.

Сегодня лишь коллективное творчество всех специалистов предприятия может обеспечить высокую конкурентоспособность изделий.

4 вопрос

Сегодня при проектировании изделий особенно важно учитывать все факторы, которые определяют их существование в среде.

Факторы: технические, технологические, экономические, эстетические, эргономические, экологические, коммерческие, общественно-политические, социальные, психологические и др.

=> любое современное предприятие должно учитывать наличие как внутренних, так и внешних факторов.

Внутренние: все, что необходимо для создания изделия (конструктивную и технологическую подготовку производства), само производство, контроль, испытания и т.д

Внешние: действия, которые предприятию необходимо совершать по отношению к свои партнерам по рынку ( маркетинговое исследование, сбытовая политика, создание положительного имиджа предприятия)

К сожалению, в российской производственной практике все еще недостаточное значение придается как технологическому обеспечению предприятия, так и дизайну изделий, которые между собой тесно связаны.

При этом промышленные изделия, спроектированные по правилам дизайна, являются не только предметами производства, но и главными средствами выразительности их формы и содержания, которые напрямую зависят от технологической обеспеченности производственных процессов.

5-6 вопрос

Другими словами. Инженер отвечает за технические параметры изделия, а дизайнер - за его свойства, ценные для человека. То есть и инженер, и дизайнер имеют единый объект проектирования. Инженер - автор технической логики машин и приборов, а дизайнер - их гармонии с человеком.

Дизайнер нужен, чтобы продать продукцию.

Следствия:

1.Инженерные решения обеспечивают технические, технологические и организационные параметры производства новых изделий.

Технические параметры - физически и технологически достижимый уровень тех или иных рыночных конкурентоспособных свойств изделия.

Технологические параметры - физико-химические свойства обрабатываемых материалов, величина которых характеризует уровень развития того или иного технологического процесса. Определяются, например, скоростью вращения или перемещения изделия в процессе обработки: температурой, давлением и тому подобными параметрами, сопровождающими процесс изготовления изделия.

Организационно-технические параметры - уровень организации производственного процесса изготовления изделий. (Например, производственная мощность шт./смена, трудоемкость)

2.Дизайнерские решения обеспечивают интеллектуальные, социальные, комфортные, эстетические параметры современных изделий.

Интеллектульные параметры - отражают уровень приложения знаний и прогрессивность проектно-технических решений.

Социальные параметры - выражают их общественно-производственную полезность и значимость для общества и человека.

Комфортные показатели - отражают оптимальность их функциональных и эмоциональных связей с человеком.

Культурные признаки отражают степень его ценности и престижности, соответствующие данной эпохе, региону или обществу в целом.

Эстетические признаки отражают меру целостности и гармоничности техники по оснащению и художественным идеалам и ценностям общества.

Изделие как объект прлектирования производства и потребления Стадии:

1.Создание изделия Проектирование+производство

2.Использование Эксплуатация+ремонт

3.Разрушение Утилизация/уничтожение

7вопрос

Проектирование - это комплексный процесс, объединяющий в себе инженерно-технические, технологические и эстетические начала.

Цель проектирования:

Положить начало необходимым изменениям в окружающем человека предметном мире с учетом всех факторов существования будущего изделия в этой среде.

8вопрос

Доминирование тех или иных факторов диктуется необходимостью удовлетворения конкретных потребностей.

Доминирование утилитарных (технических) факторов вызывает нобходимость проектирования изделия с преобладанием инженерно-технических решений.

Доминирование эстетических факторов определяет необходимость разработки декоративного оформления.

9 вопрос

Таким образом, изделие как продукт производства - набор утилитарных и эстетических ценностей, предназначенных для удовлетворения функциональных, социальных, психологических, экономических и прочих нужд потребителя.

10 вопрос

Изделия в зависимости от их назначения:

1.Изделия основного производства После поставки на рынок становятся товаром

2.Изделия вспомогательного производства Спроектированные и изготовленные самим предприятием, кот. предназначены для

технологического обеспечения собственного производства(нестандартная оснастка, приспособления, инструменты)

11вопрос

Производство - организация целенаправленных технически, экономически и социально оправданных действий по преобразованию предметной среды обитания человека.

Эксплуатация промышленного изделия - процесс внешних и/или внутренних изменений со стороны объектов, на которые данное изделие воздействует в процессе своей эксплуатации.

12 вопрос

Ремонт промышленного изделия - технологические процессы восстановления его основных технико-энергетических изменений(потерь), которые произошли в процессе его эксплуатации. Период существования изделия заканчивается его утилизацией или разрушением. Этот процесс может быть активным (изделие подвергается раздроблению, разбирается на части или переплавляется) или пассивным (ржавеет, крошится, распадается).

13 вопрос

Методы проектирования формы и содержания изделий, повышающие конкурентоспособность

продукции

За форму отвечает дизайнер, за содержание конструктор Структура изделия - упорядоченная взаимосвязь всех входящих в изделие элементов.

Содержание изделия - переменные параметры, которые разработчик может минимизировать в процессе достижения желаемых свойств изделия.

Проектирование форм и поверхностей изделия

Для определения конкурентных точек изделия необходимо знать алгоритм его создания, т.е. порядок его проектирования и технологический алгоритм изготовления.

Определение формы изделия

Общая форма изделия определяет порядок построения и процесса взаимодействия его элементов, т.е. форма и содержание изделия нахрдятися в постоянном взаимодействии.

Определение формы элементов изделия Форма каждого элемента определяется свойствами выбранного материала, размерами и

требованиями к поверхностям. Отправным пунктом проектирования формы элемента служит форма его функциональных поверхностей.

13 вопрос

Условно процесс проектирования можно разделить на следующие этапы:

подготовительный;

расчетный;

создание рабочей конструкторской документации.

Подготовительный этап начинается с получения от заказника или составление по требованию заказника основных требований к ЭМПЭ , который будет проектироваться. Эти требования могут быть в виде технического задания (ТЗ) или технических требований (ТТ). В них обязательно указываются номинальные мощность и напряжение, а также другие эксплуатационные свойства.

Исходя из поставленных требований, проектировщик должен оценить возможность их выполнения, выбрать и предложить ту или иную конструкцию ЭМПЭ, активные, изоляционные

и конструктивне материалы , предусмотреть простую технологию изготовления при минимальновозможных финансовых затратах.

Предварительные решения подготовительного этапа должны соответствовать требованиям действующих стандартов и согласованы с заказчиком.

Расчѐтный этап проектирования должен выполнить следующие требования:

проектируемый ЭМПЭ должен быть надѐжным в эксплуатации;

проектируемый ЭМПЭ должен обеспечивать эксплуатационные характеристики согласно требованиям;

спроектированному ЭМПЭ должна быть дана экономическая оценка.

Эксплуатационные свойства ЭМПЭ обеспечиваются соответствующим выбором основных размеров и электромагнитным расчѐтом, который включает расчѐт обмоток, магнитной цепи, параметров и эксплуатационных характеристик.

Под надёжностью понимают электрическую, тепловую и механическую прочность ЭМПЭ во всех режимах работы, указанных в техническом задании. Надѐжность обеспечивается электромагнитным, механическим, вентиляционным и тепловым расчѐтами.

Расчѐтный этап заканчивается экономической оценкой спроектированного ЭМПЭ, учитывая стоимость материалов, затрат на производство и эксплуатацию.

Третий, завершающий этап проектирования состоит в создании рабочей конструкторской документации, т. е. Рабочих чертежей на детали и сборочные узлы, конструкция и размеры которых определены на расчѐтном этапе. Рабочие чертежи передаются на завод или цех для изготовления и сборки готового изделия.

Описанный выше подход при проектировании в полной мере осуществляется при изготовлении ЭМПЭ в малых количествах на небольших частных предприятиях.

При проектировании серий или крупных партий ЭМПЭ государственными организациями или крупными частными фирмами осуществляется поэтапный отчѐт по проделанной работе.

Каждый отчѐт в меньшей или большей степени содержит перечисленное выше и отражает стадию разработки, т. е. проектирования.

Межгосударственный стандарт ГОСТ 2.103-68 устанавливает стадии разработки конструкторской документации на изделие всех отраслей промышленности:

техническое задание;

техническое предложение;

эскизный проект;

разработка рабочей документации:

а) для опытного образца (опытной партии); б) установочных серий;

в) установившегося серийного или массового производства.

14 вопрос

Функциональные поверхности - поверхности, кот. должны исполнять основную роль при удовлетворении конкретной потребности, ради которой данные элементы должны быть изготовлены. Таких поверхностей может быть несколько.(например, у отвертки их 2)

При этом, элементы, соединяющие функциональные поверхности, могут изменяться более динамично, что дает возможность создавать целые гаммы изделий. На данном этапе проектирования начинают производиться необходимые инженерные расчеты, разрабатываются эскизы и чертежи. Окончательно конструкции каждого элемента выбираются после:

1.Выбора материала

2.Определения размеров элемента

3.После назначения параметров поверхностей

4.Выбора технологии изготовления элемента

Т.е. в рабочих чертежах всегда отражаются 4 основные свойства каждого элемента (форма, материал, размеры и поверхности). Для выбора технологии изготовления каждого из элементов указываются технические требования, предъявляемые к их взаимному расположению, физико-механическим свойствам поверхностей и т д. Пятое же основное свойство изделия - его структура - отображается в сборочном чертеже.

Методы конструирования формы изделия Основная функция изделия: описание практической реализации конкретной потребности, ради

которой оно создано. Эта функция может расширяться за счет увеличения числа удовлетворяемых потребностей.

Основная функция изделия оказывает решающее влияние на его форму: является ли оно машиной, прибором или инструментом. Поэтому два изделия с разными основными функциями будут настолько различными, что невозможно создать промежуточное изделие.

У элементов поверхности - основные функции, а у изделий - подфункции!!!

Очень часто основная функция изделия подразделяется на подфункции, которые имеют практически такое же значение для проектирования, как и основная функция. Например, основная функция часов - показывать точное время, но чтобы это осуществить, приходится между механизмом, поставляющим энергию, и стрелками создавать целую конструкцию, элементы которой выполняют различные подфункции.

Метод изменения функциональных поверхностей изделия основан на изменении параметров, которые определяют форму элемента. Он используется для поиска или генерации новых идей. Параметры, которые могут изменяться в процессе разработки конструкции функциональных поверхностей:

1.Количество элементов

2.Расположение элементов относительно друг друга

3.Геометрическая форма элементов

4.Размеры элементов

Пример: различие и единство лиц людей

Анализ показывает, что изменение перечисленных конструктивных параметров приводит не к различию функционального назначения, а к различию параметров функции, выполняемой данной поверхностью.

Метод деления формы Если внимательно рассмотреть конструкции деталей, соединяющих функциональные

поверхности различных изделий одного и того же назначения (например, ручки в современных зубных щетках), то можно обнаружить закономерность, которую относят к пятому вариационному параметру формы.

Таким образом, при конструированиии изделий используют 5 вариационных параметров формы в следующем порядке:

1.Количество элементов

2.Расположение элементов

3.Геометрия

4.Размеры

5.Деление формы

Однако это не означает, что в любой ситуации должны быть использованы все 5 параметров. Окончательное решение по принятию конструктивных особенностей формы изделия зависит:

1.От выбора материалов

2.От производственного процесса - технология обработки

3.От оценки внешнего вида

Используя эскизы, модели, масштабные чертежи, выбирается форма всех деталей, которые затем документируются в виде комплекта рабочих чертежей деталей и сборочных чертежей на этапе конструкторской подготовки к производству, которые затем являются основанием для осуществления последующих работ по технологической подготовке производства.

15 вопрос

Технология как основа экономического развития предприятия Рыночный успех изделия зависит не только от его дизайна (эстетические свойства) и конструкции

(утилитарные свойства). В значительной, иногда решающей степени они зависят от уровня технологического обеспечения их производства, которым должно владеть то или иное конкретное предприятие. При этом основой жизнедеятельности и инновационного развития любого предприятия является его технологическая среда, которая включает в себя (см.рис.) прежде всего:

1.Технологические процессы как набор методов, приемов и операций, необходимых для последовательного достижения производственных целей по выпуску промышленных изделий(борщ) или предоставления услуг, но без технологии ничего не получается (что и как?)

2.Инструменты и технологическую оснастку, необходимые для получения заданных конструктивных параметров обрабатываемых изделий или предоставляемых услуг (чем?)

3.Технологическое оборудование, средства механизации и автоматизации производственных процессов

В проспекте программы политики в области информационных ресурсов Гарвардского университета сказано:

1.Без материалов ничего не существует

2.без энергии ничего не происходит

3.без информации ничто не имеет смысла По отношению к технологии это означает:

1.Изделие всегда материально

2.Изготовление изделий без использования энергий, заключенных в различном оборудовании невозможно

3.Без информации в виде технологии изготовления изделий любое производство теряет смысл

18 вопрос

Технология производства - последовательность совершения целенаправленных технологически и экономически оправданных действий (методов и приемов), без которых невозможно произвести товар или услугу.

Технологический процесс невозможно реализовать без наличия технологического оборудования, оснастки и инструментов.

Технологическое оборудование - такое оборудование, которое предназначено для обработки исходного материала с целью изготовления из него конечного изделия или промежуточного полуфабриката. Сегодня под ним понимают оборудование, используемое как для промышленных целей, так и оборудование, используемое, например, для IT-технологиях, т е и станочное оборудование, и мультимедийная техника.

17 вопрос

Организация производственного процесса невозможна как без инструментального обеспечения, так и без специальной или универсальной оснастки. Инструменты необходимы как для формообразования (например штамп), так и для обработки поверхностей деталей (например, токарные резцы).

Технологическая оснастка используется для фиксации обрабатываемых деталей (изделий) в процессе их обработки => технологические инновации возможны только в результате новаций и совершенствования как инструментального и технологического оснащения, так и набора методов, приемов и последовательности операций.

19 вопрос

Выбор оптимального технологического процесса Оптимальный технологический процесс - процесс, обеспечивающий наилучший путь согласования

между конструктивными и технологическими требованиями изготовления изделий.

Т.е. при разработке технологического процесса должны учитываться особенности не только особенности всех основных свойств элементов изделия с позиции дизайна (форма, материал, размер и свойства поверхностей), но и требуемых инженерных свойств конструкции.

Технологический цикл обработки деталей(элементов изделий) включает в себя достижение двух целей:

a)на первых этапах обеспечение максимального приближения формы заготовки к заданной форме детали (формообразующие технологии)

b)На последующих этапах обработки технологическое обеспечение достижения требуемых свойств поверхностей (поверхностеобразующая технология)

20 вопрос

Формообразующие технологии:

1)заготовительное производство (литье, прокатка, штамповка)

2)Процессы обработки давлением

Поверхностеобразующие - технологии обрабатывающего производства: обработка резанием, электрофизические технологии, лазерное упрочнение, травление, нанесение покрытий и т.д. Как правило, заданная форма изделия максимально достигается на так называемых черновых операциях. В то время как обработка поверхностей относится к получистовым и финишным

операциям. Чем выше требования к качеству поверхностей, тем сложнее технология их обработки. Отсюда следует, что затраты на получение высококачественных поверхностей как правило значительно выше, чем на получение формы элементов(деталей) изделия за заготовительных или черновых операциях - это касается и временных и финансовых затрат.

Разговор при этом часто идет о параметрах поверхностного слоя, что требует знания законов, например, физики поверхности, электронной теории металлов, и т.д. Это привело к тому, что появились понятия наукоемких (высоких технологий).

21вопрос

Как мы говорили выше, изделие определяется формой и содержанием, при этом содержание определяется количеством элементов и технологическими процессами их соединения между собой. Соединительные технологии: сварка, пайка - неразборные конструкции, болтовые или винтовые соединенияразборные конструкции.

22вопрос

Проблема выбора технологии изготовления изделий решается, как правило, еще до выпуска рабочих чертежей и является предметом горячих дискуссий между конструкторами и технологами. Первые часто недооценивают значение технологии в экономическом пространстве, что может приводить к неоправданному перерасходу затрачиваемых ресурсов и средств на организацию производства изделий. Технолог, как и конструктор, должен начинать свою деятельность на первых этапах проектирования, а с позиции сегодняшнего дня - на этапе маркетинговых исследований.

Передовые зарубежные фирмы давно поняли значение технологии и стараются максимально использовать знания технологического персонала в деле повышения производительности, качества и экономичности использования труда. При выборе рационального набора и последовательности технологических операций, прежде всего начинается обсуждение технологии получения функциональных поверхностей, т.е. тех поверхностей, без которых ни один элемент и ни одно изделие не может выполнять заявленные потребности.

Однако обеспечение выпуска широкой гаммой изделий определяют не функциональные поверхности, а поверхности, соединяющие их между собой.

При этом очень важно то, что технологии изготовления соединительных поверхностей как правило значительно проще, чем изготовления функциональных поверхностей. Из изложенного следует, что и дизайнеры, и конструктора должны хорошо знать технологические возможности как своих, так и смежных предприятийпартнеров.

При этом знание конструктором и дизайнером технологии производства должно стать основой проектирования любых изделий, которые бы обеспечивали минимальные затраты на их изготовление, упаковку, транспортирование, складирование и утилизацию.

23 вопрос

Критерии выбора наилучшего технологического процесса К таким критериям для конкретного производства изделий заданной формы и содержания относятся:

1.Физич выполнимость технологического процесса

2.Экономичность технологического процесса

3.Квалификация рабочих

Критерии выполнимости технологического процесса:

1.Сложность геометрии формы элемента

2.Физикомеханические и физикохимические св-ва материала

3.Размер элемента

4.Требования, предъявляемые к поверхностям и допускам на размеры элементов/деталей

При этом каждый технологический процесс имеет свои индивидуальные характеристики и ограничения. При выборе технологических операций и их последовательности необходимо учитывать требования, предъявляемые к поверхностям и полям допусков, назначаемые на исполняемые размеры. Чем выше эти требования, тем сложнее они достижимы.

24 вопрос

Критерии экономичности технологического процесса:

1.Число требуемых технологических операций и процессов в целом

2.Затраты на материалы (поставщики, цены, количество)

3.Амортизация имеющегося оборудования

4.Капиталовложения в новое оборудование

5.Затраты на приобретение или изготовление специальных инструментов и оснастки Экономичность производства зависит от того, какие и сколько технологических процессов должно быть осуществлено для полного изготовления изделия. Капиталоемкое оборудование и оснастку следует использовать в случае больших объемов производства, например, получение заготовок методом литья под давлением, а такие процессы, как точение, фрезерование, сварка, пайка и тому подобное следует использовать в единичном или серийном производстве. Необходимо также всегда учитывать внутрипроизводственные транспортные расходы, связанные с перемещением изделий в процессе обработки между цехами и производством. Очень важно всегда проверять наличие и дефицитность наличие выбранных материалов. Если они отсутствуют, то следует установить, на каких условиях возможно приобретение заготовок требуемой формы или фирма вынуждена их изготавливать самостоятельно.

Программа выпуска чаще всего является решающим фактором при выборе наиболее экономического технологического процесса.

25 вопрос

Критерии экономичности сборочных операций При реализации технологического процесса сборки изделия экономичность процесса будет определяться следующими критериями:

1.Числом и характером креплений

2.Числом и характером используемых инструментов

3.Числом и длительностью процессов сборки

4.Местами доступа для инструментов

5.Расходом материалов для изготовления специальной оснастки и инструментов

Квалификация рабочих и условия выполнения технологического процесса Помимо хорошего знания возможностей средств производства и конструктор, и дизайнер должны

учитывать квалификацию тех рабочих, которые будут воплощать их идеи в жизнь. При этом необходимо обеспечивать рабочие места средствами для удовлетворительного выполнения технологических процессов. Важна качественная разработка конструкторской документации. Это гарантируется качественной разработкой конструкторской и технологической документации без предъявления необоснованных требований к точности или скорости его работы

27 вопрос

Технологичность конструкции изделия – совокупность свойств конструкции, которые обеспечивают изготовление, ремонт и ТО изделия по наиболее эффективной технологии в сравнении с аналог конструкциями при одинаковых условиях изготовления, эксплуатации и показателях качества.

Т.е. сразу на этапах проектирования учитываются факторы, определ. все буд.этапы существования изделия.

28 вопрос

Применение эффективных технологий предполагает оптимальные затраты труда, материалов, средств и времени:

1)при технологической подготовке производства

2)в процессе изготовления эксплуатации и ремонта, включая подготовку изделия к его функционированию

3)при контроле его работоспособности

4)при профилактическом обслуживании

29 вопрос

Принципы разработки производственных систем

Производственная система - система, организующая промышленные производство изделий. В основе проектирования производственных систем лежат:

1.Прогрессивные технологии изготовления изделий

2.Использование:

1.Высокопроизводительного технологического оборудования

2.Современных систем инструментообеспечения контроля и диагностики оборудования

3.Средств механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных и транспортно-складских работ (в случае необходимости повышения уровня автоматизации производственных систем к вышеперечисленному добавляется использование средств вычислительной техники и разработка специального ПО, позволяющего автоматизировать управление как оборудованием, так и ходом производства в целом

Проектирование производственных систем - процесс создания технологических комплексов, предназначенных для изготовления продукции конкретного вида

30 вопрос

Технологический комплекс- организованная в определенном порядке использование оборудования, инструментов и оснастки, а также логистических потоков изделия в процессе их изготовления, транспортно-складских систем, хранение и упаковка изделий.

31 вопрос

В ходе процесса проектирования производственных систем Проектировщики решают 3 группы задачи:

1.Технические

2.Организационные

3.Экономические

32 вопрос

К основным техническим задачам относятся:

Проектирование изделий Выбор и расчет количество основного и вспомогательного оборудования

Определение потребностей в количестве рабочих или рабочей силы Проектирование транспортно-складских систем, систем управления, контроля и диагностики, инструментообеспечения, удаления отходов, ремонтно-технического обслуживания оборудования Разработка компановочного плана производственных корпусов или цехов, то

есть плана в виде чертежа с указанием расположения цехов, участков и тд.