Предметный мир

1.Предметный мир (конструктор, дизайнер)

1.Форма (дизайнер)

2.Содержание (конструктор)

1.Элементы

1.Форма

2.Размер

3.Материал

4.Поверхности

2.Технология (инновации связаны с технологией)

1.Формообразующие

2.Поверхностеобразующие

3.Соединительные

3.Экономика

1.Экономика основного производства

2.Экономика вспомогательного производства

3.Экономика обслуживающего производства

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

1.Возможности выпуска новой конкурентоспособной продукции

2.Достижение основных экономических результатов его деятельности

То есть подтверждается то, что технология-мать экономики. При этом инновационном развитие предприятия невозможно без технологических инноваций. Поэтому становится понятным, почему согласно концепции долгосрочного социально-экономического развития РФ до 2020 года одними из основных приоритетов государственной политики в сфере экономики и экономического развития являются:

1.Превращение инноваций в ведущий фактор экономического роста отраслей народного хозяйства

2.Переход к формированию новой технологической базы социальноэкономического развития, основанной на инновациях

При этом главной целью развития технологического обеспечения производства является создание предметного мира. Причем это касается как материальных, так большинства нематериальных экономических продуктов (патенты, ноу-хау и тд). Однако конкурентоспособность создаваемого предметного мира (особенно в настоящее время) определяется не столько конструктивными, сколько дизайнерскими решениями. И это было бы невозможно без "взрывного" развития технологий. Сегодня лишь коллективные творчество всех специалистов предприятия может обеспечить высокую конкурентоспособность изделий.

Сегодня при проектировании изделий особенно важно учитывать все факторы, которые определяют их существование в предметной среде. К ним относятся:

Технические

Технологические

Экономические

Эстетические

Эргономические

Экологические

Коммерческие Общественно-политические Социальные Психофизиологические

Любое современное предприятие должно учитывать наличие как внутренних, так и внешних факторов.

К внутренним факторам относят все, что необходимо для создания изделия (конструкторскую и технологическую подготовку к производству, само производство, контроль, испытания и тд).

Квнешним факторам относят действия, которые предприятию необходимо совершать по отношению к своим партнерам по рынку (маркетинговое исследование, сбытовая политика и тд).

Ксожалению в российской производственной практике все еще недостаточной значение предается как технологическому обеспечению производства, так и дизайну изделий, которые 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.

------------

Другими словами инженер отвечает за технические параметры изделия, а дизайнер - за его свойства, полезные для человека, то есть и инженер и дизайнер имеют единый объект проектирования. При этом инженер автор технической логики машин/ приборов, а дизайнерих гармония с человеком. Отсюда следует:

1.Инженерное решение обеспечивают технические технологические

иорганизационные параметры производства новых изделий

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

2.Технологические - физико-химические свойства обрабатываемых материалов, величина которых характеризует уровень развития того или иного тех процесса. Они определяются например скоростью вращения или перемещения изделия в процессе обработки, температура давления и тому подобными параметрами, сопроводдающими процесс изготовления изделия

3.Организационно-технические - отражают уровень организации производственного процесса изготовления изделий (производственная мощность, сменное задание)

2.Дизайнерских решения обеспечивают интеллектуальные, социальные, комфортные, культурные и эстетические параметры современных изделий.

1.Интеллектуальные - уровень приложенных знаний и прогрессивность проектно-технических решений

2.Социальные - выражают их общественнопроизводственную полезность и значимость для общества и человека

3.Комфортные - отражают оптимальность их функциональных и эмоциональных связей человека

4.Культурные - отражают степень его ценности и престижности, соответствующей данной эпохе/региону/обществу

5.Эстетические - воплощает меру целостности и гармоничности техники по отношению к художественным идеалам и ценностям в общество

Все изделия проходят 3 стадии своего существования:

1.Создание = проектирование + производство

2.Использование = эксплуатация + ремонт

3.Разрушение = утилизация или уничтожение

Проектирование - комплексный процесс, объединяющей в себе инженерно-технические, технологические и эстетические начала Цель:положить начало необходимым изменениям в окружающем человека предметном

мире с учетом всех фактором существования будущих изделий в этой среде. Доминирование диктуется необходимостью удовлетворения конкретных потребностей. Доминирование утилитарных (технической факторов) вызывает необходимость проектирования изделий с преобладанием инженерно-проектных решений. Доминировние эстетических факторов определяет необходимость разработки декоративного оформления. Таким образом изделия как продукт производства есть набор утилитарных и эстетических ценностей, предназначенных для удовлетворения функциональных, социальных, психологических, экономических и прочих нужд потребителя. Изделия в зависимости от назначения:

1.Основного производства

2.Вспомогательного

Эксплуатация промышленного изделия - процесс внешних и внутренних изменений со стороны объектов, на которое данные изделия воздействуют на процесс своей эксплуатации.

Ремонт промышленного изделия - технологический

Этот процесс может быть активным

Методы проектирования, формы и содержания изделий, повышающих конкурентоспособность продукции.

Определяет порядок построения и процессы взаимодействия его элементов, то есть форма и содержание изделий находятся в постоянном взамовлиянии.

-------------

Определение формы элементов изделий

Форма каждого элемента определяется свойствами выбранного материала размерами и требованиями к поверхностям. Отправным пунктом проектирования формы элемента служит форма его функциональных поверхностей.

Функциональными называются те поверхности, которые должны исполнять основную роль при удовлетворении конкретной потребности, ради которой данные элементы должны быть изготовлены. Таких поверхностей может быть несколько. При этом элементы, соединяющие функциональные поверхности, могут изменяться более динамично, что дает возможность создавать целые гаммы изделий. На данном этапе

проектирования начинают производиться инженерные расчеты, разрабатываются эскизы и чертежи. Окончательно конструкции каждого элемента выбираются после:

1.Выбора материала

2.Определение размеров элемента

3.Назначение параметров поверхностей

4.Выбора технологии изготовления элемента

То есть в рабочих чертежах всегда отражаются 4 основных 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 тд.

Но есть еще 5 свойство, его структура отображается в сборочном чертеже.

Методы конструирования формы изделия.

Основная функция изделия - описание практической реализации конкретной потребности, ради которой оно создано. Она может расширяться за счет расширения удовлетворяемых потребностей. Основная функция изделия оказывает решающее влияние на его форму. Поэтому 2 изделия с разными основными функциями будут настолько различными, что невозможно создать промежуточное изделие.

Очень часто основная функция изделия подразделяется на подфункции, которые имеют практически такое же значение для проектирования, как и основная функция. Часы - точное время (для осуществления - между механизмом, поставляющим энергию, приходится создавать целую конструкцию, элементы которой выполняют различные подфункции).

Метод изменения функциональных поверхностей изделия.

Метод основан на изменении параметров, которые определяют форму элементов. Он используется для поиска или генерации новых идей. К параметрам, которые могут изменяться в процессе разработки конструкций функциональных плоскостей, относятся:

1.Количество элементов

2.Расположение элементов относительно друг друга

3.Геометрическая форма элементов

4.Размеры элементов

Различия и единство лиц людей. Анализ показывает, что изменение перечисленных конструктивный параметров приводит не к различию функционального назначения, а к различию параметров функции, выполняемых данной поверхностью.

Метод деления форм.

Если внимательно рассмотреть конструкции деталей, соединяющие функциональные поверхности различных изделий одного и того же назначения, то можно обнаружить закономерность, которую относят к 5 параметру формы. Таким образом при конструировании изделий используют 5 вариационных параметров изменения формы в следующем порядке:

1.Количество и расположение элементов

2.Геометрия формы и размеры

3.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 материала

2.От производственного процесса или технологии 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 производства, которые затем являются основанием для осуществления последующих работ по технологической подготовке производства.

---------------

Технология как основа технологического развития предприятия

Рыночный успех изделия зависит не только от его дизайна (эстетические свойства) и конструкции (утилитарные свойства). В значительной 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 или предоставления услуг. (Чего 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. (На чем?)

Впроспекте программы Политики в области информационных ресурсов гарвардсткого университета сказано:

Без материалов ничего ни существует Без энергии ничего ни происходит Без информации ничто ни 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

Технология производства - последовательность 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 инструмента.

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 используемые как для промышленных целей, так и оборудование, используемое например в ит технологиях. То есть это может быть и станочное оборудование и мультимедийная техника.

Организация производственного процесса невозможна как без инструментального обеспечения, так и без специальной или универсальной оснастки. Инструменты необходимы как для формообразования, так и для обработки поверхностей деталей. Технологическая оснастка используется для фиксации обрабатываемых деталей (изделий) в процессе их обработки. Отсюда следует, что технологические инновации возможны только в результате новаций и совершенствования как инструментального и технологического оснащения, так и набора методов, приемов и последовательности операций.

Выбор оптимального технологического процесса

Оптимальным технологическим процессом является процесс, обеспечивающий наилучший путь согласования между конструктивными и технологическими требованиями изготовления изделий. То есть при разработке технологического процесса должны учитываться особенности не только всех основных свойств элементов изделия с позиций дизайна (форма, материал, размер, свойство поверхностей), но и требуемых инженерных свойств конструкции. Технологический цикл обработки делали (элементов изделий) включает в себя достижение 2 целей:

1.На первых этапах - обеспечение максимального приближения формы заготовки к заданой форме детали (формообразующие технологии)

2.На последующих этапах обработки - технологическое обеспечение достижения требуемых свойств поверхностей (поверхностеобразующие технологии)

Кформообразующим технологиям относятся технологии заготовительного производства:

Литье

Проката

Штамповка И др.

К поверхностеобразующим технологиям относятся технологии обрабатывающего производства:

Обработка резанием Электрохимические технологии Лазерные упрочнения Травление Нанесение покрытия И др.

Как правило заданная форма изделия максимально достигается на так называемых чертовых операциях в то время, как обработка поверхностей относится к получистовым, чистовым и финишным операциям. Чем выше требования к качеству поверхностей, тем сложнее их обработка. Отсюда следует, что затраты на получение восококачественных поверхностей как правило значительно выше, чем на получение формы элементов (деталей изделия) на заготовительных или черновых операциях. Это качается и временных и финансовых затрат. Разговор при этом часто идет о параметрах поверхностного слоя, что требует знания законов (например физики поверхностей) это привело к тому, что появились понятия наукоемких или высоких технологий.

Изделие определяется формой и содержанием. При этом содержание определяется количеством элементов и их соединением между собой. К соединительным технологиям относятся технологии сварки или пайки - неразборные конструкции, болтовые или винтовые соединения - разборные конструкции.

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 технологий 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 позиций сегодняшнего дня - на этапе маркетинговых исследований. Передовые зарубежные фирмы давно поняли значение технологии и максимально стараются 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, то есть тех поверхностей, без которых ни один элемент и ни одно изделие не может выполнять заявленные потребности. Однако обеспечение выпуска широкой гаммы изделий определяет не функциональные поверхности, а поверхности, соединяющие их между собой.

То есть технологические знания становятся основным источником для организации материальных, финансовых, информационных и других потоков, определяемых сегодня понятием логистики.

Критерии выбора наилучшего технологического процесса

К таким критериям для конкретного производства изделий заданной формы и содержания относятся:

1.Физическая выполнимость технологического процесса

2.Экономичность технологического процесса

3.Квалификация рабочих

Критерий выполнимости технологического процесса

Ккритериям выполнимости техпроцесса относятся:

1.Сложность выполнения форм элемента

2.Физико-механические и физико-химические свойства материала

3.Размеры элемента

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

5.Форма заготовки

При этом каждый техпроцесс имеет свои индивидуальные характеристики и ограничения. При выборе технологических операций и их последовательности необходимо учитывать требования, предъявляемые к поверхностями полям допусков, назначаемых на исполняемые разделы. Чем выше эти требования, тем сложнее они достижимы.

Критерий экономичности тех процесса

1.Число требуемых тех операций и процессов в целом (min)

2.Затраты на материалы

3.Программа выпуска

4.Амортизация имеющегося оборудования

5.Капиталовложения в новое оборудование

6.Затраты на приобретение или изготовление специальных инструментов и оснастки

Экономичности 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. А такие процессы, как точение, фрезерование, сплава и тд следует использовать в единичном или серийном производстве. Необходимо также всегда учитывать внутри производственные транспортные расходы, связанные с перемещением изделий в процессе обработки между цехами и производствами. Очень важно всегда проверять наличие и дефицит гость выбранных материалов. Если они отсутствуют, то следует установить, на каких условиях возможно приобретение заготовок требуемой формы или фирма вынуждена их изготавливать. Программа выпуска чаще всего является решающим фактором при выборе наиболее экономичного тех процесса.

Критерий экономичности сборочных операций

При реализации тех процесса сборки изделия экономичности 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.Расходном материалов для изготовления специальной оснастки и инструментов

Квалификация рабочих и условия выполнения тех процессов.

Помимо хорошего знания средств производства и конструктор и дизайнер должны учитывать квалификацию тех рабочих, которые будут воплощает их идеи в жизнь. При этом необходимо обеспечивать рабочие места средствами для удовлетворения выполнения техпроцесслв. Это гарантируемся качественной разработкой конструкторской и технологической документации без предъявления необоснованных требований к точности или скорости его работы.

Проектирование изделия - многофакторный процесс. Проектировщики, преследуя получение утилитарных и эстетических ценностей изделия должны исходить из принципа, что технологическая конструкция практически всегда экономически выгодна. Под

технологической конструкции изделия понимают совокупность свойств конструкции, которые обеспечивают изготовление, ремонт и техническое обслуживание изделия по наиболее эффективной технологии в сравнении с другими конструкциями при одинаковых условиях изготовления, эксплуатации и показателях качества. То есть на этапе проектирования учитывается факторы, определяющий все будущие этапы существования изделия.

Применение эффективной технологии 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

От условий организаций производства, в которых изготавливаются изделия, (тип производства, специализация, программа и повторяемость выпуска) зависит от возможности обработано сети технологично ти конструкции, направленной на снижение:

1.Трудоемкости

2.Себестоимости

3.Удобства ремонта в процессе эксплуатации

Является одним из важных критериев (последний фактор), который не могут игнорировать ни дизайнер, ни конструктор. Если какое-либо решение дизайнера усложняеься ремонт или условия эксплуатациии конструкция изделия не может считаться совершенной, так как может повлечь за собой большие рыночные последствия. Критерие, определяющие условия эксплуатации, не могут быть выявлены покупателем во время покупки и обнаруживается только в процессе эксплуатации. Это также может отрицательно повлиять на рынок или динамику продаж будущих товаров фирмы. Их можно отнести к скрытым критериям имиджа фирмы. Технологическая конструкция изделия также может рассматриваться как совокупность свойств конструкции изделия:

1.В оптимальных затратах труда, средств, материалов и времени при технологической подготовке производства

2.В процессе изготовления, эксплуатации и ремонта по сравнению с соответствующими показателями однотипных конструкций изделий того же назначения, качества и принятых условий изготовления, эксплуатации и ремонта

Отсюда следует, что при таком подходе к конструкции изделия всегда необходимо учитывать весь комплекс требований. Это связано с тем, что незначительная экономия средств никогда не приводила к значительному увеличению затрат на техническое обслуживание и ремонт изделия. Таким образом, от работка этих изделий нас технологичность одна из наиболее сложных и ответственных функции технологической подготовки производства. Основная задача обеспечение технологичность конструкции изделия - в оптимизации трудовых, материальных и топливно-энергетических затрат на проектирование, подготовку производства, изготовление, монтаж вне предприятия изготовителя, технологическое обеспечение, техническое обслуживание и ремонт при обеспечении всех других заданных показателей качества изделия в принятых производственных условиях. Различают производственную, эксплутационную и ремонт нулю технологичность конструкции изделия. Под производственной технологичностью

понимают: сокращение средств и времени на конструктор скую и технологическую подготовки производства, процессы изготовления, в том числе контроль и испытания и монтаж на предприятии. Под эксплуатационной подразумевают сокращение средств и времени на подготовку изделия к использованию к технологическому и техническому обслуживания, регламентные работы по устранению мелких поломок, текущий ремонт и утилизация издели. Под ремонтной подразумевают сокращение средств и времени на проведение всех ремонтов кроме текущего. Главными факторами определяющими технологические требования:

1.Вид изделия

2.Объем выпуска

3.Тип производства

При этом вид изделия определяет главные конструктивных и технологические признаки, откуда вытекают основные требования к технологичности изделия. Объем выпуска и тип производства определяют сложность технологического степень механизации и автоматизации, а также специализацию и тип организации производства.

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 погрузочноразгрузочных 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 Технологический комплексорганизованная в определенном порядке использование оборудования, инструментов и оснастки, а также логистических потоков изделия в процессе их изготовления, транспортно-складских систем, хранение и упаковка изделий. В ходе процесса проектирования производственных систем Проектировщики решают 3 группы задачи:

1.Технические

2.Организационные

3.Экономические

Косновным техническим задачам относятся: