Часть 2. Методология проектирования технологических процессов изготовления изделий из полимерных материалов

2.1. Общие положения

В общем случае термин «методология» означает учение о структуре, логической организации, методах и средствах какой-либо деятельности. Следовательно, методология проектирования ТП – это учение о построении и организации, методах и средствах разработки ТП изготовления изделий с заданным качеством, в необходимых количествах, с максимальной рентабельностью производства. Система правил реализации этой методологии регламентирована в РФ Единой системой технологической подготовки производства /1/. В частности, ГОСТ 14.301-83 «Общие правила разработки технологических процессов», помимо общих правил, устанавливает основные требования и состав исходной информации для разработки ТП.

2.1.1. Типовые требования к проектам тп

К основным среди них относятся следующие требования:

- независимо от назначения (производство, ремонт или совершенствование выпускаемой продукции) ТП должен разрабатываться в соответствии с современными достижениями науки и техники;

- ТП должен быть прогрессивным согласно отраслевым системам аттестации, то есть обеспечивать повышение качества изделий и производительности труда, сокращать трудовые и материально-технические затраты на его реализацию, снижать вредные воздействия на окружающую среду и т.д.;

- разработка ТП должна начинаться после отработки конструкции изделия на технологичность, обеспечивая реализацию уровня базовых показателей технологичности конструкций изготавливаемого или ремонтируемого изделия;

- ТП должен соответствовать требованиям техники безопасности и промышленной санитарии, изложенным в системе стандартов безопасности труда (ССБТ), стандартах на типовые и групповые ТП, инструкциях и других нормативных документах по технике безопасности и промышленной санитарии;

- проект ТП должен гарантировать изготовление (ремонт) изделий с себестоимостью, обеспечивающей не только рентабельность производства, но и конкурентоспособность этих изделий на рынке сбыта.

Последнее требование к современным проектам ТП, не предусмотренное ЕСТПП периода плановой индустрии, стало обязательным в соответствии с менеджментом рыночной экономики (технологическим, производственным, операционным, финансовым, корпоративным, функциональным и др.), цель которого повышать эффективность производства и увеличивать прибыль /2-4/.

2. Общие правила проектирования тп

1. Проектирование ТП осуществляется поэтапно последовательным решением комплекса взаимообусловленных задач. Трудность его осуществления обусловлена отсутствием строгих математических зависимостей, например, между заданными технико-экономическими показателями ТП и технологическими свойствами ПМ, которые к тому же непостоянны, нередко меняя при переработке свой состав, структуру и формируясь одновременно с изготавливаемым изделием. По этой причине процесс проектирования ТП может сопровождаться научно-исследовательской и экспериментально-поисковой работой, цель которой выявить последствия этих изменений и определить оптимальные условия переработки ПМ в полуфабрикаты, заготовки, детали, сборочные единицы и готовые изделия. Причем к оперативному поиску необходимых данных все чаще привлекаются компьютерные технологии.

2. Выбор решений при проектировании ТП, как правило, бывает вариабельным, поскольку базируется на учете сразу нескольких разноплановых факторов и оценок. Во избежание грубых ошибок и для экономии времени и средств на проведение исследовательских работ ГОСТ 14.301-83 рекомендует разрабатывать ТП на основе практически выверенных типовых и групповых ТП, а при отсутствии таковых на основе использования ранее принятых прогрессивных решений, содержащихся в действующих единичных ТП изготовления аналогичных изделий.

3. Оценка эффективности выбираемых технологических решений осуществляется с помощью критериев, то есть признаков, по которым оценивают состояние анализируемых объектов. В качестве критериев могут быть использованы различные признаки, определяющие качество предметов и объектов труда, размеры трудовых, материально-технических и других затрат, экономические и другие показатели производственной деятельности. При этом различают критерии численные и нечисленные, абсолютные и относительные, объективные и субъективные, что обусловливает еще одну причину отсутствия строго математического аппарата для проектирования ТП /5/.

Численным критерием считается оценка в виде численного размерного значения, например, стоимости (оценка в рублях), массы (оценка в килограммах), трудоемкости (оценка в нормо-часах) и т.д. Приведенные критерии относятся к численным размерным, поскольку существуют и численные безразмерные критерии. К последним относятся, например, оценки надежности, коэффициент использования материала (Ким), коэффициент автоматизации и механизации ТП (Каим) и др.

Нечисленные критерии носят лингвистический характер. Примерами могут служить оценки ремонтопригодности, комфортности условий труда и др., лингвистические критерии для которых могут быть бинарными типа «качественно – некачественно», «допустимо – недопустимо» и т.п. или многовариантными, например, при оценке агрегатного состояния полимеров на различных стадиях переработки в составе ПМ (стеклообразное – эластическое – вязкотекучее) или при оценке пожароопасности самих ПМ (легковоспламеняющиеся – трудновоспламеняющиеся – трудногорючие –негорючие). Использование лингвистических оценок затрудняет создание и эксплуатацию САПР ТП, поэтому их стремятся привести к численному безразмерному виду.

Абсолютные критерии используют для оценки какого-либо признака объекта безотносительно других объектов. Например, в процессе проектирования ТП нередко ставится задача минимизации абсолютных значений трудоемкости, себестоимости и, наоборот, максимизации производительности, Ким и др.

Относительные критерии предпочтительнее при сравнительной оценке нескольких состояний объектов или при их сравнении с заданным нормативом (эталоном, базовой оценкой), например, при оценке уровня технологичности конструкции изделия или перерабатываемого ПМ.

Объективный критерий – это оценка объекта, не зависящая от проектанта ТП (эксперта). Объективными являются все численные размерные критерии (масса, трудоемкость, стоимость и т.п.) и некоторые численные безразмерные критерии (надежность, Ким, Каим и т.п.). Объективные критерии наиболее предпочтительны, но не всегда доступны.

Субъективный критерий определяется мнением человека (эксперта), например, при оценке удобства организации рабочего места, ремонтопригодности выпускаемой продукции, ее внешнего вида и т.д. Для снижения влияния личностного фактора при оценке с помощью субъективных критериев применяют различные методы, одним из простейших среди которых считается привлечение к оценке не одного, а группы экспертов.

Таким образом, выбор самих критериев, определяющих эффективность технологических решений, способен предопределить качество выполнения проекта ТП. Этот факт обусловлен, прежде всего, тем, что при последовательном решении проектно-технологических задач результат предыдущего этапа проектирования ТП становится исходной позицией для выполнения следующего этапа.

4. Выделяют три стадии работы над проектом ТП, различающиеся характером и последовательностью решения задач на различных этапах, - подготовительный, основной и заключительный.

Подготовительная стадия включает получение и уточнение задания на проектирование ТП, сбор исходной информации, анализ конструкторской документации, отработку объекта производства (изделия на рабочем чертеже) на технологическую рациональность и определение вида разрабатываемого ТП.

Основная стадия проектирования ТП – состоит из этапов, на которых непосредственно решаются материаловедческие и проектно-технологические задачи, разрабатывается план размещения спроектированного ТП на отведенных производственных площадях.

Заключительная стадия предусматривает расчет технико-экономических показателей проекта ТП и оформление необходимой технологической документации.

5. Определение содержания этапов на каждой стадии, то есть состава задач и последовательности их выполнения определяется в зависимости от вида проектируемого ТП и типа производства на основе действующих стандартов на конкретном промышленном предприятии.