МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ НЕСТАНДАРТИЗОВАННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ПРИСПОСОБЛЕНИЙ

Проектирование средств технологического оснащения (СТО) оборудования и приспособлений – сложный, многовариантный, твор- ческий процесс, обусловлен необходимостью учета многих различ- ных факторов (технических, экономических, социологических, эрго- номических и др.). Перед проектировщиком стоит сложная, много- плановая задача – разработать такую конструкцию, которая удовле- творяла бы предъявляемым требованиям, отвечала современному уровню развития науки и техники, давала наибольший экономический эффект за жизненный цикл при минимальных общественных затра- тах и способна была бы конкурировать с лучшими отечественными и зарубежными аналогами.

Успешное решение этой проблемы основано на творческом, ин- женерном, системном подходе, поэтапном решении его стадий по

ГОСТ Р 51897-2011, использовании научных открытий и изобретений, передового отечественного и зарубежного опыта.

Проектирование СТО характеризуется следующими особенно- стями, отражающими сложность и многогранность конструкторской деятельности:

– использование разработок из других областей и сфер дея- тельности;

– возможность возникновения побочных эффектов, учитывае- мых при проектировании (например, автоматическая сборка выдвига- ет свои специфические требования к конструкции деталей и сбороч- ных единиц, к разработке технологического процесса и пр.);

– многоцелевое применение конструкции (оборудование, при- способления, механизированные и автоматизированные линии);

– особое внимание должно быть к качеству проектирования (не- значительные ошибки, недоучет каких-либо требований могут привес- ти к значительным потерям в сфере потребления).

Главная составляющая творческого процесса проектирования СТО – изобретательность и творческое мышление, основанное на ло- гике и теории познания, достижениях науки и техники. Проектирование характеризуется следующими основными положениями:

– новые решения появляются при постепенном приближении к цели;

– сложные задачи включают путь от общих положений к более частным;

– нахождение правильных решений на основе известных поло- жений должно базироваться на рассмотрении их в новом аспекте;

– традиционные решения, принимаемые в определенной си- туации, затрудняют нахождение новых решений в случае изменения ситуации.

Решения, эффективность применения которых уже была уста- новлена, могут со временем стать тормозом, если они не соответст- вуют новым ситуациям. Учет многих требований (иногда противоречи- вых) приводит к принятию компромиссных решений, удовлетворяю- щих приоритетные требования и частично удовлетворяющих второ- степенные требования. Проектирование СТО с системным подходом основано на нижеследующих положениях.

– При анализе конструкции как системы ее элементы рассмат- риваются не изолированными, а с учетом их роли в конструкции, взаимосвязи между ними.

– Анализ конструкции как системы зависит системы от состояния каждой ее части. Одна и та же конструкция может выступать как объ-

ект, обладающий разными характеристиками, параметрами, функция- ми и структурой.

Основные требования к конструкциям СТО:

– соответствовать назначению и обеспечивать заданную произ- водительность труда и качество продукции в конкретных производст- венных условиях;

– удовлетворять существующему передовому уровню развития науки, техники;

– обладать преемственностью, отвечать требованиям по макси- мальному использованию в конструкции стандартизованных, унифи- цированных элементов;

– соответствовать требованиям снижения металло- и энергоем- кости, повышения надежности, долговечности, уровня механизации и автоматизации;

– обладать простотой, удобством и обеспечивать комфортность работы, отвечать требованиям современного дизайна;

– отвечать требованиям охраны и безопасности труда, промыш- ленной санитарии, охраны окружающей среды и природы;

– обеспечивать минимум общих затрат за жизненный цикл кон- струкции:

(С_п + С_и + С_э + С_то + С_р + С_у) → min, (9.1) где C_п; С_и; С_э; С_то; С_р; С_у – затраты (соответственно) на проектирова- ние, изготовление, эксплуатацию, ТО, ремонты и утилизацию обору- дования.

Проектирование нестандартизованных конструкций СТО вклю- чает этапы:

– формирование (постановка) задачи; разработка задания на проектирование (при необходимости выполнение технико-экономичес- кого обоснования);

– сбор научно-технической и экономической информации; па- тентный поиск аналогичных решений или его элементов;

– отбор и анализ научно-технической и экономической инфор- мации;

– поиск возможных решений, вариантов, выполнение эскизных проектов;

– уточнение вариантов, выполнение решений на стадии проекта;

– анализ вариантов решений и выбор (принятие) оптимального варианта;

– технико-экономический анализ принятого варианта;

– уточнение, графическое и технологическое оформление при- нятого варианта конструкции СТО на стадии рабочей конструкторской документации.

Необходимость набора этапов, их содержание определяются конструкцией. Задание на проектирование (техническое предложение) в общем случае включает в себя следующий набор информации:

– назначение и условия применения конструкции;

– характеристика и требования к конструкции;

– рациональные варианты конструктивных решений;

– ожидаемые технико-экономические показатели.

При создании сложных конструкций СТО целесообразно разра- батывать структурную схему конструкции в виде иерархической сис- темы (ГОСТ 3.1301-74). При наличии в составе сборочной единицы (агрегата или узла) более мелких агрегатов и узлов их обозначают аг- регатами или узлами высших порядков.

Важный творческий этап проектирования СТО – анализ вариан- тов конструктивных решений и выбор оптимального на основе анали- за затрат на реализацию технологического процесса. Заданное коли- чество и качество производимых или ремонтируемых деталей в дан- ных производственных условиях позволяет сопоставить по каждому из вариантов проекта приведенные затраты и период окупаемости про- ектируемой конструкции. Минимальные затраты служат обоснованием для принятия этого варианта оптимальным. Прогрессивными метода- ми комплексной оценки конструкции (с технической и экономической точек зрения) являются функционально-экономический анализ (ФЭА) и функционально-стоимостной анализ (ФСА). Они позволяют найти наилучшее решение и оптимальное сочетание технико-экономических параметров проектируемого оборудования.

Технико-экономический анализ принятого варианта конструкции выполняется в соответствии с действующей типовой методикой опре- деления экономической эффективности капитальных вложений путем определения годового экономического эффекта и срока окупаемости капитальных вложений. Производится расчет и сопоставление удель- ных капитальных вложений и себестоимости единицы продукции до и после реализации принятой конструкции.