Системы автоматизированного проектирования

Автоматизированный склад: понятие и структура. Организация научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Процесс создания и освоения нового изделия. Системы автоматизированного проектирования в конструкторской подготовке производства.

Рубрика Производство и технологии
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 24.10.2009
Размер файла 89,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

20

План работы

1. Понятие об автоматизированном складе

2. Структура жизненного цикла изделия

3. Организация научно-исследовательских работ

4. Организация опытно-конструкторских работ

5. Информация в процессе создания и освоения нового изделия

6. Единая система конструкторской документации

7. Конструкторская подготовка производства, цель и задачи

8. САПР в конструкторской подготовке производства

Список литературы

1. Понятие об автоматизированном складе

Автоматизированные склады предназначены для хранения и оперативной выдачи различных комплектующих изделий и материалов по современной технологии и обеспечивают максимальное использование объемов складских помещений, высокую степень автоматизации транспортно-погрузочных операций, максимальное быстродействие, и, благодаря применению приводов с переменным током, простоту и надежность в эксплуатации.

Склад состоит из модулей. Каждый модуль представляет собой два ряда многоярусных стеллажей 1, в проходе которых по верхнему и нижнему рельсовым путям перемещается подъемно-транспортный механизм (штабелер) 2. В ячейках стеллажей размещаются тара или поддоны с грузом.

2. Структура жизненного цикла изделия

Производственный цикл изготовления детали включает операционный цикл Топ по одному или нескольким цехам в зависимости от технологического маршрута, время транспортных Ттр и контрольных Тконт операций, длительность естественных процессов Тест, а также время перерывов Тпер.

Время операционного цикла

При наличии на данной операции нескольких параллельно работающих станков однооперационный цикл Топ, т.е. календарный период обработки партии деталей на этой операции, равен:

где

n - число деталей в партии;

t ш - норма штучного времени;

С - число рабочих мест на операции (фронт работы).

В дальнейшем условно принято, что на каждой операции работает только одно рабочее место (С=1).

При этом условии длительность операционного цикла партий деталей равна

При определении длительности многооперационного цикла необходимо учитывать степень одновременности (параллельности) обработки изделий на разных операциях технологического процесса, которая зависит от метода сочетания во времени выполнения операций, входящих в данный процесс.

Целесообразно в ходе управления жизненным циклом изделия опираться на систему контрольных точек цикла. На всех контрольных точках анализируют отклонения качественных и количественных параметров изделия от проектных значений по техническим и экономическим критериям и вырабатывают соответствующие решения по критерию "эффект-затраты". Количество контрольных точек (КТ) зависит от характера изделия. Можно рекомендовать следующие КТ в жизненном цикле изделия:

КТ-1 - решение о начале проекта;

КТ-2 - окончание технического проекта (решение о разработке рабочей документации и изготовлении опытного образца);

КТ-3 - окончание ОКР (решение об изготовлении опытного образца);

КТ-4 - окончание пробного маркетинга (принятие решения о начале серийного производства и коммерческой реализации изделия);

КТ-5 - оценка качества серийно выпускаемой продукции (решение о повышении качества и надежности);

КТ-6 - оценка необходимости обновления или модернизации продукции;

КТ-7 - оценка оптимальности методов сбыта продукции;

КТ-8 - оценка целесообразности и методов капитального ремонта изделий в процессе эксплуатации;

КТ-9 - оценка целесообразности снятия изделия с производства;

КТ-10 - снятие изделия с эксплуатации и передача его на утилизацию.

3. Организация научно-исследовательских работ

Научные исследования можно разделить на фундаментальные, поисковые и прикладные (табл. 1)

Таблица 1

Виды научно-исследовательских работ

Виды исследований

Результаты исследований

Фундаментальные

НИР

Расширение теоретических знаний. Получение новых научных данных о процессах, явлениях, закономерностях, существующих в исследуемой области; научные основы, методы и принципы исследований

Поисковые

НИР

Увеличение объема знаний для более глубокого понимания изучаемого предмета. Разработка прогнозов развития науки и техники; открытие путей применения новых явлений и закономерностей

Прикладные

НИР

Разрешение конкретных научных проблем для создания новых изделий. Получение рекомендаций, инструкций, расчетно-технических материалов, методик. Определение возможности проведения ОКР по тематике НИР

Фундаментальные и поисковые работы в жизненный цикл изделия, как правило, не включаются. Однако на их основе осуществляется генерация идей, которые могут трансформироваться в проекты НИОКР.

Прикладные НИР являются одной из стадий жизненного цикла изделия. Их задача - дать ответ на вопрос: возможно ли создание нового вида продукции и с какими характеристиками? Порядок проведения НИР регламентируется ГОСТ 15.101-80. Конкретный состав этапов и характер выполняемых в их рамках работ определяются спецификой НИР.

Рекомендуются следующие этапы НИР:

1) разработка технического задания (ТЗ) на НИР;

2) выбор направлений исследования;

3) теоретические и экспериментальные исследования;

4) обобщение и оценка результатов исследований.

Примерный перечень работ на этапах НИР приведен в табл. 2.

Таблица 2

Этапы НИР и состав работ на них

Этапы НИР

Состав работ

Разработка ТЗ на НИР

Научное прогнозирование

Анализ результатов фундаментальных и поисковых исследований

Изучение патентной документации

Учет требований заказчиков

Выбор направления исследования

Сбор и изучение научно-технической информации

Составление аналитического обзора

Проведение патентных исследований

Формулирование возможных направлений решения задач, поставленных в ТЗ НИР, и их сравнительная оценка

Выбор и обоснование принятого направления исследований и способов решения задач

Сопоставление ожидаемых показателей новой продукции после внедрения результатов НИР с существующими показателями изделий-аналогов

Оценка ориентировочной экономической эффективности новой продукции

Разработка общей методики проведения исследований

Составление промежуточного отчета

Теоретические и экспериментальные исследования

Разработка рабочих гипотез, построение моделей объекта исследований, обоснование допущений

Выявление необходимости проведения экспериментов для подтверждения отдельных положений теоретических исследований или для получения конкретных значений параметров, необходимых для проведения расчетов

Разработка методики экспериментальных исследований, подготовка моделей (макетов, экспериментальных образцов), а также испытательного оборудования

Проведение экспериментов, обработка полученных данных

Cопоставление результатов эксперимента с теоретическими исследованиями

Корректировка теоретических моделей объекта

Проведение при необходимости дополнительных экспериментов

Проведение технико-экономических исследований

Составление промежуточного отчета

Обобщение и оценка результатов исследований

Обобщение результатов предыдущих этапов работ

Оценка полноты решения задач

разработка рекомендаций по дальнейшим исследованиям и проведению окр

разработка проекта тз на окр

составление итогового отчета

приемка нир комиссией

4. Организация опытно-конструкторских работ

После завершения прикладных НИР при условии положительных результатов экономического анализа, удовлетворяющего фирму с точки зрения ее целей, ресурсов и рыночных условий, приступают к выполнению опытно-конструкторских работ (ОКР). ОКР - важнейшее звено материализации результатов предыдущих НИР. Ее основная задача - создание комплекта конструкторской документации для серийного производства.

Основные этапы ОКР (ГОСТ 15.001-73):

1) разработка ТЗ на ОКР;

2) техническое предложение;

3) эскизное проектирование;

4) техническое проектирование;

5) разработка рабочей документации для изготовления и испытаний опытного образца;

6) предварительные испытания опытного образца;

7) государственные (ведомственные) испытания опытного образца;

8) отработка документации по результатам испытаний.

Примерный перечень работ на этапах ОКР отражен в табл.3

Таблица 3

Примерный перечень работ на этапах ОКР

Этапы ОКР

Основные задачи и состав работ

Разработка ТЗ на ОКР

Составление проекта ТЗ заказчиком

Проработка проекта ТЗ исполнителем

Установление перечня контрагентов и согласование с ними частных ТЗ

Согласование и утверждение ТЗ

Техническое предложение (является основанием для корректировки ТЗ и выполнения эскизного проекта)

Выявление дополнительных или уточненных требований к изделию, его техническим характеристикам и показателям качества, которые не могут быть указаны в ТЗ:

Проработка результатов НИР;

Проработка результатов прогнозирования;

Изучение научно-технической информации;

Предварительные расчеты и уточнение требований ТЗ

Эскизное проектирование (служит основанием для технического проектирования)

Разработка принципиальных технических решений:

Выполнение работ по этапу технического предложения, если этот этап не проводится;

Выбор элементной базы разработки;

Выбор основных технических решений;

Разработка структурных и функциональных схем изделия;

Выбор основных конструктивных элементов;

Метрологическая экспертиза проекта;

Разработка и испытание макетов

Техническое проектирование

Окончательный выбор технических решений по изделию в целом и его составным частям

Разработка принципиальных электрических, кинематических, гидравлических и других схем;

Уточнение основных параметров изделия;

Проведение конструктивной компоновки изделия и выдача данных для его размещения на объекте;

Разработка проектов ТУ на поставку и изготовление изделия;

Испытание макетов основных приборов изделия в натурных условиях

Разработка рабочей документации для изготовления и испытания опытного образца

Формирование комплекта конструкторских документов:

Разработка полного комплекта рабочей документации;

Согласование ее с заказчиком и заводом-изготовителем серийной продукции;

Проверка конструкторской документации на унификацию и стандартизацию;

Изготовление в опытном производстве опытного образца;

Настройка и комплексная регулировка опытного образца

Предварительные испытания

Проверка соответствия опытного образца требованиям ТЗ и определение возможности его предъявления на государственные (ведомственные) испытания:

Стендовые испытания;

Предварительные испытания на объекте;

Испытания на надежность

Государственные (ведомственные) испытания

Оценка соответствия требованиям ТЗ и возможности организации серийного производства

Отработка документации по результатам испытаний

Внесение необходимых уточнений и изменений в документацию

Присвоение документации литеры "О1"

Передача документации заводу-изготовителю

5. Информация в процессе создания и освоения нового изделия

На стадии разработки технического задания на НИР используются следующие виды информации:

- объект исследования;

- описание требований к объекту исследования;

- перечень функций объекта исследования общетехнического характера;

- перечень физических и других эффектов, закономерностей и теорий, которые могут быть основой принципа действия изделия;

- технические решения (в прогнозных исследованиях);

- сведения о научно-техническом потенциале исполнителя НИР;

- сведения о производственных ресурсах (применительно к объекту исследований);

- сведения о материальных ресурсах;

- маркетинговые сведения;

- данные об ожидаемом экономическом эффекте.

Дополнительно используется информация:

- о методах решения отдельных задач и обработки информации;

- общетехнических требованиях (стандарты, ограничения вредных влияний, требования по надежности, ремонтопригодности, эргономике и так далее);

- проектируемых сроках обновления продукции;

- предложениях лицензий и ноу-хау по объекту исследований.

На последующих этапах НИР в качестве базы в основном используется перечисленная выше информация. Дополнительно используются:

- сведения о новых принципах действия, новых гипотезах, теориях, результатах НИР;

- данные экономической оценки, моделирования основных процессов, оптимизации многокритериальных задач, макетирования, типовых расчетов, ограничений;

- требования к информации, вводимой в информационные системы и т.д.

6. Единая система конструкторской документации

ЕСКД - комплекс стандартов, устанавливающих взаимосвязанные нормы и правила по разработке, оформлению и обращению конструкторской документации, разрабатываемой и применяемой на всех стадиях жизненного цикла изделия (при проектировании, изготовлении, эксплуатации, ремонте и др.).

Основное назначение стандартов ЕСКД состоит в установлении единых оптимальных правил выполнения, оформления и обращения конструкторской документации, которые обеспечивают:

1) применение современных методов и средств при проектировании изделий;

2) возможность взаимообмена конструкторской документацией без ее переоформления;

3) оптимальную комплектность конструкторской документации;

4) механизацию и автоматизацию обработки конструкторских документов и содержащейся в них информации;

5) высокое качество изделий;

6) наличие в конструкторской документации требований, обеспечивающих безопасность использования изделий для жизни и здоровья потребителей, окружающей среды, а также предотвращение причинения вреда имуществу;

7) возможность расширения унификации и стандартизации при проектировании изделий;

8) возможность проведения сертификации изделий;

9) сокращение сроков и снижение трудоемкости подготовки производства;

10) правильную эксплуатацию изделий;

11) оперативную подготовку документации для быстрой переналадки действующего производства;

12) упрощение форм конструкторских документов и графических изображений;

13) возможность создания единой информационной базы автоматизированных систем (САПР, АСУП и др.);

14) гармонизацию с соответствующими международными стандартами.

Стандарты ЕСКД распространяются на изделия машиностроения и приборостроения.

Область распространения отдельных стандартов расширена, что оговорено во введении к ним.

Установленные стандартами ЕСКД нормы и правила по разработке, оформлению и обращению документации распространяются на следующую документацию:

1) все виды конструкторских документов;

2) учетно-регистрационную документацию для конструкторских документов;

3) документацию по внесению изменений в конструкторские документы;

4) нормативно-техническую, технологическую, программную документацию, а также научно-техническую и учебную литературу, в той части, в которой они могут быть для них применимы и не регламентируются другими стандартами и нормативами, например форматы и шрифты для печатных изданий и т. п.

Установленные в стандартах ЕСКД нормы и правила распространяются на указанную в перечислениях 1-4 документацию, разработанную предприятиями и предпринимателями (субъектами хозяйственной деятельности) стран-участников соглашения (СНГ), в том числе научно-техническими, инженерными обществами и другими общественными объединениями.

7. Конструкторская подготовка производства, цель и задачи

Конструкторская подготовка производства на заводе является завершающей частью КПП. Цель конструкторской подготовки серийного производства - адаптировать конструкторскую документацию ОКР к условиям конкретного серийного производства предприятия-изготовителя. Как правило, конструкторская документация ОКР уже учитывает производственные и технологические возможности предприятий-изготовителей, но условия опытного и серийного производств имеют существенные различия, что приводит к необходимости частичной или даже полной переработки конструкторской документации ОКР.

КПП производится отделом главного конструктора серийного завода (ОГК) или серийным отделом НИИ, СКБ, ОКБ в соответствии с правилами "Единой системы конструкторской документации" (ЕСКД).

В процессе КПП разработчики в максимально допустимых пределах должны учитывать конкретные производственные условия предприятия-изготовителя:

- наличие унифицированных, стандартных деталей и сборочных единиц, изготовляемых предприятием или предприятиями-смежниками;

- имеющиеся средства технологического оснащения и контроля;

- имеющееся технологическое и нестандартное оборудование, транспортные средства и т.п.

Состав работ конструкторской подготовки производства предприятия-изготовителя:

1. Получение конструкторской документации от разработчика.

2. Проверка документации на комплектность.

3. Внесение изменений в соответствии с особенностями предприятия-изготовителя.

4. Внесение изменений по результатам отработки конструкции на технологичность.

5. Внесение изменений по результатам технологической подготовки производства.

6. Техническое сопровождение изготовления опытной партии изделий.

7. Внесение изменений в конструкторскую документацию по результатам изготовления опытной партии.

8. Присвоение документации литеры О2 для изготовления установочной серии.

9. Техническое сопровождение изготовления установочной серии.

10. Перевод документации в литеру А для установившегося серийного производства.

11. Выпуск ремонтной, экспортной и иной документации.

12. Техническое сопровождение серийного производства.

В настоящее время все большее место в работах КПП приобретают методы автоматизированного проектирования и создания конструкторских документов (САПР).

После того, как установлены основные этапы проведения ТПП, можно приступать к первой стадии - конструкторской подготовке производства (КПП), которая заключается в проектировании и освоении новой продукции и совершенствовании выпускаемой.

Она осуществляется в соответствии с Единой системой конструкторской документации (ЕСКД, ГОСТ 2.103-68), предусматривающей следующие этапы (стадии) разработки:

· техническое задание, определяющее назначение изделия (продукции), его технические характеристики, показатели качества, технологические, организационные и экономические условия производства, требования к конструкторской документации.

· Техническое задание составляет заказчик для организации-разработчика проекта. Разработчиками являются конструкторские бюро, НИИ, конструкторские отделы предприятий;

· техническое предложение, содержащее технико-экономическое обоснование целесообразности разработки изделия на основании технического анализа заказчика и встречных вариантов проектно-технологических решений по изделию, всесторонней оценки всех возможных решений с учётом современного состояния проблемы;

· эскизный проект состоит из графической части, представляющей собой совокупность конструкторских документов (чертежей), раскрывающих конструкторские решения с указанием параметров, габаритных размеров, дающих общее представление о новом изделии, и пояснительной записки с расчётами основных параметров изделия, описанием принципов его работы, эксплуатационных особенностей;

· технический проект состоит из графической части и пояснительной записки, содержащих окончательные технические решения, дающие полное представление об устройстве разрабатываемого изделия и его отдельных узлов и исходных данных для разработки рабочей документации.

· Указывается так же максимально возможный уровень унификации и применения стандартных сборочных единиц и деталей, приводятся результаты экспериментальных работ по повышению технологичности конструкции. Техническое проектирование часто сопровождается изготовлением макета изделия;

· рабочий проект содержит рабочие чертежи на каждую деталь изделия (деталировка) с указанием марки материала, массы детали и других конструктивных данных.

Рабочий проект сопровождается спецификацией, определяющей состав сборочной единицы, узла или комплекта и необходимой для комплектования конструкторских документов и планирования запуска в производство указанных изделий.

Проектирование новой продукции в массовом и серийном производстве заканчивается изготовлением опытных образцов и сдачей технической документации заказчику.

В настоящее время все перечисленные стадии КПП используются при создании лишь принципиально новых либо особо ответственных видов продукции.

В остальных случаях, как правило, применяется двухстадийное проектирование, при котором совмещаются разработка технического и рабочего проектов, а в ряде случаев опускается также стадия эскизного проектирования.

Обязательным условием конструкторской подготовки является соблюдение требований стандартизации и унификации.

Стандарты устанавливают и регламентируют на определённый период прогрессивные требования, нормы, методы, правила, распространяемые на сами изделия, на факторы и условия, влияющие на их качество.

Конструктивная унификация представляет собой ограничение разнообразия изготовляемых типоразмеров деталей и узлов конструкций путём заимствования из ранее выпущенных конструкций. Унификация может проводиться как в пределах одного завода, специализированного на выпуске определённой продукции, так и в масштабе всей отрасли в целом.

При внутризаводской унификации одна из конструкций выбирается в качестве "базовой" модели, а затем путём присоединения к ней недостающих или, наоборот, изъятия из неё ненужных частей, узлов, деталей создаётся ряд производных моделей.

В этом случае резко сокращается число оригинальных деталей за счёт увеличения унифицированных и ранее освоенных производством. Таким путём осуществляется конструктивная преемственность изделий, формируются их конструктивные ряды.

8. САПР в конструкторской подготовке производства

Системы автоматизированного проектирования (САПР) в настоящее время полностью себя оправдывают и являются во многих случаях единственно возможными методами при конструировании новых видов изделий (например, интегральных микросхем).

Под автоматизацией проектирования понимается автоматизированный конструкторский синтез устройства с выпуском необходимой конструкторской документации (КД).

В отличие от проектирования вручную, результаты которого во многом определяются инженерной подготовкой конструкторов, их производственным опытом, профессиональной интуицией и т. п., автоматизированное проектирование позволяет исключить субъективизм при принятии решений, значительно повысить точность расчетов, выбрать варианты для реализации на основе строгого математического анализа, значительно повысить качество конструкторской документации, повысить производительность труда проектировщиков, снизить трудоемкость, существенно сократить сроки конструкторской и технологической подготовки производства в цикле СОНТ, эффективнее использовать технологическое оборудование с ЧПУ.

Важным результатом внедрения САПР являются и социологические факторы:

- повышение престижности и культуры труда при замене неавтоматизированных методов автоматизированными; повышение квалификации исполнителей;

- сокращение численности работников, занятых рутинными операциями.

Наибольшую эффективность от внедрения САПР можно получить при автоматизации всего процесса проектирования - от постановки задачи, выбора предпочтительных вариантов построения изделия до технологической подготовки его производства и выпуска.

САПР представляет собой организационно-техническую систему, состоящую из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с проектировщиками и подразделениями проектной организации. Проектировщик конструктор, технолог) входит в состав любой САПР и является ее пользователем, так как без человека автоматизированная система не может функционировать. Объектом автоматизации в САПР являются действия проектировщиков, разрабатывающих изделия или технологические процессы. САПР нельзя создать вне конкретного производства, на котором она будет использована.

Комплекс средств автоматизации включает математическое, лингвистическое, программное, информационное, методическое, организационное, аппаратное и техническое обеспечение.

Математическое обеспечение составляют математические методы, модели и алгоритмы, необходимые для осуществления автоматизированного проектирования.

Лингвистическое обеспечение - совокупность специальных языковых средств проектирования, предназначенных для общения человека с техническими и программными компонентами САПР. Практика использования ЭВМ в проектировании привела к созданию наряду с универсальными алгоритмическими языками программирования (АЛГОЛ, ФОРТРАН и др.) проблемно-ориентированных алгоритмических языков, специализированных для проектных задач. Например, для автоматизации вычерчивания изображений служат графические языки ГП-ЕС, ГРАФОР, РЕДГРАФ, ФАП-КФ и др.

Решающими условиями возможности и целесообразности создания САПР являются:

а) единство принципов построения объектов проектирования;

б) высокий уровень типизации и стандартизации элементов, из которых компонуют объекты проектирования;

в) высокий уровень унификации процессов проектирования;

г) большой объем проектных работ при индивидуальных требованиях к объектам проектирования.

Список литературы

1. Васильев Ю.С., Кинелев В.Г., Колосов В.Г. Стратегии инноваций. - СПб.: СПбГТУ, 1997.

2. Карастелева Е.М. Экономика, организация и планирование производства Е.М. Карастелова - М.: Экономика, 1986.

3. Организация и планирование предприятий: учебник/ под ред. А.Ф. Метс - М: Металлургия, 1986.

4. Организация производства промышленных предприятий: Курс лекций. Под ред. Пучкова В.Ю. - Минск, 1999.

5. Ребрин Ю.И. Основы экономики и управления производством Ю.И. Ребрин - М.: Владос, 2002.

6. Твисс Б. Управление научно-техническими нововведениями. - М.: Экономика, 1989.

7. Титов А.Б. Маркетинг и управление инновациями. - СПб.: Питер, 2001.

8. Уткин Э.А., Морозова Н.И., Морозова Г.И. Инновационный менеджмент. - М.: Акалис, 1996.


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.