Составных частей

Уже на стадии проектирования конструктор должен знать, целесооб­разно ли с экономической точки зрения проектирование изделия, т.е. надо ли оценить его эффективность, сначала хотя бы укрупненно. Это осуществляется исходя из уровня технологичности конструкции как кри­терия экономичности изделия в производстве и эксплуатации. Поэтому обязательность отработки конструкции на технологичность на всех стадиях создания новой техники устанавливается стандартами Единой системы технологической подготовки производства (ГОСТ 14.201-83, 14.202-83).

Технологичность продукции - свойства конкретной продукции, харак­теризующие ее приспособленность к изготовлению, транспортированию, хранению и эксплуатации с минимальными расходами трудовых и материаль­ных ресурсов (ГОСТ 14.205-83). Технологичность на практике выражается в нормах расходов труда, материалов, топлива, энергии и фондов на еди­ницу производимой продукции, т.е. она характеризуется опосредованно - через свойства уровня экономичности продукции. По области проявления свойств конструкции различают два вида технологичности - производственную и эксплуатационную. Первая прояв­ляется в уменьшении затрат времени и средств на ПКР, в снижении себе­стоимости продукции за счет применения высокопроизводительного обору­дования, а вторая - за счет снижения затрат на техническое обслужива­ние и ремонты.

Состав показателей технологичности продукта, методика и точностьих определения устанавливаются отраслевыми документами. Количество показателей технологичности должно быть минимальным, но достаточным для объективной оценки ее уровня.

По значимости показатели технологичности разделяют на основные (обобщающие) и дополнительные. Основные показатели достоверно можно оценить на стадии технического или, лучше, рабочего проекта, так как к ним относятся: трудоемкость изделия Т_и, технологическая себестои­мость С_т, уровень технологичности по трудоемкости К_ут и уровень технологичности по технологической себестоимости К_ус. Первые два показателя - абсолютные, а последние - относительные.

Расчет производится по формуле:

;

;

;

.

где t_i - трудоемкость операций по изготовлению изделия, нормо-ч; С_м - материальные затраты, руб.; З_п - расход заработной платы на изделие, включая доплаты, дополнительную заработную плату и отчис­ления на социальное и обязательное медицинское страхование, руб.; С_Ц.Р - цеховые расходы (определяются процентом от основной заработной платы), %; Т _и, Т_{И б} - трудоемкость соответственно оцениваемого (про­ектируемого) и базового варианта, нормо-ч; С_т, С_{т б} - технологиче­ская себестоимость соответственно оцениваемого и базового варианта.

Поскольку трудоемкость и технологическая себестоимость измеряют расход живого и совокупного труда, предпочтение при выборе надо от­дать конструкции, имеющей меньшие расходные показатели Т_и, С_т. В слу­чае противоречий (в одном из вариантов трудоемкость меньше, а себе­стоимость больше или наоборот) предпочтение отдается конструкции с меньшей технологической себестоимостью, так как она обобщает затраты живого и прошлого труда. Оценка уровня технологичности по относитель­ным показателям К_ут и К_ус производится так: оцениваемая конструк­ция технологичнее базовой, если эти коэффициенты меньше единицы - К_ут < 1, К_ус < 1. При противоречивых показателях выбор варианта следует производить по коэффициенту К_ус как обобщающему.

На ранних стадиях проектирования, когда данные для расчета трудоемкости и технологической себестоимости отсутствуют или весьма приблизительны, уровень технологичности изделия можно оценить с помощью дополнительных ее показателей. Причем для их определения достаточно использовать, например, спецификацию к принципиальной схеме машины или к сборочному ее чертежу, что можно сделать еще на стадии эскизного проектирования.

Для расчета дополнительных показателей технологичности необходимо знать количественный состав изделия. ГОСТ 15895-77 дает следующие определения составных частей:

изделие - единица промышленной продукции, количество которых может исчисляться в штуках или экземплярах;

деталь - изделие, изготовленное из материала одной марки без применения сборочных операций;

сборочная единица - изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе сборочными операциями;

комплект - несколько изделий общего функционального назначения, как правило, вспомогательного характера,не соединенных на предприя­тии-изготовителе сборочными операциями.

В проектируемый прибор, технологичность которого оценивается, входят детали Д и сборочные единицы Е (без учета нормализованного крепежа), которые могут быть стандартными Е_ст, Д_ст; унифицирован­ными Е_у, Д_у; заимствованными Е_уз, Д_уз; покупными Е_уп, Д_уп и оригинальными Е_ор, Д_ор.

Стандартное изделие - применено по государственному, отрасле­вому или республиканскому стандартам, полностью и однозначно опреде­ляющим его конструкцию, показатели качества, методы контроля, правила приемки и поставки.

Унифицированное изделие - применено в конструкторской документа­ции нескольких изделий.

Заимствованное изделие - ранее спроектированное, применяемое в двух или более конструкциях, на которое сохранилась конструкторская и технологическая документация.

Оригинальное изделие - это впервые проектируемое изделие.

Тогда состав изделия можно записать в виде суммы:

Z=Е + Д = Е_у + Е_ор + Д_у + Д_ор = Е_ст + Е_уз + Е_уп +Е_ор + Д_ст +Д_уз + Д_уп +Д_ор

Совершенствование состава изделия состоит в максимально возмож­ном уменьшении числа оригинальных составных частей и увеличении удель­ного веса унифицированных составных частей. Оригинальными следует про­ектировать только те сборочные единицы и детали, которые формируют новую техническую идею изделия (несут нагрузку и выполняют работу). Детали же общего применения (валики, втулки, фланцы, крепеж) должны подбираться из числа стандартных и унифицированных. Экономическое значение совершенствования состава изделий заключается в использовании унифицированных частей, что сокращает цикл разработки конструкторской документации, приводит к удешевлению производства проектируемой и техники в 3-4 раза.

Уровень унификации продукции - это степень насыщенности ееунифицированными узлами и сборочными единицами. Дополнительные коэффициенты технологичности, определяемые составом изделия, количественно измеряют этот уровень.

Коэффициент унификации определяет долю унифицированных составных частей в общемих числе:

;

коэффициент стандартизации - долю стандартныхсоставных частей вобщем количестве составных единиц изделия:

коэффициент сборности - долю сборочных единиц в общей числе составных частей:

Коэффициент повторяемости дает количественнуюмеру частоты использования одних и тех же составных частей:

,

где Q - число наименований составных частей.

Четыре рассмотренных выше дополнительных коэффициента техноло­гичности нормированы, т.е. изменяются в диапазоне от 0 до 1 так, что росту технологичности соответствует повышение коэффициентов. Следова­тельно, при сравнениях вариантов предпочтение отдается технике, у ко­торой коэффициенты выше. В случае противоречий в значениях коэффици­ентов и затруднений в выборе варианта следует переходить к расчету ос­новных показателей технологичности как более точно отражающих измеряе­мое свойство (при наличии соответствующей информации).

Кроме названных выше к дополнительным показателям также относят

1. удельную трудоемкость изделия

где Р - основной технический параметр продукции(мощность, масса, точность, надежность и др.);

2. удельную материалоемкость

где М_ч - чистая масса прибора, кг;

3. коэффициент использования материалов

,

где М_i - масса израсходованного материалана изготовление изделия (суммарная норма расхода), кг;

4. коэффициент применяемости материалов

,

где М_i - масса израсходованного материала i -го вида, кг.

Эту группу показателей применяют для оценки трудоемких и материалоемких изделий при выборе варианта конструкции. Чем меньше удельная материалоемкость и удельная трудоемкость, тем технологичнее конструк­ция. Коэффициент К_им изменяется в диапазоне от 0 до 1, и чем боль­ше его значение, тем больше экономия материальных ресурсов. Рост ко­эффициента применяемости какого-либо материала может отражать как по­ложительные, так и отрицательные явления, например, рост доли замени­телей металлов - явление положительное, а доли дорогостоящих и дефи­цитных - отрицательное.

Расчеты показателей технологичности приборов рассмотрим на при­мерах.

Пример 3.1. Выбрать и обосновать выбор более экономичной конст­рукции прибора, если его можно изготовить по одному из двух возможных вариантов.

Вариант I:

трудоемкость изготовления Т_и1=500 нормо-ч; стоимость материа­лов и комплектующих изделий С_м1= 700 руб.; часовая тарифная ставка рабочего С_ч; доплаты - 30%, дополнительная заработная плата – 12%; отчисления на социальное страхование - 37%, цеховые расходы 90%.

Вариант2:

трудоемкость изготовления Т_и2=300 нормо-ч; технологическая себестоимость изготовления С_т2 = 3520 руб.

Решение. Всего заработная плата, расходуемаяна изготовление из­делия по первому варианту, составит, руб.:

С_з1=С₄Т_ik_дk_допk_Cc=1.5*500*1.3*1.12*1.37=1496.0

Для этого варианта цеховые расходы, равные 90% от основной зара­ботной платы, составят, руб.:

C_цр1=С_чТ_и1k_д =1,5*500*1,3*0,9=877,5

Итого технологическая себестоимость по первому варианту, руб.

С _т1=С_м1+С_з1+С_цр1=700,0+1496,0+877,5=3073,5

Сопоставляя обе варианта по трудоемкости изготовления, видим, что во втором варианте она уменьшилась, чему соответствует уровень технологичности по трудоемкости К_ут=Т_и2/Т_и1= , т.е. второй вариант - трудосберегающий. Однако обобщающий показатель за­трат на производство - технологическая себестоимость - у второго ва­рианта больше, чему соответствует уровень технологичности по техноло­гической себестоимости К_ус=С_т2/С_т1=3520,0/3073,5=1,15. Следовательно, предпочтителен первый вариант.

Пример 3.2. Исходя из заданной в таблице применяемости составных частей прибора по сравниваемым вариантам, определить дополнительные показатели технологичности и обосновать выбор более технологичного в варианта.

Составные части изделия	Обозначение	Вариант
Количество сборочных единиц
в изделии - всего	Е
Из них:
Заимствованных	Еуз
Покупных	Еуп	-
Стандартных	Ест
Количество деталей в изделии - всего	Д
Заимствованных	Дуз
Покупных	Дуп
Стандартных	Дст
Количество наименований составных частей	Q

Решение. Коэффициенты унификации

Коэффициенты стандартизации

Коэффициенты сборности

;

Коэффициенты повторяемости

;

Сопоставляя полученные расчетом показатели технологичности, ви­дим, что коэффициент унификации второго изделия выше: К_у2>К_у1. У не­го больше также коэффициенты сборности и повторяемости: К_сб2>К_сб1, К_пов2>К_пов1. Второй вариант проигрывает только по показателю стандарти­зации. Выбираем первый вариант конструкции как имеющий больший коэффициент унификации.