Введение к работе
Актуальность темы. В современных условиях конкурентной борьбы качество продукции является конечной целью любого производителя и определяет ее ценность в глазах потребителя. Машиностроительное изделие, предназначенное для удовлетворения определенных потребностей, обладает свойствами, образующими его качество.
Разработка нового изделия — сложная конструкторская задача, связанная не только с достижением требуемого технического уровня, но и с приданием его конструкции таких свойств, которые обеспечивают максимально возможное снижение затрат труда, материалов и энергии на проектирование, изготовление, техническое обслуживание и ремонт. Совокупность свойств изделия, определяющих приспособленность его конструкции к достижению оптимальных затрат ресурсов при производстве и эксплуатации для заданных показателей качества, представляет собой технологичность конструкции изделия.
Процесс обеспечения технологичности изделия является противоречивым и трудноформализуемым, в ходе его выполнения неизбежны конфликты профессиональных интересов между разработчиками проектного решения и его внешними и внутренними потребителями. Для объективного разрешения таких конфликтов необходимо введение квалиметрической оценки качества проектного решения по критерию технологичности, учитывающую следующие параметры: трудоемкость, себестоимость и унификацию конструкции. Важным показателем качества является степень унификации проектируемой детали как по отношению к собственно ее конструкции, так и по отношению к возможности применения унифицированной типовой технологии для ее изготовления. Реализация оперативной оценки технологичности проектного решения в условиях автоматизированного проектирования возможна в виде соответствующей интеллектуальной подсистемы САПР.
Таким образом, задача раскрытия закономерности проявления информационных, экономических и организационных связей между конструкторским, технологическим и метрологическим аспектами машиностроительного производства при квалиметрической оценке технологичности конструкции деталей типа «вал» на основе построения математической и информационной моделей их состояния и динамики качества является актуальной.
Целью работы является повышение качества конструкторских проектных решений в машиностроении на основе проведения комплексной квалиметрической оценки технологичности детали типа "вал", учитывающей себестоимость, трудоемкость, конструкторскую и технологическую унификацию элементов детали.
Для решения поставленной цели были сформулированы следующие задачи исследований:
1. Выполнить моделирование потоков данных в процессе подготовки производства и раскрыть понятие разработки конструкторской документации как услуги, оказываемой внешним и внутренним потребителям, а также исследовать сущность процесса управления технологичностью проектного решения
и возникающие при этом конфликты профессиональных интересов.
-
Провести сравнительный анализ показателей качества конструкторского проектного решения.
-
Разработать математическую модель комплексной квалиметриче-ской оценки технологичности детали типа "вал" на этапе конструкторского проектирования, учитывающую наиболее значимые элементы технологичности, и оценить ее адекватность.
-
Выполнить модернизацию процесса конструкторской подготовки производства, направленную на повышение качества проектного решения по критерию технологичности и сокращение сроков подготовки производства.
Методы и средства исследования. При выполнении работы использовались основные положения технологии машиностроения, теории размерных цепей, методы теории всеобщего управления качеством, квалиметрии, теории вероятностей, процессного подхода, структурно-функционального моделирования IDEF и диаграмм потоков данных, системотехники.
Основные положения, выносимые автором на защиту:
-
Модель потоков данных в процессе подготовки производства в рамках виртуальной корпорации как современной формы организации производства, раскрывающая понятие разработки конструкторской документации как услуги, оказываемой внешним и внутренним потребителям, а также результаты исследования сущности процесса управления технологичностью проектного решения, возникающих при этом конфликтов профессиональных интересов, стратегий участников конфликта, их относительных эффективностей и затрат на внедрение.
-
Результаты сравнительного анализа показателей качества конструкторского проектного решения с применением экспертных оценок технологичности конструкции изделия.
-
Математическая модель комплексной квалиметрической оценки технологичности детали типа "вал" на этапе конструкторского проектирования с применением системотехнического подхода; учитывающая наиболее значимые элементы технологичности, в том числе стандартизацию и унификацию конструктивных элементов детали, и включающая методику выбора схемы базирования деталей типа "вал" с учетом их габаритных размеров и материала.
4. Модернизация процесса конструкторской подготовки производства,
направленная на повышение качества проектного решения по критерию техно
логичности и сокращение сроков подготовки производства за счет применения
интеллектуальной подсистемы автоматизированной оценки технологичности, а
также основные алгоритмы интеллектуальной подсистемы САПР, реализующей
оценку технологичности конструкторского проектного решения.
Научная новизна результатов исследования в области технологии машиностроения:
выявлены закономерности проявления информационных, экономических и организационных связей, раскрывающих уровень достижения согласованности конструкторских, технологических и измерительных баз при оценке техно-
логичности конструкции деталей машин типа "вал", как объектов производства, на стадии их проектирования.
Научная новизна результатов исследования в области управления качеством:
предложены математические и информационные модели состояния и динамики качества деталей машин типа "вал" на стадии проектирования, характеризуемого квалиметрическои оценкой технологичности их изготовления, учитывающей себестоимость, трудоемкость и технологическую унификацию элементов детали.
Практическая значимость работы заключается в том, что разработанная методика квалиметрическои оценки технологичности конструкторских проектных решений и оптимального назначения баз для деталей типа "вал", реализуемая в форме интеллектуальной подсистемы САПР, позволяет повысить уровень технологичности машиностроительных деталей.
Реализация работы. Результаты данной работы приняты к внедрению в ОАО Тульский завод "Арсенал" и ООО АСКОН-Центр (г. Тула), что подтверждается актами о внедрении.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на научных конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ в 2004-2007 гг.; на международных научно-технических конференциях: "Технологическая системотехника" (г. Тула, 2003-2006 гг.); международной научно-технической конференции " Автоматизация: проблемы, идеи, решения" (Тула, 2005-2007 гг.); международной электронной научно-технической конференции "Экономика. Управление. Стандартизация. Качество" (Тула, 2006); международной научно-технической электронной интернет-конференции "Технология машиностроения 2006" (Тула, 2006).
Публикации. Основное содержание работы изложено в 14 публикациях общим объемом 3,6 п.л., включая 5 публикаций в реферируемых изданиях, входящих в перечень ВАК.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Содержит 139 страниц машинописного текста, 22 таблицы, 47 рисунков, список литературы из 102 наименований и 3 приложения на 7 страницах. Общий объем диссертации 146 страниц.
