Введение к работе
Понятие технологичности конструкции является одним из базовых понятий технологии машиностроения и основой обеспечения использования конструкторско-технологических резервов для решения задач, связанных с повышением технико-экономических показателей изготовления изделий. Сложность оценки технологичности во многом является субъективной, зависящей от опыта и знаний отдельных конструкторов и технологов, что не учитывает существенно расширяющиеся возможности современного оборудования и не позволяет обеспечить эффективность его эксплуатации.
Процесс обеспечения технологичности изделия, отражающий связь между конструктивными особенностями изделия и уровнем затрат при его производстве, является противоречивым и не имеет полного описания его проведения.
Каждая конструкция несёт в себе информацию о технологии её изготовления в конкретных производственных условиях. То, что в одних определённых условиях, характеризуемых, например, специализацией цехов, наличием того или иного оборудования и средств технологического оснащения, может быть рациональным, технологичным, в других может оказаться неприемлемым. К производственным условиям следует отнести также программу выпуска, в зависимости от которой и разрабатывается технологический процесс изготовления изделия. Конструкция, технологичная в условиях единичного или мелкосерийного производства, оказывается нетехнологичной в условиях массового производства, и наоборот.
Актуальность работы обусловлена тем, что в настоящее время отсутствуют методы количественной оценки технологичности изделий, учитывающие возможности использования оборудования для их изготовления и позволяющие создать формализованные процедуры обеспечения технологичности конструкции.
Значительную роль в жизненном цикле изделия играют решения, принятые на этапах конструкторско-технологической подготовки при оценке производственной технологичности, позволяющей определить соответствие запланированного для обработки комплекта деталей возможностям производственной системы. Только полное использование всех специфических особенностей каждого из технологических процессов позволяет достичь наибольшей его производительности и эффективности. Во многом возможность наиболее экономичного изготовления деталей при требуемом качестве и заданном объеме выпуска и серийности обеспечивает технологичность их конструкции.
Целью данной работы является повышение качества обработки деталей и эффективности функционирования многономенклатурных производственных систем на основе разработки дополнительных количественных показателей оценки производственной технологичности.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
-
Выявление и описание взаимосвязей между производственной технологичностью и её влиянием на технологические составляющие обработки.
-
Обоснование состава дополнительных количественных показателей оценки производственной технологичности для использования в системе планирования многономенклатурных технологических процессов.
-
Создание моделей, позволяющих на стадии оценки деталей на технологичность сделать заключение о возможности рационального обеспечения заданных в конструкторской документации параметров в конкретной производственной системе:
-
модель оценки возможности изготовления заданной номенклатуры деталей;
-
модель оценки использования технологических возможностей оборудования;
-
модель оценки степени использования функциональных возможностей оборудования с позиции увеличения концентрации и обеспечения условий для формирования рациональных структур технологических операций;
-
модель прогнозирования загрузки технологического оборудования по конструктивным характеристикам обрабатываемых деталей;
-
модель прогнозирования многовариантности обработки деталей.
-
-
Разработка методик для количественной оценки дополнительных показателей производственной технологичности механообрабатывающих производств, учитывающих специфику технологической подготовки единичного, мелко- и среднесерийного производства и ориентированных для использования в системе планирования многономенклатурных технологических процессов.
-
Разработка алгоритмического и программного обеспечения подсистемы количественной оценки производственной технологичности в системе планирования многономенклатурных технологических процессов.
Методы и средства исследования. Для исследования и реализации поставленных в работе задач использовались основные положения технологии машиностроения, математический аппарат теории матриц, математической логики, теория и методы построения систем массового обслуживания, кластерный анализ. При разработке программных средств использовались методы структурного и объектно-ориентированного программирования.
Научная новизна заключается:
в выявлении взаимосвязей между производственной технологичностью и её влиянием на технологические составляющие обработки заданной номенклатуры деталей в конкретной производственной системе;
в обосновании дополнительных количественных показателей производственной технологичности и разработке моделей их оценки в системе планирования многономенклатурных технологических процессов.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Математические модели, определяющие на основе анализа связей между конструктивными элементами деталей и свойствами производственной системы рациональность их изготовления.
-
Разработанные дополнительные количественные показатели производственной технологичности и методы их оценки в условиях многономенклатурного производства.
-
Алгоритмы отработки деталей на производственную технологичность в системе планирования многономенклатурных технологических процессов.
Практическая ценность и реализация результатов работы заключается в разработке алгоритмического и программного обеспечения подсистемы оценки дополнительных количественных показателей производственной технологичности. Результаты выполненных исследований в виде методик и программного обеспечения используются в конструкторско-технологической подготовке производства ОАО «Саратовский агрегатный завод», а также нашли применение в учебном процессе при проведении занятий по дисциплине «Технология машиностроения».
Апробация результатов диссертации проводилась на 8 научно-технических конференциях: «Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы» (Волжский, 2006), «Математические методы в технике и технологиях – ММТТ-20» (Ярославль, 2007), «Инновации, качество и сервис в технике и технологиях» (Курск, 2009), «Общество в эпоху перемен: формирование новых социально-экономических отношений» (Саратов, 2009), «Проблемы геометрического компьютерного моделирования в подготовке конструкторов для инновационного производства» (Саратов 2010), «Современные технологии в машиностроении» (Пенза, 2010), «Системы проектирование технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта (CAD/CAM/PDM – 2012)» (Москва, 2012), «Актуальные проблемы транспорта и энергетики и пути инновационного поиска решения» (Астана, 2013).
Публикации. По материалам диссертации опубликована 21 печатная работа, в том числе 6 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ. Получено 11 свидетельств о регистрации программ для ЭВМ и баз данных.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованных источников из 161 наименования и 9 приложений. Основной текст диссертации изложен на 203 страницах, иллюстрированных 41 рисунком, и содержит 8 таблиц.
