Проектирование в НИОКР

- себестоимость и отпускная  цена новой продукции;

- прибыль и рентабельность производства.

     Трудоёмкость  изготовления продукции определяется  в процессе её проектирования. Более технологичной считается  та конструкция, которая при  прочих равных условиях менее  трудоёмка. Большие возможности  уменьшения трудоёмкости заложены в правильном выборе прогрессивных методов получения заготовок, рациональном выборе классов шероховатости. На смену механообработке постепенно проходят точные методы формообразования деталей – штамповок, литья под давлением.

     Материалоёмкость  характеризует общий расход материала на изготовление данной конструкции изделия или удельную материалоёмкость на эксплуатационный параметр. У конструктора есть возможность при проектировании детали выбрать материал из нескольких, обеспечивающих одинаковые эксплуатационные свойства детали, но различные по стоимости, трудоёмкости обработки, а иногда способствующие снижению массы изделия.

     Себестоимость,  прибыль и рентабельность новой  конструкции изделия являются  обобщающими показателями её  технологичности.

     С производственной точки зрения новая конструкция будет считаться технологичной, а следовательно, и эффективной и эффективной, если дополнительная прибыль (∆П), полученная в результате освоения, выпуска и реализации новой продукции, обеспечит рентабельность не ниже средней, сложившейся рентабельности на предприятии-изготовителе. Этому условно должно удовлетворять неравенство:

                                                                                                                                  (1.1)

где ∆К – дополнительные капиталовложения, связанные с освоением  новой конструкции изделия;

П- суммарная годовая  прибыль предприятия-изготовителя до выпуска новой конструкции  изделия;

О_ф – стоимость производственных фондов предприятия-изготовителя.

     Дополнительная прибыль (∆П) определяется по формуле:

                                   ∆П=[N₂(Ц₂-С₂)-З_т]-[N₁(Ц₁-С₁)]                                           (1.2)

где N₁ и N₂ – среднегодовой выпуск ранее освоенной и новой конструкции изделия;

Ц₁ и Ц₂ – соответственно цены на ранее освоенную и новую конструкцию;

С₁ и С₂ – соответственно себестоимость ранее освоенной и новой конструкции;

З_т – среднегодовые затраты, связанные с технической подготовкой и освоением в производстве конструкции нового изделия.

     С эксплуатационной точки зрения потребителя новая конструкция должна обладать следующими показателями:

1) более надёжной (долговечной,  безотказной, ремонтопригодной и  сохраняемой) в эксплуатации.

2) удобной в обслуживании и  ремонте, эстетичной и безопасной в эксплуатации.

3) эргономичной (с точки зрения  психологии, физиологии и гигиены  труда работников обслуживания)

4) более производительной в единицу времени

5) более экономичной в потреблении  электроэнергии и капиталовложений  эксплуатационников новой продукции.

6) обеспечивать минимальную себестоимость  единицы работы, выполняемой изделием.

     Если эксплуатационные  свойства новой техники повышаются  по сравнению с ранее освоенной  (заменяемой), то экономическая эффективность  её определяется путём соизмерения капитальных вложений потребителя со снижением себестоимости работы, выполняемой новой техникой.

     Лучшим признаётся  вариант с наименьшей суммой  приведённых затрат:

                                                U_i+Е_нК_i→imin                                                         (1.3)

где U_i – годовые эксплуатационные издержки, предприятий-потребителей продукции по i-ому варианту;

К_i – капитальные вложения предприятия-потребителя продукции по i-му варианту;

Е_н – нормативный коэффициент экономической эффективности.

     После расчёта  суммы приведённых затрат по  вариантам техники можно определить  годовой экономический эффект  использования новой или усовершенствованной  техники. [4]

 

 

     1.2. Предпроектные  исследования, их содержание и  общая характеристика

 

     Научные исследования являются основой для быстрого развития техники, открывают новые возможности и потенциальные источники для коренного преобразования производства. В свою очередь, техника, развиваясь под влиянием производства и удовлетворяя его потребности, способствует развитию научных исследований. Наука, техника и производство находятся в постоянной связи и взаимодействии. К научно-исследовательским работам относятся фундаментальные, поисковые и прикладные исследования.

     Фундаментальными называются исследования, которые изучают объективные явления и закономерности, открывают принципиально новые пути преобразования природы и общества, производительных сил, создания техники и технологии будущего, использования новых источников энергии. Они часто выполняются без учёта возможных областей применения полученных результатов, хотя в процессе фундаментальных исследований можно получить и побочные результаты прикладного характера. На основе результатов фундаментальных исследований формируется комплекс научно-технических проблем прикладного характера применительно к потребностям конкретных областей науки, техники и производства. Фундаментальные исследования выполняются в основном в академических институтах, вузах, а в объединениях и на предприятиях не проводятся.

     Поисковыми  называются исследования, направленные  на создание научного задела  в целях его дальнейшего использования  в прикладных исследованиях. Они  выполняются в том случае, если  отсутствуют готовые научные  и технические решения, и направлены на поиск оптимальных решений возникшей научной проблемы. Поисковые исследования предназначены для изучения возможности создания новой техники, новых форм и методов организации производства на основе ранее выполненных исследований фундаментального характера, вновь открытых закономерностей и принципов. В них исследуются принципиально новые направления конструирования, технологии изготовления специального оборудования и материалов, прогнозируются и определяются пути развития технического прогресса в отрасли. Поисковые исследования выполняются главным образом в отраслевых научно-исследовательских институтах, но нередко ведутся академическими институтами и вузами. Предприятия поисковых исследований не проводят.

     Прикладными  называются исследования, направленные на решение научно-технических и организационно-экономических задач в целях получения конкретного результата для непосредственного использования в проектных разработках. Прикладные НИР предназначены для определения наиболее совершенных методов создания новых изделий, новых технологических процессов, коренного улучшения уже выпускаемой продукции, материалов и способов их обработки. В ходе прикладных исследований изучается состояние, определяются пути и методы совершенствования организации и управления производством. Они ведутся в основном крупными объединениями, предприятиями, а также отраслевыми научно-исследовательскими институтами и вузами, которые заключают хозяйственные договоры с предприятиями на выполнение конкретных научных работ для непосредственного внедрения результатов в производство.

     К научно-исследовательским  работам, выполняемым на предприятиях, условно относятся разработки по созданию нормативно-технических, проектных и информационных документов, подлежащих непосредственному внедрению в производство. К ним относятся стандартные и руководящие материалы, оргпроекты, справочники, научно-информационные материалы. Кроме того, ведутся организационно-методические и плановые работы исследовательского характера, вытекающие из общих задач НИИ, КБ, предприятий: разработка перспективных планов развития отрасли, подотрасли, объединения; разработка планов по стандартизации, надёжности, технико-экономическим исследованиям; работы по анализу деятельности предприятий, научно-исследовательских и проектных организаций; составление экспертных заключений; подготовительные работы к составлению тематических планов. [5]

 

 

     1.3. Методы  скоростного проектирования и  освоения выпуска новой продукции 

 

     Задачи  сокращения сроков создания и  освоения выпуска новой продукции требует широкого использования методов ускоренной подготовки производства. Служба ФСА (отдел, бюро, лаборатория) готовит предложения о проведении этой работы.

     ● Комплексная  стандартизация. Важным средством  ускорения подготовки производства является повышение уровня стандартизации. Известно, что при проектировании продукции машиностроения можно использовать до 75-90% стандартизованных и унифицированных элементов конструкции. Применение уже освоенных в производстве деталей в новых конструкциях создаёт условия для сокращения сроков конструирования деталей, разработки технологических процессов, изготовления оснастки. Если число стандартных деталей в новых машинах увеличить в среднем до 70-75%, то затраты труда на их создание уменьшились бы на 20-25%, а период освоения сократился на 6-12 месяцев.

     Не менее  важное значение имеет и технологическая  стандартизация. Создание типовых  технологических процессов позволяет  не только сократить сроки  технологической подготовки производства, но и существенно повысить качество продукции и производительность труда за счёт применения типовых решений, основанных на использовании прогрессивных технологических методов и передового опыта. Типизация технологических процессов позволяет уменьшить объём технологической документации на производство новой машины в 6-10 раз, снизить трудоёмкость проектирования технологии в 3-4 раза, время на разработку норм труда – в 2-2,5 раза.

     В рамках  производственных и научно-производственных  объединений можно осуществить  комплексную стандартизацию. В этом случае системой стандартов охватываются конечное изделие и его конструктивные элементы, технологические процессы, орудия труда и оснастка, средства и методы контроля качества, способы хранения и транспортировки продукции.

     ● Повышение гибкости производственных систем. Важной формой ускорения подготовки производства и сокращения затрат на освоение новой техники является повышение гибкости производственных подразделений.

     Процесс  перестройки производства на  выпуск новой продукции требует больших затрат времени и других ресурсов. Вместе с тем в современных условиях представляется возможным, применяя специальные технические средства и организационные решения, повысить гибкость производственных систем и на этой основе обеспечит переход на выпуск новой продукции в короткие сроки и с наименьшими затратами.

     Одним из  методов, реализации которого  позволяет повысит степень гибкости  производственных систем, является  групповой метод обработки изделий.  Групповой производственный процесс разрабатывается на комплексную деталь с такой очерёдностью операций, которая обеспечила бы обработку любой детали данной группы. При этом технологическое оснащение также должно быть групповым и пригодным для любой детали группы. Применяемое оборудование, в свою очередь, должно обеспечивать высокопроизводительную обработку и простую переналадку на обработку новой партии деталей.

     В современных  условиях основой повышения гибкости  производственных систем во всё  большей степени становится внедрение в практику быстропереналаживаемых технических средств.

     Развитие  таких технических средств прошло  три этапа: первый, охватывающий  возникновение и последующее  широкое применение универсального  технологического оснащения; второй  связан с появлением оборудования с числовым программным управлением; третий, в который в настоящее время вступает отечественное машиностроение, – с формированием принципиально нового вида переналаживаемых технических средств – гибких автоматических производств.

     На предприятиях машиностроения используется большое количество универсального оснащения. Наиболее эффективным является применение универсально-сборочных приспособлений (УСП). Сущность системы УСП состоит в том, что из отдельных взаимозаменяемых элементов собирается станочное или контрольное приспособление для данной детали и операции, производимой на определённом оборудовании, а после выполнения этой операции приспособление разбирается на составляющие элементы, из которых затем вновь собираются приспособления уже для других деталей и операций. Из имеющегося комплекта деталей сборных приспособлений можно многократно собирать в различных комбинациях многочисленные приспособления для различных работ. Применение УСП сокращает сроки проектирования и изготовления оснащения до нескольких часов вместо недель и месяцев.

     С появлением  в 60-х годах станков с числовым  программным управлением стало  возможным быстро и с наименьшими  затратами осуществлять настройку  станка на изготовление новой  детали. Переналадка станков в  этом случае заключается в замене программы, записанной на магнитной ленте или другом носителе информации. В результате резко сокращаются затраты времени и труда на технологическую подготовку производства и освоение новых изделий.