Проектирование технологических процессов

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ  ПРОЦЕССОВ

 
Началом процедуры развития является структурное моделирование, которое необходимо для оптимизации проектов. Для структурного моделирования проектных технологических процессов изготовления новых изделий и оптимизации рабочих технологических процессов действующего производства необходимо рассмотреть процедуру подготовки комплектов проектной технологической документации, разрабатываемой в составе Проектно-сметной документации для реконструкции или технического перевооружения. Она приведена на рис.1.

Главная особенность данной процедуры  заключается в том, что при  подготовке комплектов проектной технологической  документации предусматривается разработка не только перспективных, но и директивных  технологических процессов. Рассмотрим подробнее основные цели, задачи и  отличия таких технологий, которые  позволяют в технологической  части проекта реконструкции  или технического перевооружения обоснованно  ответить на главные вопросы о:

• новых технологических решениях,
• механизации и автоматизации технологических процессов;
• составе применяемого технологического оборудования, том числе импортного;
• применении малоотходных и безотходных технологических процессов;
• использовании более прогрессивных транспортно-техноло ги чес ких схем перемещения тарно-штучных грузов;
• новых методах технического контроля и испытаний изделий;
• минимизации отходов производства, выделении вредных веществ;
• определении состава производственных процессов по утилизации отходов.
• Кроме того, комплект проектной технологической документации, перспективные и директивные технологические процессы, используемые при реконструкции и техническом перевооружении производства, позволяют ответить и на другие важные вопросы о:
• расчете топливно-энергетического и материального балансов технологических процессов;
• оценке потребности в основных видах ресурсов для технологических нужд;
• трудоемкости, станкоемкости и ремонтоемкости производства;
• расчетах количества единиц оборудования, площадей, числа работающих;
• выполнении чертежей технологических компоновок и планировок оборудования.

Охарактеризуем только сущностное содержание и отличительные признаки используемых в проектах реконструкции  и технического перевооружения технологий. Начнем такой анализ с понятий  проектный, перспективный и директивный  технологический процесс. Они определены в Единой системе технологической  документации следующим образом.

Перспективный технологический процесса – это технологический процесс, соответствующий осовремененным достижениям  науки и техники, методы и средства осуществления которого полностью или частично предстоит освоить на предприятии. Комплект директивной технологической документации – это совокупность комплектов документов на отдельные технологические процессы, необходимые и достаточные для проведения предварительных укрупненных инженерно-технических, организационно-экономических задач, при принятии решения по постановке новых изделий на производство применительно к условиям конкретного предприятия. Комплект проектной технологической документации предназначен для применения в проектировании или реконструкции предприятия. Рабочие технологические процессы, т.е. технологические процессы, выполняемые по рабочей технологической и (или) конструкторской документации, в ходе реконструкции и (или) технического перевооружения должны пересматриваться и замещаться новыми, более прогрессивными технологиями. В противном случае реконструкция сводится к реконструкции зданий и организационной перестройке производства, т.е. к менее эффективным формам воспроизводства преимущественно пассивной части основных производственных фондов

Рис.1. Информационно-функциональная схема  
проектирования проектных, перспективных и директивных  
технологических процессов.

В схеме технологического документооборота в соответствии с Единой системой технологической документации (ЕСТД) приняты следующие правила применения комплектов технологической документации, которые увязаны с этапами  и стадиями конструкторской подготовки производства.

Во-первых, на стадии разработки конструкторской  документации технического предложения  технологическую документацию разрабатывать  не принято. Стадиям эскизного и  технического проектирования изделия  ставится в соответствие разработка предварительного проекта технологической  документации. Конструкторской документации опытного образца ставится в соответствие технологическая документация опытного образца (партии). Конструкторской документации серийного или массового производства продукции соответствуют комплекты  технологической документации серийного  или массового производства, включая  директивную технологическую документацию. Технологическую документацию единичного производства разрабатывают не только для конструкторской документации единичного производства, но и для  производства опытного образца или  партии изделий.

Во-вторых, комплекты технологической  документации в зависимости от назначения, вида организации технологических  процессов и глубины их описания принято подразделять на:

• технологическую документацию для обеспечения рабочих мест основного или вспомогательного производства – это различные комплекты рабочей технологической документации, включая технологическую документацию на временные и стандартные технологические процессы и
• технологическую документацию для обеспечения рабочих мест в службах ТПП – это директивные, перспективные, проектные технологические процессы и технологические процессы информа ционного назначения. Каждый из этих комплектов технологи ческой документации в зависимости от вида организации техноло гических процессов подразделяют на единичные, типовые и групповые технологические процессы, а в зависимости от глубины описания – на маршрутные, маршрутно-операционные и операционные.

В-третьих, в перечисленные выше комплекты техно логической документации в различном сочетании кроме титульного листа (ТЛ) также входят: МК – маршрутные карты, КТТП – карты типового технологического процесса, КГТП – карты группового технологического процесса, ТИ – технологические инструкции (по наладке оборудования, настройке технологической оснастки, приготовлению электролитов, различных растворов... инструкции по технике безопасности), КТО – карты типовых операций, КТИ – карты технологической информации, ОК – операционные карты, КЭ – карты эскизов, КК – комплектовочные карты.

Кроме названных документов система  документооборота в технологической  подготовке производства предусматривает  и другие стандартизованные, типовые  и неунифицированные документы:

• ведомости (технологических маршрутов, материалов, норм рас хода материалов, применяемости деталей, держателей подлин ников, оснастки, оборудования, дефектации, производственной программы...);
• карты (наладки, расчёта и кодирования информации, заказа на разработку управляющих программ, технико-нормировочные, заказов на проектирование и изготовление технологической оснастки, карты изменений, карты регистрации результатов испытаний и (или) измерений...);
• акты (внедрения технологических процессов, внедрения средств технологического оснащения, освоения производственных мощ ностей...);
• паспорта (на технологические процессы и особо ответственные детали, паспорт предприятия...);
• журналы (контроля технологических процессов...) и другие документы.

Кроме названных форм в системе  документооборота ТПП используется большое количество неунифицированной (или недостаточно унифицированной) документации – это календарные  графики ТПП, чертежи технологических  компоновок и планировок оборудования, монтажные планы оборудования, ведомости  фунда ментов под оборудование, ведомости и экспликации площадей и т.д.

Если дополнительно учесть, что  на структуру решаемых задач, выполняемых  процедур и форм технологической  документации накладывает свой отпечатокклассы (например, в машино- и приборостроении их более десяти: формообразование {литье, спекание, формование из полимеров...}, обработка {давлением, резанием, термическая и химико-термическая, электро-физическая и электро-хими чес кая, слесарная, раскроя материалов...}, сборка {разъемных и неразъемных соединений, сварка и пайка, клепка, склеивание, монтаж...}, получение плазменных, вакуумных, лако красочных и гальванических покрытий, технический контроль и испытания, перемещение, консервация и расконсервация, упаковка...) и методы изготовления изделий (их около 1500), например точение, шлифование, пломбирование, разметка, плакирование, ионная имплантация..., то становится ясной высокая сложность системы ТПП, связанного с ней технологического документооборота и процедур разработки технологических процессов, в том числе при решении проектных задач реконструкции и технического перевооружения.

В этой связи мы более подробно остановимся не на построении всей системы технологического документооборота, используемого, например, при разработке АСТПП, а только на той части разработки комплектов проектной, директивной  и перспективной технологической  документации, которая имеет прямое отношение к реконструкции и  техническому перевооружению производства.

Технологическое обеспечение конкурентоспособности  и качества изделий машиностроения при постановке новой продукции  на производство может быть ориентировано  не только на обеспечение технологичности  конструкции изделия, но также на разработку директивных технологических  процессов. Директивные технологические  процессы относятся преимущественно  к изготовлению оригинальных изделий, в том числе деталей, а перспективные  технологические процессы – к  изготовлению типовых конструкций. Реализация обеих разновидностей технологии осуществляется путем разработки вначале  комплекта проектной технологической  документации для выполнения технологической  части проекта реконструкции (технического перевооружения), а на инновационной  стадии использования этой документации – разрабатывают комплекты документов технологического процесса, которые называют рабочими технологическими процессами реконструированного производства.

Главное, что отличает директивные  и перспективные технологические  процессы, заключается в том, что  экономический эффект от применения директивных технологических процессов, чаще всего направленных на повышение  качества, проявляется главным образом  в сфере эксплуатации изделия  и в увеличении объемов продаж новой конструкции изделия с  улучшенными качественными свойствами. А у перспективных технологических процессов экономический эффект от ресурсосбережения проявляется в первую очередь в сфере производства изделия и увеличения объема продаж от снижения цены изделия.

Конструкции новых изделий в  целях существенного повышения  их качества (конкурентоспособности, тактико-технических  данных, технического уровня изделия) весьма часто содержат новые конструкторские  решения. К ним относят: более  совершенные материалы; повышенные требования, например, к точности и  шероховатости обработки поверхностей; они содержат новые элементы конструкций  изделий, покрытия, которые не могут  быть изготовлены с помощью существующих технологических процессов на предприятии. В этой связи для постановки на производство новых изделий проектные  организации должны обеспечивать для  данного предприятия создание новых  так называемых директивных технологических процессов, которые устраняют несоответствие новой конструкции, ее элементов с повышенными качественными свойствами и сложившейся технологической системой действующего предприятия. 
В настоящее время наметилось четыре основных направления создания директивных технологических процессов.

1. Изготовление и обработка новых  конструкционных материалов. Например, сварка взрывом композиционных  материалов, У которые обеспечивают  коренное улучшение эксплуатационных  свойств изделия (например, замена  меди на композиционный материал  «молибден–медь–титан», полученный  импульсным нагруженном, улучшает эксплуатационные характеристики изделия в условиях высокоскоростного трения в сотни раз).

2. Изготовление принципиально новых  для конкретного предприятия  сборочных единиц и деталей.  Например, в целях существенного  увеличения частоты вращения  шпинделя высоко скоростного  станка требуется замена подшипников  качения актив ными магнитными подшипниками. Технологические процессы их изготовления относятся в данном случае к директивным. 
Реализация названных технологических процессов может предусматривать использование в качестве заготовок: специальных методов литья, в том числе получением структуры направленной кристаллизацией и монокристаллов; уникальных штамповок (изотермическая, высокоскоростная, взрывом, в условиях сверхпластичности металла); применение ротационной вытяжки; электровысадки; использование композиционных, керамических и нанокристаллических материалов и т.п.