Chuẩn bị thiết kế sản xuất: các giai đoạn, nhiệm vụ và mục đích

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Sự phát triển của khoa học và công nghệ trong thế giới hiện đại dựa trên việc sử dụng các quy trình đặc biệt để thiết kế và hiện đại hóa các cấu trúc hiện có, các phương pháp và cách tiếp cận tiến bộ trong hoạt động sản xuất. Các giải pháp tổng hợp đảm bảo sự phát triển không ngừng của cơ sở thiết kế và công nghệ của các xí nghiệp công nghiệp, cũng như tuân thủ các biện pháp sử dụng kinh tế hợp lý, được gọi là chuẩn bị kỹ thuật cho sản xuất. Nó dựa trên các quy trình đổi mới xảy ra trong bối cảnh nghiên cứu khoa học và kỹ thuật (thiết kế và chuẩn bị công nghệ sản xuất).

Loại nghiên cứu

Nghiên cứu khoa học có thể làm tăng đáng kể mức độ cạnh tranh của các sản phẩm đã phát triển. Từ quan điểm của các quá trình hoặc hiện tượng mà chúng được hướng tới, chúng được xem xét trong bối cảnh của ba nhóm chính:

• Nghiên cứu cơ bản -làm cho nó có thể có được những quy luật mới hoặc những khuôn mẫu hành vi của các đối tượng và hệ thống của thực tế xung quanh, nhằm mục đích sử dụng hơn nữa vào hoạt động sản xuất và kinh tế của con người. Được thực hiện bởi các tổ chức nghiên cứu đặc biệt (chuyên biệt).
• Nghiên cứu thăm dò - thử nghiệm các mô hình mở cho các hoạt động sản xuất, cho phép nâng cao trình độ khoa học kỹ thuật và hiệu quả tổng thể của các doanh nghiệp và cơ sở khu vực dân dụng.
• Ứng dụng - tiếp tục nghiên cứu trước đó, chúng cho phép giải quyết các vấn đề khoa học và kỹ thuật cụ thể, tạo ra các công nghệ hoặc thiết kế mới.

Nghiên cứu cơ bản thường được chính phủ tài trợ vì nó thường không có giá trị thị trường. Nghiên cứu ứng dụng và tìm kiếm nhằm giải quyết các vấn đề thực tế và thường được tài trợ bởi các doanh nghiệp thương mại. Nghiên cứu khoa học về một vấn đề cụ thể, được thực hiện theo một kế hoạch cụ thể, được gọi là đề tài khoa học (hợp đồng kinh tế).

Theo quy luật, tiền sản xuất thiết kế bao gồm một số loại nghiên cứu nhất định.

Các giai đoạn thực hiện đề tài khoa học

Hợp đồng kinh tế, tức là do các doanh nghiệp cá nhân tài trợ, và nghiên cứu khoa học được thực hiện theo một kế hoạch truyền thống nhất định:

• phát triển các điều khoản tham chiếu cho vấn đề cần giải quyết và nghiên cứu tính khả thi của chủ đề được đề xuất;
• lựa chọn hướng nghiên cứu, dựa trênnghiên cứu các giải pháp hiện có, nghiên cứu thông tin bằng sáng chế và phát triển các hướng dẫn thực hiện chung;
• tiến hành nghiên cứu (lý thuyết và thực nghiệm) để xác định vị trí lý thuyết của dữ liệu thực thu được từ thực nghiệm;
• kết luận chung về công việc đã hoàn thành và việc lập báo cáo.

Kết quả thu được là cơ sở cho các giai đoạn chuẩn bị thiết kế cho sản xuất tiếp theo. Một doanh nghiệp công nghiệp đã phát triển các bộ phận thiết kế và phát triển công nghệ mới (thiết kế trưởng, kỹ thuật viên chính) trong cơ cấu tổ chức của mình có thể tiến hành các nghiên cứu này một cách độc lập. Nếu cần, có thể thu hút các tổ chức nghiên cứu bên ngoài (các tổ chức, công ty liên doanh), điều này có thể làm tăng mức độ phức tạp của công việc được thực hiện và đẩy nhanh tốc độ của các giai đoạn riêng lẻ.

Nghiên cứu được thực hiện (quy trình đổi mới) cho phép bạn nhận được ba loại đổi mới chính - phát hiện, phát minh và đề xuất hợp lý hóa. Việc đưa chúng vào sản xuất và hoạt động kinh tế là một yếu tố quan trọng của sự phát triển kỹ thuật của doanh nghiệp theo thời gian và là một trong những yếu tố quan trọng trong việc tổ chức thiết kế và chuẩn bị công nghệ sản xuất.

Các vấn đề chung của tổ chức

Trong quá trình hoạt động, các xí nghiệp công nghiệp cần liên tục trùng tu các công trình công nghiệp, thiết bị công nghệ vàcác yếu tố cơ sở hạ tầng (luồng giao thông, mạng lưới kỹ thuật, thông tin liên lạc, v.v.) do sự xuống cấp vật lý. Ngoài ra, cần đảm bảo sự phát triển của kỹ thuật công nghệ của doanh nghiệp đáp ứng điều kiện kinh tế mới và yêu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng. Mục đích chính của việc tiền sản xuất thiết kế là gì.

Mức độ thực tế của tình trạng kỹ thuật của xí nghiệp phải được đánh giá trong các khoảng thời gian xác định, có tính đến một số chỉ tiêu của hệ thống sản xuất. Chúng được đánh giá theo động lực của sự thay đổi theo thời gian cả tại bản thân doanh nghiệp và trong các hệ thống liên quan, do đó có thể điều chỉnh chúng một cách hợp lý. Cần lưu ý rằng việc kiểm soát các quỹ của doanh nghiệp và duy trì chúng trong tình trạng hoạt động là nhiệm vụ chính của hoạt động của các cơ sở hạ tầng của doanh nghiệp.

Các thông số đánh giá sự phát triển

Theo quy định, các chỉ số được xem xét theo các tiêu chí nhất định:

1. Mức độ trang thiết bị kỹ thuật - cách thức công nhân sản xuất được cung cấp kinh phí (quỹ) cần thiết và các nguồn năng lượng cần thiết.
2. Mức độ mới của công nghệ - phân bố tỷ lệ quy trình theo cường độ lao động, tỷ lệ quy trình công nghệ và kỹ thuật mới, tuổi trung bình của các yếu tố của công nghệ được sử dụng, tính hợp lý của việc sử dụng nguyên vật liệu và phụ tùng.
3. Tính mới và sự phù hợp của các đặc tính thiết bị - thông số hiệu suất, chức năng, tiêu thụ vật liệu, chỉ số độ tin cậy (độ tin cậy, độ bền, khả năng bảo trì vàan toàn), thời lượng hoạt động trung bình, phần trăm thiết bị tiến bộ, phần trăm thiết bị bị hao mòn về mặt vật chất và tinh thần.
4. Chỉ số cơ giới hóa (tự động hóa) - số lượng các thao tác lao động được cơ giới hóa; tỷ lệ phần trăm sản phẩm được sản xuất bằng các thiết bị (công nghệ) tự động.

Hệ thống thiết kế chuẩn bị sản xuất cho phép bạn duy trì giá trị của các chỉ số này trong giới hạn đã thiết lập.

Hướng phát triển công nghệ

Để giải quyết các vấn đề cấp bách về việc duy trì và cải tiến hệ thống sản xuất theo thời gian, các cơ chế và thủ tục khác nhau cho các yếu tố ảnh hưởng của doanh nghiệp được sử dụng. Để thực hiện chúng, các phương pháp tiếp cận thiết kế chuẩn bị sản xuất đều có liên quan. Các điểm đến này bao gồm:

• Xây dựng cơ sở mới - xây dựng doanh nghiệp từ đầu, tạo ra một đơn vị sản xuất mới (xưởng, địa điểm) theo cách thức được pháp luật quy định.
• Tăng quy mô của doanh nghiệp hiện tại - giới thiệu năng lực bổ sung của doanh nghiệp thông qua việc thành lập các bộ phận hoặc cơ sở bổ sung; tăng diện tích của các đơn vị hiện có để cải thiện hiệu suất sản xuất, năng lực tăng dòng sản phẩm và hiệu quả chi phí.
• Tái thiết - thay đổi các hệ thống con riêng lẻ của doanh nghiệp, cải tiến cơ cấu công nghệ và kỹ thuật. Được thực hiện trên cơ sở thay thế các thiết bị công nghệ lạc hậu, tăng tỷ trọngcác quy trình được cơ giới hóa (tự động hóa), loại bỏ sự mất cân đối trong công việc của các hệ thống con khác nhau của doanh nghiệp (góp phần cải thiện các chỉ số kinh tế vĩ mô của doanh nghiệp).
• Tái trang bị hoặc tái trang bị phương tiện sản xuất - thay thế thiết bị, dụng cụ lạc hậu bằng những thiết bị, dụng cụ tiên tiến hơn với hiệu suất được cải thiện.
• Hiện đại hóa - cải tiến cá nhân trong các yếu tố của hệ thống sản xuất (thiết bị, công nghệ, tổ chức và kiểm soát) để phù hợp với sản xuất và sản phẩm được tạo ra (các yếu tố, hệ thống) để thay đổi điều kiện thị trường, tiêu chuẩn hoặc yêu cầu của người tiêu dùng.

Ngoài các chỉ số này, hệ thống sản xuất còn được đánh giá bằng tác động môi trường của chúng. Họ xem xét quy mô tái chế chất thải sản xuất, ô nhiễm môi trường tự nhiên, tỷ lệ sản phẩm thân thiện với môi trường.

Tổ chức thiết kế chuẩn bị sản xuất

Công việc nghiên cứu trong lĩnh vực thiết kế các cấu trúc tiên tiến là một quá trình tốn nhiều công sức, quy mô lớn và đòi hỏi sự sử dụng các nguồn lực vật chất và tài chính, kết hợp kết quả của việc thiết kế các sản phẩm mới với việc đánh giá thử nghiệm tiếp theo. Chúng được thực hiện dưới sự kiểm soát của OGK (bộ phận của thiết kế trưởng) hoặc phòng thiết kế (KB) thuộc bộ phận kỹ thuật của doanh nghiệp.

Kết quả của sự phát triển không ngừng, các thông số khác nhau của hệ thống sản xuất được cải thiện - năng suất và chức năng được tăng lên, chi phí được tối ưu hóa, khoảng thời gian sản xuất được thay đổi vàđiều kiện để các đơn vị sản xuất hoạt động hiệu quả nhất.

Một vai trò quan trọng trong việc tổ chức thiết kế chuẩn bị sản xuất được giao cho các bộ phận thiết kế của doanh nghiệp. Một trật tự lưu trữ bản vẽ, kế hoạch và sơ đồ nhất định được thiết lập. Các cơ chế đang được phát triển để cung cấp kịp thời cho các đơn vị sản xuất. Kỷ luật công nghệ và thiết kế nghiêm ngặt được duy trì.

Vấn đề về thiết kế chuẩn bị sản xuất

Các câu hỏi cơ bản được giải quyết khi thiết kế các hệ thống đơn giản và phức tạp là:

• phân tích các điều kiện kỹ thuật cho các phần tử kết cấu được phản ánh trong các tính năng của sản xuất và sửa chữa;
• phát triển các dự án khác nhau cho các sản phẩm được đề cập, với mục đích cải thiện các phương án thiết kế tổng thể;
• phát triển dung sai sửa chữa (tăng khả năng thay thế cho nhau của các bộ phận và giảm chi phí sản xuất);
• cải tiến và hiện đại hóa cơ sở phần tử;
• thống nhất các cụm (cụm, bộ phận) để loại bỏ việc đánh giá quá mức bất hợp lý về số lượng kích thước tiêu chuẩn.

Như bạn có thể thấy, việc sử dụng tiền sản xuất theo thiết kế ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ thất thoát trong quá trình vận hành sau này của các cơ sở.

Kỷ yếu

Nội dung của nghiên cứu thiết kế được xác định bởi các tính năng đặc trưng của đối tượng nghiên cứu, mục đích chức năng và phương pháp chế tạo (sửa chữa). Nói chung, có một sốcác giai đoạn điển hình, kết quả của chúng sẽ là việc tạo ra các tài liệu kỹ thuật và quy định. Chúng được thực hiện theo ESKD. Mức độ phức tạp của sản phẩm và phạm vi sử dụng thêm của nó có ảnh hưởng trực tiếp đến nội dung và số lượng công đoạn. Vì vậy, một số trong số chúng, đặc biệt là giai đoạn chuẩn bị, có thể bị giảm bớt, kết hợp hoặc hoàn toàn không có.

Các giai đoạn tiền sản xuất thiết kế:

1. Vẽ điều khoản tham chiếu (viết tắt TK). Lập danh sách các tài liệu tham khảo, phân tích các tài liệu đặc biệt và các văn bản quy định - hướng dẫn, mệnh lệnh, giải thích và khuyến nghị. Phân tích và phê duyệt tiếp theo các hạng mục của nhiệm vụ thiết kế cấu trúc. Xây dựng lịch trình công việc được đề xuất dưới dạng mô hình thuật toán (biểu đồ Gantt hoặc biểu đồ mạng). Hạch toán chi phí thiết kế trong tương lai. Tính toán sơ bộ hiệu quả kinh tế từ kết quả của hoạt động đổi mới.
2. Xây dựng đề xuất kỹ thuật (tương tự như TP). Tính toán đầy đủ các thành phần kinh tế. Đang cân nhắc các phương án thiết kế và lựa chọn phương án tối ưu nhất. Điều chỉnh tổng số công việc và thời gian thực hiện.
3. Thực hiện một thiết kế dự thảo. Xem xét các sơ đồ của thiết kế hoặc quy trình mới, thực hiện các tính toán toán học sơ bộ, xác định kích thước tổng thể của sản phẩm trên bản vẽ chung, bố trí và thử nghiệm nó;
4. Thiết kế kỹ thuật. Công đoạn nghiên cứu tốn nhiều thời gian và công sức nhất. Thực hiện các tính toán cơ bản về độ bền, độ tin cậy của kết cấuvà an ninh. Thử nghiệm nguyên mẫu (bắt buộc và / hoặc tăng tốc). Hiện đại hóa cấu trúc dựa trên các thông số đã tính toán. Công đoạn tốn nhiều thời gian, kéo dài và tốn kém nhất.
5. Chuẩn bị tài liệu làm việc - tạo bản vẽ lắp ráp, chi tiết sản phẩm, vẽ sơ đồ và hệ thống dây điện. Tạo các bản sao và bản sao của tài liệu. Thiết kế cuối cùng.

Giai đoạn tiền sản xuất thiết kế cho phép bạn hoàn thành toàn bộ chu trình phát triển và triển khai tài liệu dự án.

Đặc điểm của thiết kế hiện đại

Để đáp ứng các yêu cầu ngày càng cao đối với cơ sở cấu trúc về độ tin cậy và chức năng của các sản phẩm công nghiệp, trong những năm gần đây, việc chuẩn bị thiết kế cho sản xuất đã sử dụng các hệ thống thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính. Do sự phức tạp ngày càng tăng của các dự án riêng lẻ (ví dụ: phát triển các mạch tích hợp), việc sử dụng các phương pháp máy móc đặc biệt thường là cách duy nhất có thể để tạo ra sản phẩm mong muốn với các thông số đã cho.

Khi tự động hóa các quy trình thiết kế, một sản phẩm được tạo ra trên cơ sở các thuật toán máy chính xác được nhúng trong các gói phần mềm chuyên dụng. Điều này làm giảm ảnh hưởng của yếu tố con người đến độ chính xác của tính toán và lựa chọn phương án thiết kế phù hợp nhất. Giảm đáng kể thời gian thực hiện dự án, thử nghiệm và tổng chi phí ở tất cả các giai đoạn thiết kế.

Thiết kế-đồng thời chuẩn bị thiết kế sản xuất có một số ưu điểm, thể hiện ở các yếu tố sau:

• giảm đáng kể độ phức tạp và thời gian của dự án;
• chi phí trả lương đang được giảm (do tối ưu hóa nhân viên);
• làm tăng mức chất lượng của thành phẩm;
• Chỉ báo độ tin cậy đang chuẩn hóa;
• tích lũy các giải pháp đã được chứng minh trong cơ sở dữ liệu ngành;
• tài liệu được giám sát liên tục;
• mô hình toán học giảm thiểu các thiết kế không tối ưu, v.v.

Kết

Hệ thống thiết kế chuẩn bị sản xuất là một mắt xích cần thiết trong chuỗi chu kỳ sống của bất kỳ sản phẩm nào. Nó được sử dụng thành công như nhau cho cả việc tạo ra các sản phẩm công nghiệp và các hệ thống chuyên dụng phức tạp. Như kinh nghiệm của những năm gần đây cho thấy, việc thông tin hóa quy trình sản xuất ngày càng gia tăng cũng đặt ra những yêu cầu mới đối với việc cải tiến hệ thống thiết kế.