(МАИ (ТУ))
(МГУПП)
РЕАЛИЗАЦИЯ КОНСТРУКТОРСКОЙ ПОДГОТОВКИ
ПРОИЗВОДСТВА СРЕДСТВАМИ САПР
Любое производство невозможно без предварительной разработки технической документации. Процесс разработки конструкторской документации принято называть конструкторской подготовкой производства.
В последнее время все чаще упоминается понятие жизненного цикла изделия (рис. 1): от концептуальной идеи и первого компоновочного эскиза до гарантийного ремонта конкретного изготовленного (выпущенного) экземпляра изделия и снятия его с эксплуатации (а всего модельного ряда в целом – с производства) в связи с моральным устареванием.
Рис. 1. Жизненный цикл изделия.
При этом изделием называют единицу промышленной продукции, количество которой может быть исчислено в штуках или экземплярах (ГОСТ 15895-77 (СТ СЭВ 547-77)). Различают изделия основного производства и изделия вспомогательного производства. К первым относят изделия, предназначенные для реализации, ко вторым – изделия, предназначенные для собственных нужд предприятия. Вообще говоря, целью функционирования предприятия является выпуск изделий основного производства.
Изделия, в зависимости от наличия или отсутствия в них составных частей, делят на:
а) неспецифицируемые (детали), не имеющие составных частей;
б) специфицируемые (сборочные единицы, комплексы, комплекты) – состоящие из двух или более составных частей.
Конструкторская подготовка производства является, по сути, одним из этапов жизненного цикла изделия.
Все, или почти все, что создано человеком, создавалось по заранее разработанным чертежам. С развитием машинного производства, переходом к серийному выпуску изделий возникла необходимость взаимозаменяемости частей изделий, что привело к образованию целой области – стандартизации. Развитие науки и техники повысило требования к надежности, долговечности, экономичности изделий, что, в свою очередь, усложнило техническую документацию. Стандартизация стала важным средством ускорения научно-технического прогресса. Она позволила экономить трудовые и материальные ресурсы, сократила сроки проектирования и изготовления изделий, повысила качество промышленной продукции, снизила ее стоимость. Так, например, стандарты Единой системы КД (ЕСКД) направлены на сокращение сроков проектирования и повышение его качества.
Начиная с 1968 года стали появляться комплексы (системы) межотраслевых стандартов, содержащие правила и положения, относящиеся преимущественно к организации и управлению производством, технико-экономической и другой документации. Стандарты, входящие в такие системы, в общую нумерацию не включают. Основные единые системы документации для подготовки производства включают в себя:
– ЕСКД (Модель Единой системы конструкторской документации представлена на рис. 2);
 |
Рис. 2. Модель системы конструкторской документации (МСКД).
– ЕСТПП (Единая система технологической подготовки произодства);
– ЕСТД (Единая система технологической подгтовки производства).
Единая система технологической документации (ЕСТД), в дальнейшем ТД, устанавливает единые требования к оформлению документов, применяемых при разработке технологических процессов производства.
Единая система технологической подготовки производства (ЕСТПП). Её назначение – внедрение наиболее передовых, экономических, в данных условиях, технологических процессов; максимальное использование средств автоматики и вычислительной техники; дать возможность производству перестраиваться для выпуска новой продукции в кратчайшие сроки и с наименьшими материальными и трудовыми затратами.
При определении комплектности КД различают основной конструкторский документ (чертеж детали, спецификация), основной комплект конструкторской документации, объединяющий КД, относящуюся ко всему изделию, полный комплект конструкторской документации, состоящий из основного комплекта КД на данное изделие и основной и неосновной КД на все его составные части.
Необходимо отметить, что в условиях реальной организации подготовки производства нередки случаи некоторого изменения ЕСКД, не затрагивающие, однако, ее фундаментальных основ. Такие изменения оформляются в виде стандартов предприятия (СП).
Очень часто СП приходиться вводить из-за стремительного развития информационных технологий. Системы автоматизированного проектирования нередко позволяют решать задачи подготовки производства иначе, чем при традиционных способах, и при этом более эффективно. На рис. 3 дан пример концепции документооборота отдела главного конструктора одного из ведущих авиационных предприятий России.
Следует отметить, что данная модель предусматривает ведение так называемого «гибридного документооборота», т. е. документация частично хранится на бумажных носителях, а частично – в электронном виде. При этом несколько меняется классическое представление о стандарте ЕСКД, касательно, например, основного конструкторского документа – спецификации.
Рис. 3. Модель инженерного документооборота ОГК и электронного архива
(с применением САПР).
Как видно из верхней части рис. 3, документация разделяется на две части – описательную (содержательную) и отчетную. Содержательная часть состоит из конструкторских документов, так или иначе описывающих физический (реальный состав изделия), например, сборочный чертеж описывает состав реального изделия – сборочной единицы.
Спецификация при этом перестает быть так называемым основным конструкторским документом с первичными данными о составе изделия, так этот состав ведется теперь в специализированной системе управления инженерными данными и жизненным циклом изделия. Таким образом, спецификация становится отчетным документом. Необходимо заметить, что термин «специфицируемое изделие» для изделий, имеющих составные части, по традиции сохраняется в электронном документообороте.
Получив техническое задание на проектирование и изучив его, необходимо разработать техническое предложение (документы литеры «П»)
(литера характеризует степень отработки КД изделия, а также степень отработки и оснащения технологического процесса его изготовления). Оно должно состоять из чертежа общего вида (ГОСТ 2.118-73), содержащего: изображение вариантов изделия; поясняющую записку – характеристику области и условий применения изделия и его основные технические характеристики; расчеты, подтверждающие работоспособность и надежность конструкций, и др.
На основе одобренного заказчиком технического предложения разрабатывается эскизный проект (документы литеры «Э»), содержащий необходимые чертежи, схемы, расчетно-пояснительную записку, технико-экономический анализ изделия и другие материалы, позволяющие, в частности, изготовить макет (ГОСТ 2.119-73).
Эскизный проект служит основанием для разработки технического проекта (или непосредственно рабочей конструкторской документации, если ее разработка ведется на основе уточненного эскизного проекта). Эскизные КД (ГОСТ 2.102-68) широко применяют при решении вопросов организации производства.
Технический проект (документы литеры «Т») разрабатывают при необходимости с целью выявления основательных технических решений, делающих полное представление о конструкции изделия, когда это целесообразно делать до разработки рабочей документации. Содержание технического проекта установлено ГОСТ 2.120-73.
Одним из современных способов автоматизации чертежно-конструкторских работ (ЧКР) является применение систем автоматизированного проектирования (САПР).
Основные положения и задания САПР изложены в ГОСТ 23501.0-79.
Машинная графика (МГ) является составной частью САПР. Она обеспечивается техническими, лингвистическими, программами, математическими, информационными, организаторскими средствами.
САПР позволяет конструктору уделять основное внимание творческой стороне процесса проектирования, освобождает его от выполнения рутинных операций, выбирать варианты решений на основе строго математического анализа из большого количества вариантов. Существует большое количество САПР, как отечественного, так и зарубежного производства. На рис. 4. представлены САПР, наиболее часто применяемые в России.
Рис. 4. Основные САПР.
Как правило, при автоматизации ЧКР применяют целый комплекс САПР, состоящий из различных систем. При этом приходится решать различные проблемы, такие как передача информации между системами, вопросы совместимости различных систем, вопросы стоимости систем.
Необходимо отметить, что при всем многообразии САПР их можно условно разделить на САПР различного уровня по сложности решаемых задач: САПР начального уровня; среднего уровня; высшего уровня («тяжелые» САПР).
Несмотря на стремление большинства фирм-разработчиков САПР приблизить свои системы к высшему уровню, до сих пор на этом уровне присутствует сравнительно небольшое количество систем, на освоение и внедрение каждой из которых уходит очень большое количество временных, финансовых и прочих ресурсов.
С САПР среднего и начального уровней ситуация прямо противоположная – их количество очень большое, а затраты на освоение сравнительно незначительны.
 |
На рис. 5 дан пример автоматизации ЧКР, в котором трехмерное представление изделия выполняется в САПР «SolidWorks», а комплект конструкторской документации – в САПР «КОМПАС».
Рис 5. Применение различных САПР при автоматизации ЧКР.
Системы автоматизированного проектирования, значительно сокращая сроки конструкторской подготовки производства при повышении ее качества, требуют при этом от оператора (инженера) знаний не только в предметной области, но и в инженерной графике. Действительно, именно знание таких понятий, как ортогональное проецирование, проекционная связь, Булевые операции, сопряжения (законы взаимодействия) в виртуальной трехмерной модели сборочной единицы помогает работать с САПР в области конструкторской подготовки производства.
