П олоцкий го суд а р с т в е н н ы й ун и вер си т ет , Н о в о п о л о ц к Г ом ельский го суд а р ст вен н ы й т ехн и чески й у н и вер си т ет , Гом ель
Б е л а р у с ь
В условиях необходимости повышения конкурентоспособности выпускаемой продукции выбор изделия для освоения его производства является важной и доста
точно сложной задачей. Изделие, предлагаемое к выпуску, должно быть востребо
ванным на рынке, но главной его особенностью, на наш взгляд, должна быть его сущностная близость к ранее выпускавшемуся данным предприятием изделию.
Выполнение последнего требования обеспечивает быструю подготовку производ
ства и выпуск изделий без существенных изменений в структуре, техническом по
тенциале и кадровом составе предприятия, что важно в современных условиях раз
вития экономики Беларуси. Однако на сегодня отсутствует методика объективной оценки возможностей предприятий по освоению производства новых изделий.
В связи с этим и с целью оказания помощи специалистам предприятий Бела
руси в выборе изделий разработана классификация изделий машиностроения, подразделяющая их по сложности, родственным характеристикам и слу>кебно- му назначению (табл.1). Выделение в качестве основного признака классифи
кации сущностной сложности изделий требует трактовки этой сложности и оп
ределения показателя сложности. Необходимо отметить, что в последнее время к понятию сложности обращаются многие исследователи, используя его, на
пример, для нормирования работ при механической обработке [1], оценки эф
фективности производственной системы [2]. В этих работах сложность рассмат
ривается как показатель трудоемкости и включает определение ряда характери
стик, таких как число обрабатываемых поверхностей деталей, коэффициентов материала, размеры детали и заготовки, точность и время обработки и т.д. При таком подходе определение сложности является трудоемким процессом и тре
бует применения методов математической статистики, что не всегда приемле
мо для условий производства.
Поэтому предлагается определять показатель сущностной сложности по следу
ющей формуле:
УДК 621.91.01:658.562,6
Q = G ^ K , K , K ^ K . K , K „ (1)
где - группа структурной сложности изделия; коэффициент концептуаль
ной сложности; - коэффициент новизны решений; К ^ - коэффициент изменения массы изделий; - коэффициент изменения габаритной высоты изделия; К3 - ко
эффициент изменения эксплуатационных характеристик изделия; - коэффици
ент изменения условий испытательной технологии.
Для определения показателя Q вводятся следующие понятия и величины: но
вое изделие - изделие, принимаемое к производству; базовое изделие - изделие ранее выпускавшееся предприятием серийно; простейшее изделие - изделие рас
сматриваемого вида, имеющее такое минимальное количество структурных со
ставляющих, что дальнейшее его уменьшение может вызвать затруднение при отнесении этого изделия к данному виду; условная деталь - деталь, имеющая наиболее массовое использование в большинстве машиностроительных изделий;
приведенная деталь - деталь, структурная сложность которой выражается чис
лом содержащихся в ней условных деталей; эквивалент структуры детали Zд (из
делия Zj, или его составной части Z-) - число условных деталей в структуре при
веденной детали.
В качестве условной детали целесообразно использовать вал средней (сред
нестатистической) сложности, поскольку именно валы имеют наибольший про
цент применения в современных машинах, и токарные станки составляют боль
шую часть производственного парка металлорежущих станков. В свою очередь среднестатистический вал выбирается из наиболее распространенной конфигу
рации в виде последовательной структуры вала (рис.1, а), в которой при переходе от габаритного участка вала, имеющего наибольший диаметр, к концам вала ра
диальные габариты участков (диаметры их габаритных контуров) последовательно уменьшаются (до 65% валов имеют такую конфигурацию). Валы с непоследова
тельной структурой (рис.1, б) встречаются реже (до 15% валов) и могут не при
ниматься во внимание. Другие варианты валов - от простых типа штифтов, паль
цев, осей до сложных, например, ходовых валов, орудийных стволов, шпинделей станков учитываются как приведенные детали.
Г абаритный участок Г абаритный участок
Рис. 1 Схемы последовательной (а) и непоследовательной (б) структуры вала
Таблица 1 Классификация и коды машиностроительных изделий
№ Наименование групп» номера Ко- № Наименование групп» номера Ко
гр. и наименования видов изделий Д Ы гр. и наименования видов изделий ды
1 Группа стратегических изделий: СР 5.5.Швейно-обувные ШО
5.6. Оптико-визуальные ОВ
1.1. Военно-орудийные ВО 5.7. Прядильно-вязально ПТ
1.2. Авиационные АВ ткацкие
1.3. Космические КС 5.8. Банковские БА
1.4. Ракетно-технические РТ
2 Группа станкомапшнных изделий: СМ 6 Группа сырьевых изделий: СЫ
2.1. Станкоинструментальные СИ 6.1. Нефтегазовые Н Г
2.2. Кузнечно-прессовые КП 6.2. Горнорудные ГР
2.3. Лесодеревообрабатывающие лд 6.3. Трубопроводно ТТ 2.4. Дробильно-помольные ДП транспортные
2.5. Пневмогидравлические пг 7 Группа аппаратно-технических АП 2.6. Нормализованных узлов»
деталей и запчастей
нд изделий:
3 Группа автомобильных изделий: AM 7.1. Литейно-металлургические лм
7.2. Нагревательно-холодильные нх
3.1. Автотранспортные АТ 7.3. Ванно-печные вп
3.2. Сельскохозяйственные сх 7.4. Коммунальные км
3.3. Строительно-дорожные сд 7.5. Сантехнические и СВ
3.4. Мелиоративно-ирригационные ми вентиляционные
7.6. Пищевые пи
4 Группа грузоподъёмно- гт 7.7. Лакокрасочные ж
транспортных изделий: 7.8. Химико-фармацевтические ХФ
7.9. Стеклотехнологические ст
4.1. Грузоподъёмные гп 8 Группа электронно э э
4.2. Внушитоанспоотные ВТ электрических изделий:
4.3. Железнодорожные жд 8.1. Электронные ЭЛ
4.4. Плавающие пл 8.2. Электротехнические эт
8.3. Электроэнергетические эн
5 Группа изделий точной механики тм 8.4. Связи и сигнализации с с
и оптики: 8.5. Вычислительно
микропроцессорные
вм
5.1. Хронометрические хм 8.6. Приборные ПР
5.2. Медицинские мд 8.7. Электросварочные э с
5.3. Печатающие пч 8.8. Электробытовые ЭБ
5.4. Полиграфические пг
Понятие «приведенная деталь» удобно распространять на такие типы деталей, трудоемкость изготовления которых либо превышает трудоемкость изготовления условной детали, либо составляет величину того же порядка. Те же детали изделия, трудоемкость изготовления которых составляет от трудоемкости изготовления ус
ловной детали величину второго и более высоких порядков малость, в структуре изделия могут быть учтены без дифференциации общим их количеством как одна приведенная деталь со значеішем эквивалента ее структуры равным отношению суммарной массы всех деталей М ^ , входящих в общую приведенную деталь, к массе условной детали Му^. К таким деталям относятся мелкие и простые детали (пальцы, штоки, иглы и т.п.), крепежные и соединительные детали (болты, гайки, шайбы, шпонки, шпильки, штифты, шплинты, трубки, провода и т.п.), а также не
сложные штампованные, гнутые и витые детали (крышки, уголки, кронштейны, щитки, кожухи, пружины и т.п.).
Введение понятия эквивалента структуры детали дает возможность представ
лять структурную сложность всего изделия или любой его составной части (сбо
рочной единицы) соответствующими безразмерными числами, выражаютцими ко
личество условных деталей, содержащихся в структуре соответственно всего изде
лия или рассматриваемой его составной части (сборочной единицы). Тогда основ
ной параметр в формуле (1) может быть представлен как отношение эквивален
та структуры любого машиностроительного изделия к эквиваленту структуры про
стейшего изделия того же вида, т.е.
G“ z : -
(
2)
Следовательно, грутшы структурной сложности базового изделия и изделия, принимаемого к производству, можно выразить соотношениями:
уб ун
G'fiu _
сс И Ч с (3)
При этом группа структурной сложности простейшего вида изделия равна 1, т.е. G =1.СС
Для всех других изделий (узлов, деталей) того же вида группа структурной слож
ности будет представлять собой число, показывающее, во сколько раз структура данного изделия (узлов, деталей) сложнее структуры простейшего изделия, напри
мер, «сложный вал - 2,9», «станина - 12», «коробка скоростей - 65», «сверлильный станок -1 3 7 » и т.д.
Методику определения обобщенных оценочных коэффициентов сущност
ной сложности изделия К^, К„, К^, К^, К^, Ки в формуле (1) рассмотрим на примере станкоинструментальных изделий, для чего воспользуемся материа
лами работы [3].
Пересчет трудоемкостей работ при вьгаолнении технических и рабочих про
ектов для всех сочетаний групп сложности и новизны (рис.2, а) позволил по
лучить коэффициент увеличения трудоемкости проектирования и изготовле
ния изделий по сравнению с начальной трудоемкостью этих работ (рис.2, б).
К к ,К н 2,60 2.40 2,20 2,00 1,80 1,60 1.40 1,20 1,00
м
Р П
\ / у
\
\
Gk,Рис. 2. Зависимость трудоемкости Т (а) и коэффициентов и (б) от сложности и новизны изделий.
при этом учитывалось то обстоятельство, что трудоемкость изготовления изделия не равна трудоемкости его проектирования, но коэффициенты увеличения трудо
емкостей проектирования и изготовления изделия с увеличением его сущностной сложности (группы сложности и группы новизны) по сравнению с более простым изделием имеют весьма близкие численные значения.
Формулы для расчетов коэффициентов концептуальной сложности и новиз
ны имеют следующий вид:
^ -0 .2 6 3
■ D + l ; (4)
(5) Остальные коэффициенты, входящие в формулу (1), могут быть определены по следующим выражениям:
К ^ = 1 + 0 ,0 0 0 0 2 2 5 S • М ,
(
6)
где S “ размер годовой серии выпуска (годовая программа выпуска), шт/год; М - масса изделия, т.
К = С -
в
_Ни
Н (7)
где С - корректировочный коэффициент для учета частной специфики предприя
тия и сборочного цеха (рекомендуется для начала принимать С=1); - высота изделия, предполагаемого для освоения предприятием, м; - высота вертикаль
ного просвета (размера) пролета выездных ворот и т.п., цеха, м.
(
8)
где и т.д. - частные эксплуатационные характеристики изделия, например, тропическое исполнение (K^j), экспортное исполнение (K^j)» исполнение, стойкое по отношению к агрессивной среде (К^з) и т.д.;
П, i и п - символы соответственно произведения, любой и последней из всех учитываемых эксплуатационных характеристик изделия.
Для каждой частной эксплуатационной характеристики изделий станкостроения в работе [3] приводятся рекомендуемые их численные значения в пределах 1,1... 1,25.
Численные значения коэффициента изменения испытательной технологии устанавливаются в зависимости от необходимости проведения как поэтап
ных испытаний в процессе изготовления изделия, так и завершающих испыта
ний собранного изделия, а также от тонкостей самой испытательной техноло
гии, сложности испытательных стендов, наличия испытательного полигона и его оснащения и т.д.
Таким образом, степень сложности нового изделия, предполагаемого к про
изводству на данном предприятии, по сравнению со сложностью базового из
делия, прежде выпускавшегося предприятием серийно, может быть легко опре
делена в целом (по формуле (1)) или оценена отдельно по каждой составляю
щей этой сложности. В последнем случае при сопоставлении между собой зна
чений каждого из обобщенных оценочных коэффициентов нового и базового изделий предприятие получает возможность определить, в каком направлении и в каком относительном объеме ему придется концентрировать свои усилия (в том числе и финансовые) для организации производства этого нового изделия.
ЛИТЕРАТУРА
1. Шарин Ю.С., Старцева ТВ. Новый метод нормирования мехобработки //
Машиностроитель. - 1999. - №1. - С. 35-36. 2. Якимович Б.А., Коршунов А.И.
Экспертные методы оценки структурно-параметрической сложности деталей // Ин
форматика - Машиностроение - М.: Машиностроение. 1997. - № 3. - С.28-32. 3.
Нормирование конструкторских работ, выполняемых в организациях и на пред
приятиях Минстанкопрома СССР. Нормы времени. Утв. Минстанкопромом СССР 18.08.89. - М.: ВНИИТЭМР, 1989.- 288 с.
У Д К 6 2 1 6 5 8 ,5 1 2 . (0 7 5 .8 )
В. И. Серебряков