Технологичность

Взаимосвязь конструктивных решений изделия с его производством выражается сложной функцией, именуемой комплексным понятием - технологичность. В единой системе технологической подготовки производства технологичность рассматривается в совокупности свойств конструкции и качества изделия. Качество изделия оценивается многими показателями, которые указываются в его характеристике. Технологичность объединяет часть этих показателей, связанных только с конструктивными и производственными характеристиками изделия. Технические характеристики изделия, такие, как прочность, надежность, жесткость и др., имеют конкретное теоретическое обоснование по результатам расчета, соответствие и правильность их можно проверить экспериментально.

Технологичность - сложная комплексная характеристика изделия, выявляемая в затратах труда, средств, материалов, времени и общей эффективности организации процесса производства изделия на всех его стадиях.

Для современного механизированного и массового производства технологичность имеет важное практическое значение. Повышением технологичности изделия при конструировании обеспечивается рост эффективности всех последующих стадий организации его производства в повышении производительности труда и возможности увеличения выпуска продукции без дополнительных затрат средств и времени. Сложность и многогранность понятия технологичности обусловливает и сложность ее оценки. Технологичность можно оценить качественно и количественно. Качественная оценка характеризует технологичность изделия обобщенно на основании производственного опыта. Качественная оценка обычно предшествует количественной и определяет ее целесообразность. Часто качественная оценка определяется экспертным опросом и выражается в баллах.

Количественная оценка технологичности выражается численными показателями, которые отражают степень удовлетворения предъявляемых требований к технологичности. Количественная оценка технологичности целесообразна только по тем признакам и свойствам изделия, которые существенно влияют на удовлетворение конкретных требований к изделию со стороны интересов народного хозяйства и изготовителя изделия.

Количественная оценка технологичности более определенна, позволяет конкретно выразить технологические свойства изделия и оптимизировать пути их обеспечения. Технологичность изделия может проявляться в производстве и эксплуатации, Производственная технологичность изделия обусловливает эффект при конструкторской и технологической подготовке производства, а также в процессе производства и контроля качества проектируемого изделия.

При эксплуатации технологичность проявляется в сокращении затрат времени и средств на техническое обслуживание и ремонт готового изделия. При оценке технологичности изделий используется множество показателей, количественно отражающих технологические свойства изделия. Показатели технологичности изделия можно классифицировать по следующим признакам: по области проявления, по области анализа, по системе оценки, по значимости, по количеству характеризуемых признаков и по способу выражения. По области проявления показатели могут быть связаны с производством или эксплуатацией изделия. По области анализа они могут "быть техническими, и технико-экономическими. К техническим относятся такие, как надежность, прочность, масса, материалоемкость, унификация и др.; к технико-экономическим - себестоимость, трудоемкость и т. д. По системе оценки показатели технологичности разбиваются на три вида: базовые, проектируемого изделия, уровня технологичности. Базовые показатели технологичности регламентируются соответствующей отраслевой организацией в документации на изделие или принимаются из характеристик аналогичных изделий, аттестованных по высшей категории качества. Показатели проектируемого изделия характеризуют квалифицированность решения проблемы технологичности при проектировании конкретного изделия.

Показатели уровня технологичности регламентируются директивной документацией, обусловливающей технический уровень производства. Приведенные показатели уровня технологичности для конкретного изделия могут определяться как отношение достигнутых показателей к базовым. По значимости показатели могут быть основными и дополнительными. Основными показателями часто являются трудоемкость, технологическая себестоимость. Дополнительными могут быть относительная трудоемкость по отдельным видам работ, унификация конструкции и применяемых технологических процессов и т. п. В некоторых случаях как приведенные, так и дополнительные показатели могут быть основными, в других - наоборот. По количеству характеризуемых признаков показатели технологичности различают на частные и комплексные. Частные показатели характеризуют технологичность только по одному свойству изделия, комплексные - по двум и более.

По способу выражения показатели могут быть абсолютные и относительные. Абсолютные показатели характеризуют физические свойства изделия величиной с соответствующей размерностью. Относительные - безразмерной величиной. Относительные показатели должны иметь одинаковые пределы значений, обычно от нуля до единицы.

В оценке технологичности конструкции изделия могут использоваться два приема в зависимости от принятых показателей: чем больше показатель, тем выше технологичность; чем меньше - тем лучше. Второй прием более удобен в решении практических задач по оценке технологичности изделий из древесины. Численные значения показателей технологичности изделий определяют по формулам, структура которых обеспечивает их значение в установленных пределах.

Возможно использование и других зависимостей с учетом конкретных условий и методики оценки. При освоенной методике оценки технологичности отработка изделия на технологичность производится по ходу подготовки производства. Технологичность изделия при этом может повышаться от стадии к стадии организации его производства. Практика показывает, что около 60% уровня технологичности изделия достигается при разработке эскизного и технического проектов. Со стадии опытного образца до серийного выпуска изделия имеется возможность еще повысить технологичность на 20%.

Оценка технологичности изделий из древесины представляет собой типичную инженерную задачу, не имеющую однозначного решения.

Если необходимо обеспечить проектируемое изделие высоким уровнем технологичности, задача решается по ходу технологической подготовки производства, последовательным определением и анализом единичных оценок технологичности по частным показателям относительно базового изделия;

Когда необходимо из группы изделий выбрать наиболее технологичное, определяются комплексные показатели технологичности каждого изделия и путем сопоставления их выбирается наиболее технологичное изделие.

Оценка технологичности конкретных изделий должна производиться только по апробированной методике, приемлемой для этих изделий.

Отличительные признаки изделий из древесины обусловливают необходимость применения различных методик, которые разрабатываются в следующей последовательности:

• определяют исходные данные, которые характерны изделию и методам его изготовления и существенно оказывают влияние на основные показатели технологичности;
• проводят анализ этих данных для определения требований к технологичности на основе типовых аналогов, возможностей применения новых материалов и прогрессивной технологии;
• обрабатывают результаты анализа для выявления конкретных показателей, определяющих технологичность;
• выбирают показатели оценок технологичности, определяют их значимость регрессионным анализом или экспертным методом и ограничивают их количество;
• выводят формулы для расчета показателей;
• ведут расчет численных значений частных показателей и устанавливают закон суммирования их для определения комплексного показателя технологичности.

Для правомерности суммирования различных показателей необходимо привести их к безразмерным величинам. Это достигается использованием при суммировании относительных значений показателей технологичности либо путем определения приведенных коэффициентов весомости каждого показателя в общей оценке. Для оценки технологичности клееных деревянных несущих конструкций по ГОСТ 4.208-79 предлагается, например, две группы показателей: материалоемкость, рациональность конструктивного решения.

В группу материалоемкости включены такие частные показатели, как расход пиломатериалов, клея, металла и т. п. В группу рациональности конструктивного решения включаются: общее количество деталей, количество типоразмеров сечений пиломатериалов, трудоемкость изготовления, количество этапов склеивания, сложность геометрических форм сечений клееных блоков и т. п.

В оценке технологичности корпусной мебели пользуются, например, такими частными показателями: унификация размеров, технологическая сложность, сложность сборки, оптимальность конструкции и т. п. Для оценки технологичности других изделий могут использоваться совершенно иные показатели.

Количество показателей, используемых при оценке технологичности, определяет точность и вероятность ее оценки. Увеличение количества показателей позволяет в более высокой степени дифференцированно выявить различие, оценить и сопоставить группу изделий по технологичности. Кроме того, большое число показателей делает решение задачи более громоздким. Необходимо рационально использовать минимальное число частных показателей, имеющих наиболее существенное влияние на технологичность конкретных изделий из древесины при существующих условиях производства. Оценка технологичности изделия по техническим показателям, характеризующим свойства составных частей изделия, эффективна при разработке новых изделий.

Для анализа технологичности изделий по имеющейся документации с целью выбора из многих более технологичных можно воспользоваться сопоставлением технико-экономических показателей, например технологической стоимости, которая может быть основным комплексным показателем технологичности конструкции изделия. Технологическую себестоимость принято делить на две составные части расходов: прямые и косвенные. К прямым расходам относят: стоимость материалов, покупных комплектующих изделий и полуфабрикатов, зарплату производственных рабочих, расходы на подготовку производства и освоение выпуска изделия, стоимость топлива и электроэнергии, услуги кооперированных предприятий. Косвенные затраты включают: расходы на содержание и эксплуатацию оборудования, цеховые и общезаводские расходы, стоимость потерь от брака, внепроизводственные расходы. Величины затрат по каждой группе определяются нормативами и сметами расходов производства базовых изделий.

Технологическая себестоимость может быть рассчитана на заготовку, деталь, сборочную единицу или изделие, комплекс - набор мебели.

Общие требования по технологичности изделий сводятся к следующим положениям.

Конструкция изделия должна состоять из стандартных и унифицированных элементов. Детали должны изготавливаться из стандартных, заготовок или форматов, иметь оптимальную точность и шероховатость, которые обеспечиваются типовыми технологическими процессами. Методы изготовления деталей должны быть прогрессивными, с высокой производительностью, простотой контроля и с минимальными потерями материалов. Используемые в конструкции материалы не должны быть дефицитными, их следует ограничить по видам, типам и массе. Конструкция сборочной единицы изделия должна допускать возможность компоновки ее из стандартных и унифицированных частей.

Сборка и применяемые соединения должны быть простыми, позволяющими использовать базовую часть изделия, механизацию и автоматизацию. Базовая часть изделия должна формироваться на основе использования конструктивных сборочных баз в качестве технологических и измерительных. Количество мест и поверхностей соединений должно быть минимальным, они должны быть легкодоступны механизации сборки и контролю качества.