Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Стандартизация и техническое регулирование в аспекте качества продукции: Учебное пособие

Голосов: 1

Рассмотрены основные аспекты стандартизации и технического регулирования в разрезе достижения высокого качества продукции. Учебное пособие предназначено для бакалавров и специалистов, обучающихся по специальности "Управление качеством", применимо для специальностей "Коммерция", "Менеджмент организации" и других экономических специальностей. Может быть полезно студентам специальностей "Технология машиностроения", "Станки и инструменты", "Системы автоматизированного проектирования" и другим, а также специалистам предприятий, связанным с производством качественной продукции.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
          Принципиальное технологическое значение имеет характер взаимо-
расположения центральных осей конструктивно-технологических элемен-
тов (КТЭ) детали, за которое отвечает подтип. Указанное значение прояв-
ляется во влиянии описываемых им признаков формы детали на выбор
приспособления и оборудования.
      Три класса (вращения, невращения, комплексный) определяют объ-
емную структуризацию формы деталей и дают начало трем горизонталь-
ным строкам таблицы. Технологическое значение данных таксонов состо-
ит в определении соответствия деталей каждого из классов группам обо-
рудования для их рациональной обработки.
      Подкласс связывает высшие таксоны в единый комплекс информа-
ции об основных элементах (ОЭ) детали, здесь же ее исходная структура
кодируется. При этом по горизонтали сетка подклассов определяет нарас-
тающую слева направо конструктивно-технологическую сложность вхо-
дящих в нее типов деталей по взаимоположению осей их элементов. Таким
образом, циклическое увеличение количества и взаимоположения цен-
тральных осей в каждом из подклассов усложняет конструкцию и соответ-
ственно технологию обработки детали, повторяя этот процесс периодиче-
ски для каждого класса.
      Нетрудно заметить, что все классификационные группировки в
табл. 2.5, состоящие из 24 подклассов, расположены в порядке четкого пе-
риодического усложнения геометрическо-технологической структуры вхо-
дящих в них деталей. В отличие, например, от сетки подклассов классифи-
катора ЕСКД, где из 45 возможных подклассов задействованы лишь 32, а
периодическая закономерность если и просматривается, то достаточно
слабо, полученная структура не имеет пропусков, а закономерность перио-
дов выражена гораздо четче. В совокупности получается, что новая перио-
дическая структура более четко, чем К.ЕСКД, и всего в двух знаках опи-
сывает не только общую форму деталей, но и основной технологический
маршрут их основной обработки. Кроме того, с ее помощью можно опи-
сать не только все множество имеющихся деталей машин, а также и все
их виды, которые когда-либо могут быть сконструированы. С этой точки
зрения система, на наш взгляд, в определенной мере обладает свойством
предикативности (предсказательности), что согласуется с общими свойст-
вами естественных систем [7]. Характерно и то, что изменение сложности
деталей внутри самих периодов находится в определенном соответствии с
законом информационного отбора (гиперболического распределения) [14].
Согласно исследованиям [25] элементарные детали классов В, Н, М (см.
табл. 2.5) составляют около 60% от общей номенклатуры деталей (са-
ранчевая каста) [14], тогда как детали подклассов ВК, НК, МК – уникаль-
ны (ноева каста). Таким образом, приближая принятую классификацию к
естественному типу, описанная структура подтверждает как правильность

                                  91


  примененной нами гипотезы, так и существенность принятых нами клас-
  сификационных признаков. Геометрическо-технологический принцип по-
  строения сохраняется и для описания других классификационных уровней [25].

   2.6.3. Разработка системного определителя наименований и видов деталей
        Одним из ключевых условий эффективности функционирования
  предприятия является высокое качество его процессов и продукции, рас-
  сматриваемое, согласно ИСО 9000, на всех этапах жизненного цикла про-
  дукции. Известно, что значимость каждого из этих этапов в деле обеспече-
  ния качества неоднозначна, – наименьший урон качеству изделий продук-
  ции наносят дефекты, обнаруженные на начальных этапах этого цикла
  (рис. 2.10).

                                      1. Маркетинг           2. Проектирование и/или
      12. Утилизация после                                   разработка технических
      использования                                          требований, разработка
                                                             документации
                                                                      (1 рубль)
 11. Послепродажная                                                   3. Материально-
 деятельность                                                         техническое
                                                                      снабжение


10. Техническая
помощь и обслу-                                                         4. Подготовка и
живание                                                                 разработка произ-
                                                                        водственных про-
                                                                        цессов
  9. Монтаж
  и эксплуатация                                                    5. Производство
  (потребление)                                                         (10 рублей)
      (100 рублей)
                                                            6. Контроль, проведение испы-
              8. Реализация                                 таний и обследований
              и распределение              7. Упаковка и
              продукции (обраще-           хранение
              ние)
                  Рис. 2.10. Значимость дефектности на разных стадиях ЖЦП

       Напомним десятичное правило стоимости исправления дефектов: 1
  рубль, затраченный на их устранение при проектировании и разработке
  документации, сохранит нам 10 рублей на этапе производства (см. выде-
  ленное на рис. 2.10) и 100 руб. на этапе эксплуатации. Здесь уместно на-
  помнить о том громадном уроне, который наносят автомобильным фирмам
                                     92


массовые отзывы продукции для доработок. Очевидно, что наиболее целе-
сообразным подходом к достижению высокого качества продукции явля-
ется тщательная отработка изделия на ранних этапах ЖЦП, т. е. при проек-
тировании документации изделия.
      Одним из методов раннеэтапного обнаружения и устранения дефек-
тов при проектировании нового изделия является конструкторско-
технологическая проработка и унификация, особо унификация деталей
машин основного производства. Учитывая высокую сложность информа-
ции о деталях, а также необходимость рассмотрения их номенклатуры в ре-
альном шаге времени, качественное выполнение унификации чаще всего
возможно только с помощью компьютерной поддержки и применения клас-
сифицирования как метода сжатия информации. Этот процесс может проте-
кать на разных уровнях технической подготовки производства изделия
(НИОКР, конструкторской, технологической, организационной), отражая
определенные особенности хода техноэволюции [1].
      Для минимизации возникновения дефектов при проектировании из-
делий на ранних этапах ЖЦП, необходимо чтобы информация на разных
уровнях проекта, технической подготовки производства изделия была
четко системно взаимосвязана. Поэтому важным шагом раннеэтапного ге-
незиса проектной документации является разработка системного опреде-
лителя наименований и видов деталей (СОНД), табл. 2.6.
                                                            Таблица 2.6
      Системный определитель наименований и видов деталей (фрагмент)
                           Вид таксонов                               Коды
                                                                    таксонов
 Класс: вращения                                                В
 Подкласс: круглые                                              ВК
 Семейство: осеобразные                                         ВКО
 Род: среднедлинные (L/D < 5)                                   ВКО1
 Надпорядок: гладкие                                            ВКО1Г
 Эскизы видовых                   Наименования и краткое описа- Код вида
 представителей деталей           ние видов деталей             детали
                                  (Ось)                         ВКО1ГН
                                  Ось гладкая нормальной точно-
                                  сти       [IT = 12]
                                  (Штифт) Ось гладкая точная       ВКО1ГТ
                                  [IT < 12]
                                  (Ось гладкая с отверстиями) –    ВКО1ГН
                                  ось с двумя гладкими парал-      ОГ2
                                  лельными отверстиями [IT = 12]
                                  (Штифт с отверстиями) – ось      ВКО1ГТ
                                  точная с двумя гладкими парал-   ОГ2
                                  лельными отверстиями [IT < 12]

                                      93


      Актуальность подобной работы связана с необходимостью назначе-
ния такого наименования детали, которое представляло ее самые сущест-
венные признаки и давало точное направление всей технической подготов-
ке производства в ее естественном процессе. Поэтому важным условием
качества подготовки производства, собственно изготовления, эксплуата-
ции и утилизации изделия является возможность оперативного рассмотре-
ния и быстрого восприятия основ его конструкции в реальном режиме
времени, без использования визуальных форм представления (чертежа, эс-
киза). С другой стороны, творческая активность конструкторов настолько
многообразна, что многие наименования деталей, назначаемые ими, как
показывает опыт, не только являются информационным балластом, но и
вполне успешно искажают первоначальное представление о виде детали.
Печальнее то, что этот процесс достаточно выпукло представлен даже на
относительно малономенклатурных производствах, с номенклатурой дета-
лей до 300 наименований. Однако более всего он выражен на производст-
вах с обширной и разветвленной номенклатурой деталей (более 300 на-
именований), где упорядоченность особенно необходима.
      Структура СОНД определяется кодовой информацией классифика-
ционной системы (КС) информации о деталях машин, реализованной на
одном из машиностроительных предприятий Ульяновска [26]. Системный
определитель наименований и видов деталей представляет единую систему
графической, словарной и кодовой информации о детали, включает 3 клас-
са деталей – вращения, невращения и модульный. Указанная информация
СОНД расположена в порядке возрастания конструктивно-техноло-
гической сложности в каждом из таксонов и представлена в соответст-
вующих графах табл. 2.6.
      Начальную часть документа СОНД для каждого класса составляет
описание, в том числе и кодовое, иерархического построения общей ин-
формации о форме детали. Последующая часть таблицы этого документа
содержит 3 столбца. В 1-м столбце даны эскизы обобщенных представите-
лей – видов деталей. Данная информация служит для первоначального
ориентирования и оперативного поиска участниками производственного
процесса видов деталей, имеющихся на конкретном производстве. Эта ин-
формация особенно актуальна при работе с документом без использования ЭВМ.
      Во втором столбце находятся 2 группы информации: системные на-
именования указанных представителей (в круглых скобках) и описание эс-
киза детали-представителя, представляющее конструктивно-технологи-
ческую характеристику вида детали с пояснениями, заключенными в квад-
ратных скобках.
      В третьем столбце дана классификационно-кодовая информация
1-го и 2-го уровней (рода и вида).
      Каждое наименование детали состоит, в среднем, из двух слов (иногда

                                   94


одного или трех), комбинация которых для других наименований не повто-
ряется, т. е. для каждого вида детали наименование только одно, и таковое не
может быть у детали другого вида. Таким образом, каждая деталь как бы
входит в отдельную и именно для нее предназначенную ячейку, которая за-
дана ее системным наименованием. Поэтому такого рода наименование, в
отличие от обычных, несистемных, может являться четким основанием, пер-
воначальным ориентиром для последующего точного решения задач техни-
ческой подготовки производства. Заметим, что большинство наименований в
предлагаемом варианте включает в себя слова, традиционно широко приме-
няемые в производственной практике.
       Формально большинство системных наименований отличается от
обычных лишь добавкой одного – двух слов, и по существу СОНД опреде-
ляет лишь порядок их применения. Предлагаемый вариант наименования де-
тали (см. табл. 2.6) заключен в круглые скобки. Например, возьмем наимено-
вание «ось». В обычном представлении этим наименованием обозначаются
практически все детали группы осеобразных. В СОНД системное наименова-
ние «ось» соответствует только одному виду детали. Ее конструктивно-
технологическое содержание описывается следующим образом: тело вра-
щения, круглое, осеобразное (без внутренней поверхности), среднедлинные
(L/D < 5), с гладкой основной поверхностью, нормальной точности, с заго-
товкой из круглого прутка, без дополнительных элементов. Все эти данные
определяет лишь одно слово «ось». Для лучшего первоначального мыслен-
ного представления, в отсутствие эскиза или чертежа, указанную деталь
можно назвать двумя словами, например, «ось гладкая».
       Для деталей с дополнительными элементами описание вида сущест-
венно расширяется. Если возьмем, например, наименование «штифт с от-
верстиями» (см. табл. 2.6), то полное описание его вида будет звучать сле-
дующим образом: тело вращения, круглое, осеобразное (без внутренней
поверхности), среднедлинное (L/D < 5), с гладкой основной поверхностью,
повышенной точности, с заготовкой из круглого прутка, с двумя круглы-
ми, гладкими отверстиями, оси которых параллельны друг другу и прохо-
дят через центральную ось детали, перпендикулярно ей. Как мы видим,
подавляющее большинство часто применяемой видовой информации дета-
ли привязано к ее роду по умолчанию и строится на основе анализа тради-
ционно применяемых конструктивных форм. Заметим также, что каждый
из составляющих терминов выделенного описания однозначно определен
и находится на определенном уровне классификационной системы инфор-
мации о детали. При этом указанное описание находится в рамках некото-
рой онтологии, логически связывающей всю необходимую информацию о
детали от самых общих терминов (вращения) до необходимого уровня
представления (определяющих размеров). Следует акцентировать, что вся
иерархия признаков детали построена на применении не аксиоматическо-
го, а теоретического подхода.

                                    95


      Под онтологией в данном случае следует понимать структурирован-
ное, детальное описание некоторой предметной области, ее формализован-
ное представление, которое включает словарь терминов и понятий предмет-
ной области и логические правила (связи), описывающие соотношения объ-
ектов друг с другом [31]. Следует, однако, заметить, что философское зна-
чение понятия «онтология» отличается от смысла, вкладываемого в наше
понятие и переводимого как учение о бытие. Здесь оно используется в
смысле «учение о познании», т. е. гносеологии. С другой стороны, считая
онтологию структурой, приближенной к естественному типу, применение
такого термина в определенной мере допустимо.
      Указанное наименование однозначно определяет место детали в клас-
сификационной системе таксонов (общая информация о детали и ее ос-
новные поверхности) и, соответственно, дает начало ее классификацион-
ному коду, который расположен в третьей графе. Нетрудно заметить, что
каждый знак этого кода несет в себе также и технологическую информа-
цию, а их последовательность, при соблюдении правильного порядка при
классификации и кодировании, определяет обобщенный маршрут унифи-
цированного технологического процесса (УТП). Установив в соответствие
отдельным знакам или группам знаков кода определенную, заранее разрабо-
танную унифицированную операцию или переход, можно впоследствии со-
брать из них готовый УТП. При этом код УТП может автоматически при-
сваиваться по коду системного наименования и вида детали. Получение еди-
ничного УТП возможно при введении в кодовое описание группового УТП
конкретных размеров и других характеристик соответствующей детали. Ав-
томатизированное нормирование этого УТП возможно осуществить при вне-
дрении системы автоматизированного расчета трудоемкости (САРТ, см. ни-
же). Нетрудно также заметить, что кроме прочих преимуществ мы получаем
удобную системную идеологию для формирования аналоговых САПР ТП, а
при последовательном уточнении классификационного кода – генерирующих
САПР.
      Таким образом, системное наименование детали на уровне таксона
«род», представляющее собой ее естественное информационно-базовое ос-
нование, дает ей родовое имя – определение, наиболее точно соответст-
вующее характеру ее самых существенных общих конструктивно-
технологических свойств. Информация о родовом имени детали имеет свое
естественное продолжение при создании системного определителя видов.
      Вид детали – основная конструктивно-технологическая категория
детали, таксон информации о деталях, определяющий четкое проявление
очертания поверхности детали и, соответственно, достаточное конструк-
торско-технологическое описание для формирования маршрутного техно-
логического процесса ее обработки, как одного из конечных документов.
При этом формируется информация о детали, достаточная для решения за-
дач автоматизированного выбора заготовки, оборудования, видов основ-
                                    96


ной оснастки и инструмента. Таким образом, нетрудно заметить, что ин-
формация вида детали является необходимой и достаточной для полной
механической обработки той стабильной основы формы, которая обладает
максимальной устойчивостью к изменению, мутациям и поэтому пригодна
к стандартизации.
      Заметим, что стандартизация деталей в рамках их системного опре-
деления в зависимости от частоты применения конкретного вида детали
может проводиться на разных уровнях системы национальной стандарти-
зации: государственном (национальном), отраслевом, организации. Утвер-
ждение документа – носителя указанной информации (например, в рамках
стандарта организации) дает возможность ее многократного использования
при оперативной подготовке производства подобных типовых деталей.
        Автоматизация технической подготовки производства
      Формирование документации в рамках указанной информации реа-
лизуется в комплексной автоматизированной системе технической подго-
товки и управления производством (КАС ТеПУП), первая очередь которой
объединяет информационно-поисковую систему (ИПС), систему автомати-
зированного расчета трудоемкости (САРТ) и автоматизированную систему
оперативно-календарного планирования (АС ОКП).
      Начальная стадия отработки системы КАС ТеПУП наиболее ответ-
ственна и начинается с анализа номенклатур изделий и деталей, условий
производства, конкретных параметров технологической системы. По ре-
зультатам работы разрабатывается ТЗ на создание классификационной
системы информации о детали. Последовательность начального этапа ра-
бот по систематизации технической подготовки производства и созданию
оптимизированной системы документации на предприятии представлена в
таблице 2.7. Дальнейшие этапы развития системы КАС ТеПУП изложены в [26].
      В целом полученный комплект документации, который возглавляет
СОНД, представляет более последовательный, чем стандартный, набор ин-
формационного обеспечения технической подготовки производством. При-
менение КАС ТеПУП дает возможность проведения этой подготовки в ре-
альном режиме времени, что делает процесс не только более качественным,
но и более оперативным.
                                                             Таблица 2.7
              Фрагмент типового план-графика проведения работ
      по систематизации технической подготовки производства и создания
        оптимизированной системы документации на предприятии

                                                                   Примерный
 №                        Содержание работ                         срок выпол-
                                                                   нения, мес.
  1   Анализ номенклатуры деталей и условий производства. Разра-     0,5-1,5
      ботка ТЗ на создание классификационной системы деталей
      машин (КС)
                                      97


                                                         Окончание таблицы 2.7
                                                                     Примерный
 №                          Содержание работ                         срок выпол-
                                                                     нения, мес.
  2    Создание проекта КС 1-го и 2-го уровня для конкретного           1-1,5
       предприятия
  3    Разработка ведомости информации о детали (ВИД) и инструк-        0,5-1
       ции по ее заполнению, отработка заполнения, обучение персо-
       нала
  4    Создание информационно-поисковой системы (ИПС)
 4.1   Разработка ТЗ на создание информационно-поисковой системы        0,5-1
 4.2   Разработка подсистемы ввода и подготовки информации              0,5-1
 4.3   Разработка подсистемы формирования запросов и подсистемы         0,5-1
       отчетов
 4.4   Заполнение информационных ведомостей информацией 1-го            0,5-1
       уровня, организация БД системной информации о детали
  5    Группирование деталей по конструктивно технологическим           0,5-1
       признакам 1-го уровня, отработка задачи
  6    Постановка и отработка задачи унификации деталей с помо-         0,5-1
       щью ИПС
  7    Проведение технологической проработки, разработка предло-        0,5-1
       жений по конструкторской унификации деталей
  8    Уточнение и корректировка состава информации о детали по-
       сле проведения унификации
 8.1   Уточнение состава групп, корректировка КС                        0,5-1
 8.2   Корректировка информации 1-го уровня                             1,5-3
 8.3   Разработка системного определителя наименований и видов          1,5-3
       деталей
 8.4   Введение информации 2-го уровня                                  1,5-3

         2.7. Системы CALS как системы автоматизированного
       проектирования и управления жизненным циклом изделий

      CALS (ИПИ)-технологии – технологии информационной поддержки
сфер промышленного производства продукции на всех этапах ее жизнен-
ного цикла.
      Применение CALS-технологий позволяет существенно сократить
объемы проектных работ. Существенно облегчается решение проблем ре-
монтопригодности, интеграции продукции в различного рода системы и
среды, адаптации к меняющимся условиям эксплуатации и т. п. Предпола-
гается, что успех на рынке сложной технической продукции будет немыс-
лим вне технологий CALS.
      Жизненный цикл промышленных изделий включает ряд этапов, на-
чиная от зарождения идеи нового продукта до утилизации по окончании
срока его использования. Основные этапы жизненного цикла промышлен-
ной продукции представлены на рис. 1.4. К ним относятся этапы проекти-
                                  98


рования, технологической подготовки производства (ТПП), собственно
производства, реализации продукции, эксплуатации и, наконец, утилизации.
      На всех этапах жизненного цикла изделий имеются свои целевые ус-
тановки. При этом участники жизненного цикла стремятся достичь постав-
ленных целей с максимальной эффективностью. На этапах проектирова-
ния, ТПП и производства нужно обеспечить выполнение задач при задан-
ной степени надежности изделия и минимизации материальных и времен-
ных затрат. Понятие эффективности охватывает не только снижение себе-
стоимости продукции и сокращение сроков проектирования и производст-
ва, но и обеспечение удобства освоения и снижения затрат на будущую
эксплуатацию изделий. Особую важность требования удобства эксплуата-
ции имеют для сложной техники, например, в авиастроении.
      Достижение поставленных целей на современных предприятиях, вы-
пускающих сложные промышленные изделия, оказывается невозможным
без широкого использования автоматизированных систем (АС). Послед-
ние основаны на применении компьютеров и предназначены для создания,
переработки и использования информации о свойствах изделий и сопро-
вождающих процессов. Специфика задач, решаемых на различных этапах
ЖЦП, обусловливает разнообразие применяемых АС. Основные типы АС
с их привязкой к тем или иным этапам жизненного цикла изделий указаны
на рис. 2.11.
      Автоматизация проектирования осуществляется САПР. Принято вы-
делять в САПР машиностроительных отраслей промышленности системы
функционального, конструкторского и технологического проектирования.
Первые из них называют системами расчетов и инженерного анализа или
системами САЕ (Computer Aided Engineering). Системы конструкторского
проектирования называют системами САD (Computer Aided Design) Про-
ектирование технологических процессов составляет часть технологической
подготовки производства и выполняется в системах САМ (Computer Aided
Manufacturing). Функции координации работы систем САЕ/ САD /САМ,
управления проектными данными и проектированием возложены на сис-
тему управления проектными данными PDM (Product Data Management).
      Уже на стадии проектирования требуются услуги системы управле-
ния цепочками поставок (SCM). На этапе производства эта система управ-
ляет поставками необходимых материалов и комплектующих.
      Информационная поддержка этапа производства продукции осуще-
ствляется автоматизированными системами управления предприятием
(АСУП) и автоматизированными системами управления технологически-
ми процессами (АСУТП). К АСУП относятся системы планирования и
управления предприятием ERP (Enterprise Resource Planning) планирова-
ния производства и требований к материалам МRР-2 (Manufacturing Re-
quirement Planning), производственная исполнительная система МЕS (Man-
ufacturing Ехесиtion уз1етз), а также SСМ и система управления взаимоот-
ношениями с заказчиками CRM (Customer Requirement Management).
                                     99


                                СРС
  Рис. 2.11. Этапы жизненного цикла промышленных изделий и используемые АС

     Наиболее развитые системы ERP выполняют различные бизнес-
функции, связанные с планированием производства, закупками, сбытом
продукции, анализом перспектив маркетинга, управлением финансами,
персоналом, складским хозяйством, учетом основных фондов и т. п.
Системы МRР -2 ориентированы, главным образом, на бизнес-функции,
непосредственно связанные с производством, а системы МЕS - на реше-
ние оперативных задач управления проектированием, производством и
маркетингом.
     На этапе реализации продукции выполняются функции управления
отношениями с заказчиками и покупателями, проводится анализ рыночной
ситуации, определяются перспективы спроса на планируемые изделия. Эти
функции осуществляет система CRM. Маркетинговые задачи иногда воз-
лагаются на систему S&SM, которая, кроме того, используется для реше-
ния проблем обслуживания изделий. На этапе эксплуатации применяют
также специализированные компьютерные системы, занятые вопросами
ремонта, контроля, диагностики эксплуатируемых систем.
     Автоматизированные системы управления технологическими про-
цессами контролируют и используют данные, характеризующие состояние
технологического оборудования и протекание технологических процессов.
                                    100



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика