Разработка и усовершенствование системного определителя деталей комплексной системы технической подготовки и управления производством

Разработка и усовершенствование системного определителя деталей комплексной системы технической подготовки и управления производством

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: Разработка и усовершенствование системного определителя деталей комплексной системы технической подготовки и управления производством

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА. Стандартизация в системе управления качеством.

.1 Анализ машиностроительного производства

.2 Качество продукции

.3 Сущность процесса стандартизации

.3.1 Методы стандартизации

.3.2 Краткий обзор применения классификационных систем в машиностроительном производстве

.4 Вывод

ГЛАВА. Методика классификации и кодирования информации о детали по МЭТК.

.1 Формирование многоуровневых классификационных систем

.2 Информационные системы машиностроительных предприятий

.3 Разработка концепции и методов формирования структуры КАС ТеПУП

.4Принципы и общий порядок классификации и кодирования

.5 Вывод

ГЛАВА. Разработка системного определителя деталей

.1 Разработка и усовершенствование системного определителя деталей

.2 Кодирование деталей по МЭТК

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК    

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Научно-технический прогресс во всех отраслях общественного производства означает непрерывное развитие и совершенствование орудий и предметов труда, создание принципиально новых машин, материалов, источников энергии, технологических процессов, а также связанных с ними прогрессивных форм организации производства.

Ведущая роль в решении этих задач принадлежит машиностроению, которое создает наиболее активную часть основных производственных фондов, в значительной степени определяет темпы технического прогресса, роста общественного производства и его эффективности, а также играет важную роль в экономике Российской Федерации. В результате выпуска новых машин, приборов, оборудования, машиностроение непосредственным образом влияет на повышение производительности труда в сфере эксплуатации его продукции, способствует техническому перевооружению предприятий, создает базу для более экономного использования сырья, материалов, энергии, снижения материалоемкости и энергоемкости продукции, что, несомненно, способствует повышению конкурентоспособности предприятий. От развития машиностроения зависят темпы и масштабы внедрения научно-технических достижений в отраслях потребителях машиностроительной продукции.

Одним из важнейших факторов роста эффективности производства деталей машин является улучшение качества выпускаемой продукции. Повышение качества выпускаемой продукции расценивается в настоящее время как решающее условие её конкурентоспособности на внутреннем и внешнем рынках. Конкурентоспособность продукции во многом определяет престиж страны и является решающим фактором увеличения её национального богатства.

В деле достижения высокого качества продукции стандартизация является ведущим, ключевым фактором, т. к. деятельность по стандартизации весьма динамична, она всегда соответствует изменениям, происходящим в различных сферах жизни общества, прежде всего - экономической. Больше того, она должна успевать и даже предвосхищать эти изменения, чтобы стандарты способствовали развитию, а не отставанию отечественного производства. Сейчас эта деятельность в нашей стране во многом предопределяется стремлением России вступить во Всемирную торговую организацию.

Возрастающее влияние стандартизации как одного из наиболее действенных механизмов повышения качества и конкурентоспособности продукции в современном мире, а также возрастающая динамика этого влияния определяются рядом факторов. Первым из них можно считать стремительное развитие прогрессивных отраслей и сфер деятельности, а, следовательно, сокращение цикла проектирования и изготовления продукции, обеспечение оптимального соотношения между качеством, стоимостью и сроками изготовления. Не менее важным фактором является глобализация мирового рынка, характеризуемая стиранием границ на пути свободного движения капитала, товаров, людей и информации. И, наконец, все большее значение приобретает третий фактор - необходимость охраны окружающей среды и рационального использования ресурсов.

В целом следует констатировать, что в условиях резкого ускорения темпа современной жизни проблема повышения качества продукции стоит на острие процесса интеграции, становления нашей страны в сфере мировой рыночной экономики.

В связи с этим целью данной работы является исследование применения методов стандартизации и классификации для повышения качества деталей машин.

Задачи работы:

Анализ и изучение методов стандартизации и классификации в машиностроительном производстве

Выбор и формирование методики классификации и кодирования

Рассмотрение информационных технологий для повышения качества жизненного цикла

Совершенствование структуры системного определителя деталей.

В качестве объекта исследования рассмотрено машиностроительное производство.

Предметом настоящей работы является повышение эффективности производства.

В работе применяются методы стандартизации, унификации, классификации, кодирования, а также методы компьютерной автоматизации. Методологической и информационной базой исследования являются диалектический метод познания и системный анализ теоретических и практических аспектов развития предприятий в рыночных условиях.

  ГЛАВА 1. Стандартизация в системе управления качеством

.1 Анализ машиностроительного производства

Машиностроительный комплекс - это совокупность отраслей промышленности, производящих разнообразные машины. Ни на одно мгновение нельзя представить себе хозяйство нашей страны без машиностроения. Любое предприятие и каждый из нас пользуется его продукцией. Экономическая мощь зависит от уровня развития машиностроения - дает средства труда: от слесарных инструментов до ЭВМ. НТП во всех отраслях народного хозяйства невозможен без развития машиностроения.

Машиностроительный комплекс - ведущий среди межотраслевых комплексов. Это обусловлено несколькими причинами.

Во-первых, машиностроительный комплекс - крупнейший из промышленных комплексов, на его долю приходится почти 20% производимой продукции и всех работающих в хозяйстве России. Машиностроение и металлообработка характеризуются более крупными размерами предприятий, чем промышленность в целом (средний размер предприятия в отрасли составляет по численности рабочих около 1700 человек, по сравнению с менее чем 850 по промышленности в целом), большей фондоёмкостью, капиталоёмкостью и трудоёмкостью продукции; конструктивно-технологическая сложность продукции машиностроения требует разнообразной по профессиям и квалифицированной рабочей силы.

Среди всех отраслей промышленности машиностроение занимает первое место по доле в валовой продукции (в 2004 г. - 15%) и промышленно-производственном персонале, второе место (после топливно-энергетического комплекса) по доле в промышленно-производственных фондах, а также в структуре экспорта (18%).

Во-вторых, машиностроение создает машины и оборудование, применяемые повсеместно: в промышленности, сельском хозяйстве, в быту, на транспорте. Следовательно, научно-технический прогресс во всех отраслях народного хозяйства материализуется через продукцию машиностроения, в особенности таких ее приоритетных отраслей как станкостроение, электротехническая и электронная промышленность, приборостроение, производство электронно-вычислительной техники. Машиностроение, таким образом, представляет собой катализатор научно-технического прогресса, на основе которого осуществляется техническое перевооружение всех отраслей народного хозяйства. Поэтому основное экономическое назначение продукции машиностроения - облегчить труд и повысить его производительность путем насыщения всех отраслей народного хозяйства основными фондами высокого технического уровня.

Резко возрастающий напор потоков информации в современном информационном обществе оказывает все более возрастающее влияние на качество машиностроительного производства. При этом позитивность влияния во многом зависит как от качества самой информации, так и от качества и удобства ее восприятия и усвоения.

Можно говорить о внутренней системе качества объекта, которая определяется структурой его информации. Эта структура зависит от состава и качества построения иерархии признаков объекта, определяемой степенью их системности, правильностью построения классификаций. Говоря об объекте, как о некоторой производственной среде, заметим, что ее качество во многом зависит от указанного фактора.

Производственная среда предприятия (ПСП) - пространство предприятия, составляющее элементы сложной человеко-машинной системы - материального производства. От информационного качества производственной среды зависит и качество обмена информацией между элементами среды. Так как классифицированная информация об объекте используется на протяжении всего жизненного цикла, то качество этой структуры определяет и эффективность производственной среды в целом. Эффективность ПСП проявляется как в процессе, так и в результатах функционирования ее конкретных элементов.

Под эффективностью производственной среды следует понимать соотношение эффекта применения результатов функционирования среды и затрат, связанных с еее созданием. Она проявляется в следующих видах:

экономическая

техническая (информационная)

социальная

Интерес для наших исследований представляет информационная эффективность производственной среды, который выражается в достижении необходимого для общества взаимопонимания, единства восприятия информации, например стандартов.

В машиностроительном производстве информационный поток (ИП) целесообразно разделить на несколько видов, согласно функций соответствующих материальных потоков, например ИП основных материалов, ИП вспомогательных материалов, ИП инструмента и т. д. Указанные потоки образуют своего рода нервную систему производства, управляющую деятельностью материальных потоков производства, его кровеносной системы. В позвоночном столбе всего производственного организма происходит главный ИП - информация о детали основного производства. Эта информация определяет суть и причину существования всего производственного процесса и управляет всеми другими ИП.

Рис. 1.1. Модель системной производственной среды предприятия

определитель системный деталь

Как видно из рис. 1, главный ИП, разветвляясь, связывает конструкторскую информацию о детали с цеховыми подразделениями, где каждая деталь получает свое информационное воплощение. При этом каждому уровню производства соответствуют определенные информационные уровни.

Поэтому основной целью создания оптимизированной системы управления производственными процессами является четкое распределение уровней информации по выделенным уровням производства, т.е. максимального приближения к участникам производства для владения этой информацией в реальном шаге времени. Другими словами, проблема заключается в том, чтобы информация, необходимая каждому участнику для действий по управлению производством, находила его в нужное время и в нужном месте.

Существенную и наиболее сложную часть функций производственной среды (до 60% технологического цикла) представляют производство, связанное с обработкой деталей машин. Детали основного производства являются создающими элементами производственной среды предприятия. Таким образом, сведения по изготовлению деталей являются самой важной, основополагающей частью информации, функционирующей в машиностроительной производственной среде. Следовательно, повышение качества конструкторской документации окажет значительное влияние на качество производственного процесса в целом, а следовательно положительно повлияет на эффективность производственной среды машиностроительных предприятий.

.2 Качество продукции

Качество продукции это совокупность характеристик продукции, обусловливающая ее способность удовлетворять установленные и ожидаемые потребности в соответствии с назначением. Оно фиксируется на конкретный период времени и изменяется при появлении более прогрессивной технологии.

Качество - понятие многоплановое, обеспечение его требует объединения творческого потенциала и практического опыта многих специалистов. Проблема повышения качества может быть решена только при совместных усилиях государства, федеральных органов управления, руководителей и членов трудовых коллективов предприятий. Качество продукции в условиях современного производства - важнейшая составляющая эффективности, рентабельности предприятия, поэтому ему необходимо уделять постоянное внимание. Заниматься качеством должны все участники производственного процесса - от директора предприятия - до конкретного исполнителя любой операции. Рост качества продукции - характерная тенденция работы всех ведущих фирм мира.

Управление качеством - действия, осуществляемые при создании, эксплуатации или потреблении продукции в целях установления, обеспечения и поддержания необходимого уровня ее качества.

.3 Сущность процессов стандартизации

Важным элементом в системах управления качеством изделий является стандартизация - нормотворческая деятельность, которая находит наиболее рациональные нормы, а затем закрепляет их в нормативных документах типа стандарта, инструкции, методики и требований к разработке продукции, т.е. это комплекс средств, устанавливающих соответствие стандартам.

Стандартизация является одним из важнейших элементов современного механизма управления качеством продукции (работ, услуг). По определению международной организации по стандартизации (ИСО), стандартизация - установление и применение правил с целью упорядочения деятельности в определенных областях на пользу и при участии всех заинтересованных сторон, в частности для достижения всеобщей оптимальной экономии при соблюдении функциональных условий и требований техники безопасности.

Стандарт - это нормативно-технический документ по стандартизации, устанавливающий комплекс правил, норм, требований к объекту стандартизации и утвержденный компетентным органом. Стандарты представляются в виде документов, содержащих определенные требования, правила или нормы, обязательные к исполнению. Это также основные единицы измерения или физические константы (например, метр, вольт, ампер, абсолютный нуль по Кельвину и т.д.). К стандартам относятся все предметы для физического сравнения: государственные первичные эталоны единицы длинны, массы, силы и т.д.

Действующая система стандартизации позволяет разрабатывать и поддерживать в актуальном состоянии:

единый технический язык;

унифицированные ряды важнейших технических характеристик продукции (допуски и посадки, напряжения, частоты и др.);

типоразмерные ряды и типовые конструкции изделий общемашиностроительного применения (подшипники, крепеж, режущий инструмент и др.);

систему классификаторов технико-экономической информации;

достоверные справочные данные о свойствах материалов и веществ.

Общей целью стандартизации является защита интересов потребителей и государства по вопросам качества продукции, процессов, услуг.

Для достижения социальных и технико-экономических целей стандартизация выполняет определенные функции:

Таблица 1.1. Функции стандартизации

.3.1 Методы стандартизации

Методы стандартизации - это прием или совокупность приемов, с помощью которых достигаются цели стандартизации. Стандартизация базируется на общенаучных и специфических методах. К общенаучным методам относят упорядочение объектов стандартизации и параметрическую стандартизацию.

Упорядочение объектов стандартизации - универсальный метод в области стандартизации продукции, процессов и услуг. Упорядочение как управление многообразием связано, прежде всего, с сокращением многообразия. Результатом работ по упорядочению являются, например, ограничительные перечни комплектующих изделий для конечной готовой продукции; альбомы типовых конструкций изделий; типовые формы технических, управленческих и прочих документов.

Параметрическая стандартизация основана на упорядочении объектов стандартизации при помощи составления параметрических рядов характеристик продукции, процессов, классификаторов и т.п.

К числу основных специфических методов стандартизации относятся унификация, агрегатирование, комплексная и опережающая стандартизация.

Деятельность по рациональному сокращению числа типов деталей, агрегатов одинакового функционального назначения называется унификацией продукции. Она базируется на классификации и ранжировании, селекции и симплификации, типизации и оптимизации элементов готовой продукции. В зависимости от области проведения унификация изделий может быть:

межотраслевая (унификация изделий и их элементов одинакового или близкого назначения, изготовляемых двумя или более отраслями промышленности);

отраслевая и заводская (унификация изделий, изготовляемых одной отраслью промышленности или одним предприятием).

В зависимости от методических принципов осуществления унификация может быть:

внутривидовая (семейство однотипных изделий);

межвидовая и межпроектная (узлов, агрегатов, деталей разнотипных изделий).

Под унификацией понимают действия, направленные на сведение к технически и экономически обоснованному рациональному минимуму неоправданного многообразия различных изделий, деталей, узлов, технологических процессов и документации. Унификацию можно рассматривать как средство оптимизации параметров качества и ограничения количества типоразмеров выпускаемых изделий и их составных частей. При этом унификация воздействует на все стадии жизненного цикла продукции, обеспечивает взаимозаменяемость изделий, узлов и агрегатов, что, в свою очередь, позволяет предприятиям кооперироваться друг с другом.

Благодаря унификации существенно возрастает спрос на отдельные детали, узлы и комплектующие изделия, используемые в производстве различных видов продукции. Повышенный спрос позволяет организовывать поточное производство указанных компонентов готовой продукции, укрупнять их партии, создавать специализированные участки и предприятия.

Под агрегатированием понимают метод конструирования и эксплуатации изделий, основанный на функциональной и геометрической взаимозаменяемости их основных узлов и агрегатов.

Важнейшим преимуществом изделий, созданных на основе агрегатирования, является их конструктивная обратимость. Агрегатирование позволяет многократно применять стандартные детали, узлы и агрегаты в новых модификациях изделий при изменении их конструкции.

Классификация - система соподчиненных группировок (таксонов) информации о деталях, используемой для эффективного установления связей в отражаемой ею системе производства.

.3.2 Краткий обзор применения классификационных систем в машиностроительном производстве

При конструировании классификаций для технологической подготовки производства приходится иметь дело с серией задач, которые вытекают из одной системы динамично изменяющихся данных. Одной из основных трудностей является поиск наиболее существенных классификационных признаков и структуры, адекватную рассматриваемому производству, опираясь на которые система была бы максимально приближена к естественной.

Одной из первых попыток создания единой системы классификации и кодирования изделий, сборочных единиц и деталей явилось создание общесоюзного классификатора промышленной и сельскохозяйственной продукции (ОКП). К его достоинствам можно отнести:

в нем впервые выделены сущностные конструктивно-технолгические признаки информации об объекте

сделана попытка исследования многообразия деталей с точки зрения их формообразования

собран большой материал из представителей различных групп деталей

разработаны термины и определения классификации деталей.

Вместе с тем, в классификаторе присутствует существенный недостаток, касающийся наличия в нем деталей отраслевого назначения, что вызывает путаницу при кодировании, а в конечном счете - разнокодирование (наличие разных кодов на один классификационный вид детали).

Единая система конструкторской документации (ЕСКД) устанавливает единую обезличенную классификационную систему обозначения изделий основного и вспомогательного производства и их конструкторских документов всех отраслей промышленности при разработке; изготовлении, эксплуатации и ремонте. Это комплекс стандартов, устанавливающих взаимосвязанные нормы и правила по разработке, оформлению и обращению конструкторской документации, разрабатываемой и применяемой на всех стадиях жизненного цикла изделия.

Общие положения ЕСКД

.1. Каждому изделию в соответствии с ГОСТ 2.101-68 должно быть присвоено обозначение.

.2 Обозначение изделия является одновременно обозначением его основного конструкторского документа (чертежа детали или спецификации).

Обозначение изделия и его конструкторского документа не должно быть использовано для обозначения другого изделия и конструкторского документа.

.3. Обозначения изделиям и конструкторским документам присваивают централизованно или децентрализованно.

Централизованное присвоение обозначений должны осуществлять организации, которым это поручено министерством, ведомством, в пределах объединения, отрасли. Перечень изделий, обозначение которым присваивают централизованно, определяет министерство, ведомство.

Децентрализованное присвоение обозначений должны осуществлять организации-разработчики.

.4. Изделия и конструкторские документы сохраняют присвоенное им обозначение независимо от того, в каких изделиях и конструкторских документах они применяются.

.5. Обозначения изделий и конструкторских документов записывают в другие документы без сокращений и изменений, за исключением случаев, предусмотренных ГОСТ 2.113-75.

.6. Обозначение должно быть указано на каждом листе конструкторского документа, выполненного на нескольких листах.

.7. Деталям, на которые не выпущены чертежи согласно ГОСТ 2.109-73, должны быть присвоены самостоятельные обозначения по общим правилам.

Создание классификатора ЕСКД имело своей целью устранение вышеуказанного недостатка за счет освобождения классификатора от информации о деталях отраслевого назначения. Однако это было сделано лишь частично. Исследования [5], проведенные на предмет применения ЕСКД как основы для создания автоматизированной системы технической подготовки и управления производством, показали ряд недостатков, в том числе: недостаточную информативность и наличие разнокодирования. Кроме того, этот классификатор, к сожалению, не подлежит простому дополнению из-за жесткости большей части структуры и несоответствия типов признаков для деталей разных классов в классификационных группировках одного уровня.

Поэтому актуальность применения новых качественных классификационных моделей не вызывает сомнений. Таким образом, в реальном производстве возникает необходимость классификатора обладающего более объемной и упорядоченной структурой, чем структура классификатора ЕСКД.

.4 Выводы

В настоящей главе проведен анализ и изучение методов стандартизации и классификации в машиностроительном производстве. Выявлено, что существующие классификационные системы имеют некоторые недостатки, которые представляется возможным исправить путем применения классификатора, обладающего более объемной и упорядоченной структурой. Обоснована необходимость перехода на информационные методы управления предприятиями.

Учитывая громадный объем данных в современных производственных системах, для четкого их функционирования необходима их информационная поддержка в реальном режиме времени. Качественная классификация этих данных и методы компьютерной поддержки, сокращая время их переработки, дают возможность приближения к такому режиму. Последнее, в свою очередь, создавая значительное удобство производственной деятельности и сокращая ее время, составляет существенную часть оптимизации управления производственным процессом.

Также мы можем говорить о необходимости многоуровневой структуры качества объекта, основополагающим элементом которой является качество классификации деталей. Учитывая высокую сложность информации о деталях, а также необходимость рассмотрения всей их (деталей) номенклатуры в реальном шаге времени применение указанных методов представляет сложный процесс, качественно выполнимый только с помощью серьезной компьютерной поддержки и применения методов классификации. Поэтому для достижения приемлемой оперативности процесса необходимо, чтобы эта работа на предприятии проходила в рамках некоторой автоматизированной системы технической подготовки производства.

Проведенный анализ существующих классификаторов и специфики современного машиностроения указывает на необходимость создания многоуровневой системы подготовки производства, которая позволила бы повысить оперативность, гибкость, а следовательно и качество управления процессом изготовления деталей в машиностроительном производстве.

В дальнейшем планируется выбрать и сформировать методику классифицирования и кодирования с применением информационных технологий для повышения качества жизненного цикла.

ГЛАВА 2. Методика классификации и кодирования информации о детали по МЭТК

.1 Формирование многоуровневых классификационных систем

Машиностроительное производство с системной точки зрения представляет собой сложную открытую человеко-машинную систему, обладающую слабыми взаимодействиями и слабыми взаимосвязями. Последнее обстоятельство определяет большую инерционность его управления в реальном масштабе времени при высокой степени динамичности системы, что накладывает определенные критерии на методы ее исследования. Абстрагируясь от финансовых потоков производства, в сфере материально-технического производства можно выделить информационный и материальный поток. Информационный поток (ИП) сопровождает материальный и является некоторой системой сообщений, необходимой для управления и контроля производством.

Комплект документации на изготовление конкретной единичной детали следует рассматривать как ген, точнее техноген - единицу наследственного материала, ответственного за формирование каких-либо признаков определяющих фенотип-изделие (например признаков материала. признаков оборудования). Нетрудно заметить, что роль этого техногена как источника базовой информации в производственном пространстве предприятия - управление процессом изготовления детали и по большей части, в целом, всего изделия, частью которого является управление его качеством. При этом важными критериями качества системы управления являются ее оперативность и гибкость, что делает необходимым решение ее задач в реальном режиме времени. Последнее во многом определяется целостностью и компактностью системы техногенов качество которой, как элемента качества технической документации, зависит от качества взаимосвязи техногена данной детали с другими техногенами производственной информации. Такая целостная и компактная взаимосвязь осуществляется в техногеноме информации о деталях, которым в производственном пространстве предприятия (техноценоза) может являться их правильно построенная классификационная система. Последняя, структурно, на генетическом уровне, отвечая за процесс рождения (изготовления) изделия, определяет и его качество, так и качество этой процедуры рождения (производственный процесс). От этого в свою очередь, исходит не только качество изделий-фенотипов, но и уровни гибкости и оперативности производственных процессов, и в целом, эффективность управления всей производственной системой предприятия.

В свою очередь, качество классификационной системы зависит от степени приближения к естественному типу, т. е. насколько ее признаки существенны на каждом ее системно-информационном уровне и насколько структура этих признаков адекватна рассматриваемой производственной системе. На современном ее этапе все явственнее проявляется тенденция внедрения классификационных структур, не только в виде общероссийских классификаторов, но и как средства упорядочения конкретной производственной информации.

Таким образом, для получения классификации высокого качества необходимо построить ее так, чтобы она максимально четко отражала все объекты в рассматриваемой области, их отношения и происходящие в этой области процессы, связывая эти компоненты максимально естественным образом. Только в этом случае классификация может выражать элементы производственной структуры в порядке, который существует в отражаемом ею мире, представляя этот мир как эффективную производственную среду.

Поэтому, под эффективной производственной средой предприятия (ЭПС) будем понимать сложную человеко-машинную систему, выполняющую на предприятии функции преобразования входящих компонентов в готовое изделие, и структурированную классификационной системой естественного типа.

Так как увеличение разнообразия объектов в ходе их техноэволюции - процесс объективный [2], необходимы методы снижения. Наиболее употребляемые специальные методы снижения разнообразия объектов в рамках стандартизации являются их унификация и типизация. Качество унификации, как и качество типизации, при достаточной величине номенклатуры деталей, напрямую связано с качеством классификатора, с помощью которого проводятся обе указанные работы, а также в целом от качества проведения работ по классификации и кодированию деталей.

Цель классификации - свести многообразие форм поверхностей к сочетанию ограниченного числа элементов и признаков. Наиболее экономной является система классификации с иерархическим подчинением признаков, когда каждый признак нижней ступени классификации конкретизирует признак высшей ступени. При этом действует принцип, согласно которому все члены классификационного деления на каждой его ступени исключают друг друга. Задача классификации существенно упростится, если в основу систематизации положить закономерности формообразования поверхностей.

Большинство поверхностей в деталях машин относится к числу кинематических, т.е. они могут быть получены перемещением некоторой плоской кривой (образующей) по другой, неподвижной в пространстве (направляющей). При этом направляющая и образующая имеет одну общую точку, в которой угол между касательной к образующей и плоскостью, содержащей направляющую, чаще всего является постоянным. В общем случае размеры и форма образующей в процессе движения могут изменяться.

Самая высокая ступень классификации поверхностей - класс, признаком которого является закон движения образующей (т.е. вид направляющей). По этому признаку все поверхности делятся на пять классов:

) плоские поверхности, направляющей которых является прямая;

) поверхности вращения, направляющей которых будет окружность;

) винтовых поверхности, направляющая которых - винтовая линия;

) зубчатые поверхности, направляющими которых являются периодические кривые разных типов;

) фасонные поверхности, направляющие которых - алгебраические или трансцендентные кривые.

Подкласс отражает совокупность форм образующих, обладающих некоторым общим признаком, а группа уточняет форму образующей. Следующей ступенью классификации является вид поверхности, который определяет форму границ поверхности по длине или, другими словами, свободу выхода инструмента. В зависимости от расположения поверхности относительно материала детали на последней ступени классификации выделяются два типа поверхностей: наружные и внутренние.

Конструкторско-технологическая классификация деталей машин является задачей намного более сложной, чем классификация их компонентов.

Классификацию деталей следует проводить по следующим четырем признакам:

) функционально-геометрическому;

) размерному;

) точностному;

) по применяемому материалу.

Геометрическая форма детали предопределяется ее функцией и вместе с габаритными размерами, показателями точности, материалом и его твердостью предопределяет технологию ее изготовления для конкретного типа производства.

Следует отметить, что в каждой отрасли машиностроения применяется набор деталей оригинальной формы, которые редко или совсем не встречаются в машинах других отраслей (например, станины и шпиндели металлорежущих станков; цилиндры, линотипные матрицы, шпационные клинья и рамы полиграфических машин; иглы и цилиндры трикотажных машин и т.д.). С другой стороны, очень многие детали являются универсальными, т.е. применяются в самых разных машинах.

.2 Информационные системы машиностроительных предприятий

Построение эффективной системы современного машиностроительного предприятия невозможно представить без решения двух основополагающих задач - обеспечения инженерной подготовки производства и решения вопросов планирования и управления производственной деятельностью предприятия. Последняя во многом зависит от качества информационной системы предприятия. Достижение указанных целей требует использования современных методов управления.

Информационные технологии часто выступают как проводник новых технологических решений. Поэтому структурная перестройка машиностроительного комплекса России на основе информационных систем неизбежна. Ранее каждое предприятие могло себе позволить роскошь «на свои средства» содержать и обеспечивать всю производственную цепочку жизненного цикла выпускаемого изделия. На каждом предприятии были отделы АСУ (автоматизированные системы управления), САПР (системы автоматизированного проектирования) и т.д.

Для машиностроительных предприятий это, прежде всего, управление информационной поддержкой жизненного цикла изделий (CALS). Реализацию данного метода практически невозможно представить без современных информационных систем. Для машиностроительного предприятия набольшее значение при этом имеют системы управления конструкторско-технологической документацией. К ним относится ряд систем класса CAD/CAM (Computer Aided Design / Manufacturing) или отечественный аналог данных терминов - САПР (Системы автоматизированного проектирования), обеспечивающие такие функции, как проектирование изделий, разработку технологий, расчет материальных и трудовых нормативов, и системы класса PDM (Product Data Management - управление данными об изделиях), ответственные за управление конструкторскими и технологическими данными, управление документацией (электронный архив) и управление изменениями.

Построение эффективной системы управления на основе вышеназванных информационных систем возможно только при их тесной интеграции между собой и формировании единого информационного пространства предприятия.

Наиболее значительный объем данных, который должен быть единым для системы управления - это данные о конструкторской и технологической документации, прежде всего, справочник номенклатуры в части материалов и комплектующих, полуфабрикатов и готовой продукции, нормативно справочная информация о составе изделий (спецификации, версии спецификаций, нормы расхода), данные о технологических маршрутах (технологические маршруты, операционно-трудовые нормативы, технологическое время выполнения операций, проценты отхода). Первоначально эти данные на этапе разработки и проектирования продукции готовятся в PDM-системе, а на этапе планирования и управления производственной деятельностью используются в ERP-системе. Общую схему взаимодействия систем при этом можно представить в следующем виде:

Рис. 2.1. Общая схема интеграции CAD/CAM, PDM и ERP систем

.3 Разработка концепции и методов формирования структуры КАС ТеПУП

Для разработки оптимизированной комплексной системы технической подготовки и управления производством (КАС ТеПУП), в первую очередь, необходимо создание базы данных. Эта процедура является первой стадией разработки информационно-поисковой системы конструкторско-технического назначения. Ядро данной системы реализуется с помощью многоуровневого элементно-технологического классификатора деталей машин (МЭТК). Особенностью данного классификатора является принцип рассмотрения геометрически-конструктивных элементов детали на фоне изменяющейся динамики технологии их изготовления.

Методика классификации и кодирования информации о детали предназначена для получения оптимизированного набора исходных данных в целях проведения качественной технической подготовки и эффективного управления производством на различных этапах развития производственного процесса.

Основным документом, реализующим и узаконивающим первичный этап подготовки информации является «Ведомость информации о детали» (ВИД).

.4 Принципы и общий порядок классификации и кодирования

Для разработки комплексной системы технической подготовки и управления производством в первую очередь необходимо создание базы данных (БД). Это будет являться первой стадией разработки информационно-поисковой системы конструкторско-технологического назначения.

Структура БД строится в соответствии с многомерной классификационной системой информации об объектах производства, адекватной структуре рассматриваемого производства. Ядро указанной системы реализуется с помощью многоуровневого элементно-технологического классификатора деталей машин (МЭТК). Особенностью данного классификатора является принцип рассмотрения геометрически-конструктивных элементов детали на фоне изменяющейся динамики технологии их изготовления.

Методика классификации и кодирования информации о детали предназначена для получения оптимизированного набора исходных данных в целях проведения качественной технической подготовки и эффективного управления производством на различных этапах развития производственного процесса.

Основным документом, реализующим и узаконивающим первичный этап подготовки информации является «Ведомость информации о детали» (ВИД). Ее отличительными особенностями являются возможность ее использования как в неавтоматизированном, «ручном» режиме, так и производить автоматизированное кодирование путем интерактивного диалога пользователя с ЭВМ. В данном случае ВИД используется как удобный промежуточный документ. Удобству и простоте его использования способствует нахождение большинства классификационно-кодовых таблиц на поле бланка. Структурное построение информации позволяет рассматривать ее развитие строго последовательно, в соответствии с ходом эволюции производственного процесса. Еще одним преимуществом данного документа является то, что с его помощью можно осуществлять первый этап предварительного группирования как для ручного, так и для автоматизированного режима.

Таким образом, классификация, кодирование и ведение информации о детали с помощью системы МЭТК может осуществляться в двух режимах: «ручном» и автоматизированном. Общий порядок классификации заключается в следующем:

деталь мысленно располагается в положении первоначальной обработки

вводятся конструктивно-технологические данные о детали

кодируется подкласс детали и заносится в соответствующие графы ВИД

при кодировании элементарных деталей вращения в качестве 3-го и 4-го знака берется код отношения L/D

ВИД состоит из 3-х частей:

эскиза детали-представителя

системы таблиц кодового описания

классифицированной информации о детали 1-го и 2-го уровня.

Последняя часть содержит:

Общую информацию о геометрической форме детали (класс, подкласс, семейство)

Общую конструктивно-технологическую информацию о детали (номер чертежа, наименование, применяемость, основные размеры, материал, вид заготовки, масса)

Кодовое описание основных элементов детали (ОЭ)

Кодовое описание дополнительных элементов детали (ДЭ)

.5 Вывод

Во второй главе курсовой работы была выбрана и сформирована методика классификации и кодирования. Для разработки комплекса автоматизированных систем технической подготовки и совершенствования управления производством предложена методика классификации и кодирования информации по многоуровневому элементно-технологическому классификатору деталей машин (МЭТК). Особенностями данного классификатора является принцип рассмотрения геометрическо-конструктивных элементов детали на фоне изменяющейся динамики технологии их изготовления. В целом, следует отметить, что использование ВИД МЭТК максимально приближает работу технолога-систематика к режиму реального времени, что и определяет максимальную эффективность системной видовой технологии.

Также в данной главе рассмотрены информационные системы и технологии машиностроительного производства, применение которых позволяет повысить качество жизненного цикла продукции.

ГЛАВА 3. Разработка системного определителя деталей

.1 Разработка и усовершенствование системного определителя деталей

Важным шагом документного генезиса является разработка системного определителя наименований и видов деталей (СОНД).

Актуальность подобной работы связана с необходимостью назначения такого наименования детали, которое представляло ее самые существенные признаки и давало точное направление всей технической подготовке производства в ее естественном процессе. Поэтому важным условием качества подготовки производства, собственно изготовления, эксплуатации и утилизации изделия является возможность оперативного рассмотрения и быстрого восприятия основ его конструкции в реальном режиме времени, без использования визуальных форм представления (чертежа, эскиза). С другой стороны, творческая активность конструкторов нас только 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 более всего выражен на производствах с обширной и разветвленной номенклатурой деталей (более 300 наименований), где упорядоченность особенно необходима.

Структура СОНД определяется кодовой информацией классификационной системы (КС) информации о деталях машин. Системный определитель наименований и видов деталей представляет единую систему графической, словарной и кодовой информации о детали, включает 3 класса деталей - вращения, невращения и модульный. Указанная информация СОНД расположена в порядке возрастания конструктивно-технологической сложности в каждом из таксонов и представлена в соответствующих графах табл.

Начальную часть документа СОНД для каждого класса составляет описание, в том числе и кодовое, иерархического построения общей информации о форме детали. Последующая часть таблицы этого документа содержит 3 столбца. В 1-м столбце даны эскизы обобщенных представителей - видов деталей.

Данная информация служит для первоначального ориентирования и оперативного поиска участниками производственного процесса видов деталей, имеющихся на конкретном производстве. Эта информация особенно актуальна при работе с документом без использования ЭВМ.

Во втором столбце находится 2 группы информации: системные наименования указанных представителей (в круглых скобках) и описание эскиза детали-представителя, представляющее конструктивно-технологическую характеристику вида детали с пояснениями заключенными в квадратных скобках.

В третьем столбце дана классификационно-кодовая информация 1-го и 2-го уровней (рода и вида).

Каждое наименование детали состоит, в среднем, из 2-х слов (иногда одного или трех), комбинация которых для других наименований не повторяется, 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 задана ее системным наименованием. Поэтому такого рода наименование, в отличие от обычных, несистемных, может являться четким основанием, первоначальным ориентиром для последующего точного решения задач технической подготовки производства. Большинство наименований, в предлагаемом варианте, включают в себя слова, традиционно широко применяемые в производственной практике.

Формально большинство системных наименований отличается от обычных лишь добавкой одного - двух слов, и по существу СОНД определяет лишь порядок их применения. Предлагаемый вариант наименования детали заключен в круглые скобки.

Указанное наименование однозначно определяет место детали в классификационной системе таксонов (общая информация о детали и ее основные поверхности) и, соответственно, дает начало ее классификационному коду, который расположен в 3-ей графе. Нетрудно заметить, что каждый знак этого кода несет в себе также и технологическую информацию, а их последовательность, при соблюдении правильного порядка при классификации и кодировании, определяет обобщенный маршрут унифицированного технологического процесса (УТП). Установив в соответствие отдельным знакам или группам знаков кода, определенную, заранее разработанную унифицированную операцию или переход, можно впоследствии собрать из них готовый УТП. При этом, код УТП может автоматически присваиваться по коду системного наименования и вида детали. Получение единичного УТП возможно при введении в кодовое описание группового УТП конкретных размеров и других характеристик соответствующей детали. Автоматизированное нормирование этого УТП возможно осуществить при внедрении системы автоматизированного расчета трудоемкости (САРТ, см. ниже). 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 основание, дает ей родовое имя - определение, наиболее точно соответствующее характеру ее самых существенных общих конструктивно-технологических свойств. Информация о родовом имени детали имеет свое естественное продолжение при создании системного определителя видов.

Для улучшения восприятия технико-конструкторской информации предлагается усовершенствовать СОНД путем добавления в него трехмерных моделей деталей, спроектированных с использованием системы КОМПАС-3D, разработанной российской компанией АСКОН. Она автоматически генерирует ассоциативные виды трехмерных моделей и позволяет реализовать классический процесс трехмерного параметрического проектирования - от идеи к ассоциативной объемной модели, от модели к конструкторской документации.

В каждом файле детали существует система координат и определяемые ею проекционные плоскости. Построение тела начинается с создания эскиза и формообразующего элемента одного из следующих типов:

элемент выдавливания,

элемент вращения,

кинематический элемент,

элемент по сечениям.

Полученные модели располагали в СОНД в столбце «Модели представителей».

В результате получили более удобный и наглядный системный определитель, повышающий уровень восприятия информации в процессе классификации и кодирования и ускоряющий этот процесс.

Рис. 3.1. Фрагмент системного определителя деталей

3.2 Кодирование деталей по МЭТК

Порядок классификации и кодирования, реализуемый в МЭТК, основан на принципах классификационно-эволюционного подхода, сформированном из опыта внедрения групповых технологий и анализа свойств классификационных систем. Так как информация о детали, необходимая для проведения качественной технической подготовки и управления производством, представляет достаточно сложный набор данных, свойства классификационной системы должны определяться свойствами той производственной системы, в которой она функционирует.

Поэтому для правильной работы с методикой является использование при классификации и кодировании постоянного контакта, опоры на соответствующие данному этапу изготовления детали технологические методы. Кроме этого, нужно реализовывать принцип наименьшего действия, т.е. выбирать, при возможности, альтернативу наиболее простой формы.

Общий порядок классификации заключается в следующем:

деталь мысленно располагается в положении первоначальной обработки

вводятся конструктивно-технологические данные о детали, которые, в зависимости от уровня представления, показаны в ведомости информации о детали

кодируется подкласс детали и заносится в соответствующие графы ВИД

при наличии альтернативы отнесения детали к тому или иному подклассу, следует кодировать более простым (подкласс элементарных деталей)

при кодировании элементарных деталей вращения в качестве 3-го и 4-го знака берется код отношения L/D

Заполнение ВИД начинается с получения общего представления о конструктивно-технологической форме детали в виде эскиза. Для этого в ручном варианте заполнения на бланке ВИД чертится эскиз детали-представителя. В автоматизированном варианте графическая информация может поступать по сети от конструкторских систем типа «Unigrafix», «КОМПАС-3D», «SolidWorks» или других подобных.

Следующим этапом классифицируются, кодируются и вводятся конструктивно-геометрические данные об общей форме группы деталей (класс, подкласс). Затем вводится общая конструктивно-технологическая информация для каждой детали (номер чертежа, наименование, применяемость, материал, вид заготовки, масса).

КС информации о деталях машин

Таблица 3.1. Обще-конкретизированная форма деталей (1-4 знаки)

Для кодирования были взяты чертежи 20 деталей. По чертежам в САПР КОМПАС-3D были спроектированы трехмерные модели. Чертежи были сгруппированы в 7 групп:

Детали тел вращения, втулкообразные, длинномеры

Детали тел вращения, втулкообразные, сложные

Детали тел вращения, втулкообразные, гладкие

Детали тел вращения, круглые (L>100), осеобразные, двусторонние

Детали тел вращения, круглые(D1>D2>1,6), осеобразные, двусторонние

Детали тел вращения, круглые(D1>D2>1,6), осеобразные, односторонние

Детали тел вращения, круглые (L<100), осеобразные, двусторонние

Для каждой группы деталей была заполнена таблица. Кодирование деталей производилось согласно таблице 3.1.

В ходе работы было отмечено удобство и простота МЭТК, оперативность, с которой осуществлялась работа, а так же то, что с помощью МЭТК можно осуществлять первый этап предварительного группирования как для ручного, так и для автоматизированного режима.

.3 Вывод

В третьей главе была произведена работа, результатом которой явилось усовершенствование системного определителя наименований деталей, представляющего каждое системное наименование детали в виде однозначного соответствия обобщенной форме. В графе «Модели представителей» помещены трехмерные модели классифицируемых деталей. Это позволяет понизить уровень абстрактности информации при кодировании деталей, повысить эффективность и качество кодирования, а следовательно и всего жизненного цикла машиностроительной продукции. Кроме того, наглядность системного определителя обеспечивает возможность быстрой и эффективной работы с высоким качеством оформления. Применение системного определителя деталей позволяет облегчить и упростить процесс автоматизированного решения задач подготовки и управления производством.

Кроме этого, было произведено кодирование деталей машиностроительной продукции с помощью многоуровневого элементно-технологического классификатора деталей машин. В результате с минимальными временными и трудовыми затратами был получен оптимизированный набор данных, который будет способствовать проведению качественной технической подготовки и эффективному управлению производством на различных этапах развития производственного процесса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе приводится описание комплекса исследований в области производственной эффективности машиностроительных предприятий. Для решения проблемы в условиях резкого возрастания напора потоков информации в современном информационном обществе была предложена классификационная система информации о деталях машин естественного типа. Основной упор в работе делался на сокращение доли рутинного, монотонного, «ручного» расчетного труда.

В результате проведенного исследования решены следующие задачи:

. Проведен анализ методов стандартизации и классификации в машиностроительном производстве.

В результате анализа одним из важнейших факторов роста эффективности машиностроительного производства было признано улучшение качества выпускаемой продукции. Оно, в свою очередь, во многом зависит от информационного качества производственной среды и от качества обмена информацией между элементами среды.

От информационного качества производственной среды зависит и качество обмена информацией между элементами среды.

. Выбрана и сформирована методика классификации и кодирования по МЭТК. Его многоуровневость, естественность, возможность использования как в «ручном», так и в автоматизированном режиме способствует созданию оптимизированной системы технической подготовки и позволяет управлять машиностроительным предприятием в режиме реального времени. Оптимизация осуществляется путем минимизации структурных параметров информации о детали по количеству и качеству его информационных элементов конструкции и их отношений, с применением методов унификации, стандартизации и компьютерной автоматизации.

. Усовершенствован системный определитель наименований деталей системы КАС ТеПУП, представляющий каждое системное наименование детали в виде однозначного соответствия обобщенной форме. В графе «Модели представителей» помещены трехмерные модели классифицируемых деталей. Это позволяет понизить уровень абстрактности информации при кодировании деталей, повысить эффективность и качество кодирования, а следовательно и всего жизненного цикла машиностроительной продукции. Кроме того, наглядность системного определителя обеспечивает возможность быстрой и эффективной работы с высоким качеством оформления. Применение системного определителя деталей позволяет облегчить и упростить процесс автоматизированного решения задач подготовки и управления производством.

Таким образом, решение вышеуказанных задач позволило упростить процесс технической подготовки машиностроительного предприятия, сделать его более качественным, сократить период проведения.

Практическое значение проведенного исследования заключается в целесообразности использования основных его положений на машиностроительных предприятиях. Это позволит улучшить процесс технической подготовки и управления производством, даст возможность проведения этой подготовки в реальном режиме времени, что сделает процесс не только более качественным, но и гораздо более оперативным, а, следовательно, повысит эффективность производства.

Таким образом, поставленные задачи решены, цели достигнуты.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Базров, Б. М. Актуальные проблемы совершенствования машиностроительного производства и пути их решения // Технология машиностроения. - 2005. - №1. - С. 14 - 19.

Вороненко, В. П., Схиртладзе, А. Г. , Брюханов, В.Н. Машиностроительное производство: учебник для сред. спец. учеб. заведений / под ред. Ю. М. Соломенцева. - М.: Высшая школа, Издательский центр «Академия», 2001 - 304 с.

ГОСТ 2.201 - 93. Единая система конструкторской документации. Обозначение изделий и конструкторских документов. - М.: Издательство стандартов, 1995 - 13 с.

Информационная поддержка жизненного цикла изделий машиностроения: принципы, системы и технологии CALS/ ИПИ: учебное пособие / А.Н. Ковшов, Ю. Ф. Назаров, И. М. Ибрагимов, А.Д. Никифоров. - М.: Издательский центр «Академия», 2007 - 304 с.

Кудрин, Б. И. Введение в технетику. - Томск: Изд-во Томск. Гос. Ун-та, 1993 - 552 с.

Методика кодирования деталей машин/ Сост. В. В. Ефимов и др. // Ульяновский политехнический институт. - Ульяновск, 1988. - 30 с.

Митрофанов, С.П. Научные основы групповой технологии/ С.П. Митрофанов. - Л.: Лениздат, 1959. - 434 с.

Митрофанов, С.П. Научные основы технологической подготовки группового производства/ С.П. Митрофанов. - Л.: Машиностроение, 1965. - 562 с.

Митрофанов, С.П. Научная организация машиностроительного производства/ С.П. Митрофанов. - Л.: Машиностроение, 1976. - 712 с.

Сергеев, А. Г., Латышев, М. В., Терегеря, В. В. Метрология, стандартизация, сертификация (второе издание). - М.: Логос, 2004 - 560 с.

Худобин Л.В., Гурьянихин В.Ф., Березин В.Р. Курсовые и дипломные проекты с развитой научно-исследовательской частью: учебное пособие. - Ульяновск: УлГТУ, 1998. - 84 с.

Чебанов, С.В. Теория классификации и методика классифицирования/ НТИ Серия 2. - Информационные процессы и системы. - 1977. - №10. - С. 1-10

Ширялкин, А.Ф., Гордеева, М.К. Стандартизация, метрология и сертификация: учебно-практическое пособие / А.Ф. Ширялкин, М.К. Гордеева - Ульяновский государственный технический университет. - Ульяновск: УлГТУ, 2008. - 200с.

Ширялкин А.Ф., Федоров Т.А. Методические указания для выполнения, оформления и защиты курсовой работы по дисциплине Метрология стандартизация, сертификация. - Ульяновск: УлГТУ, 2006. - 21 с.

Ширялкин, А.Ф. Основы формирования многоуровневых классификаций естественного типа для создания эффективных производственных сред в машиностроении / А. Ф. Ширялкин. - Ульяновск: УлГТУ, 2009 - 298

Ширялкин, А.Ф. Стандартизация и техническое регулирование в аспекте качества продукции: учебное пособие / А. Ф. Ширялкин. - Ульяновск: УлГТУ, 2006. - 196 с.

Ширялкин, А.Ф. Формирование естественных классификаций деталей машин для применения в системах автоматизированного проектирования и управления / А. Ф. Ширялкин. - Ульяновск: УлГТУ, 2004 - 151 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Системный определитель деталей