Метод оценки трудоемкости изготовления изделий на машиностроительных предприятиях в условиях конверсии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Умнов Павел Иванович

• Умнов Павел Иванович
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Умнов Павел Иванович

Введение

Глава 1. Анализ процессов и методов оценки временных затрат на изготовление изделий машиностроения на предприятиях оборонно-промышленного комплекса

1.1. Анализ существующих процессов определения технико-экономических параметров выполнения заказов на предприятиях гражданского и оборонно-промышленного комплексов

1.2. Анализ существующих методов оценки машинного времени технологических операций изготовления деталей гражданской продукции на предприятиях оборонно-промышленного комплекса

1.3. Анализ расчета машинного времени технологических операций изготовления деталей на основе применения систем автоматизированного проектирования технологических процессов

1.3.1. Прогнозирование машинного времени путем составления технологических процессов

1.3.2. Прогнозирование машинного времени без составления технологических процессов

1.3.3. Системы автоматизированного проектирования цехового уровня

1.4. Сопоставление результатов анализа методов расчета машинного времени

1.5. Выводы по Главе

Глава 2. Разработка методики и алгоритмов подготовки информации для участия предприятий оборонно-промышленного комплекса в конкурсе на рынке заказов гражданской продукции

2.1. Построение информационной модели деталей, состоящей из конструктивно-технологических элементов, для оценки станкоёмкости обработки резанием

аналитическим методом

2.2. Алгоритм расчета машинного времени фрезерной обработки конструкторско-технологических элементов

2.2.1. Фрезерование прямоугольного кармана

2.2.2. Фрезерование круглого кармана

2.2.3. Фрезерование продольного паза

2.2.4. Фрезерование кольцевого паза

2.2.5. Фрезерование прямоугольный выступа

2.2.6. Фрезерование круглого выступа

2.2.7 Фрезерование многоугольного выступа

2.2.8 Фрезерование резьбы

2.2.9 Глубокое сверление отверстия

2.2.10 Нарезание резьбы метчиком

2.3. Алгоритмы расчета машинного времени токарной конструкторско-технологических элементов

2.3.1. Точение ступени

2.3.2. Точение канавки

2.3.3. Точение выточки

2.3.4. Точение резьбы

2.4. Выводы по Главе

Глава 3. Процесс оценки трудоёмкости и станкоёмкости изготовления деталей гражданской продукции на предприятиях оборонно-промышленного комплекса

3.1. Методика определения целесообразности выполнения заказов

3.2. Подготовка информации конструкторской документации к расчету машинного времени технологических переходов

3.3. Автоматизация функций определения технико-экономических показателей изготовления заказов

3.4. Структура, описание и принцип работы программного комплекса

3.5. Разработка методики определения станкоёмкости и трудоемкости технологических операций изготовления деталей гражданской продукции

на этапе определения технико-экономических показателей их изготовления

3.6. Практическое применение разработанной методики определения стоимости

и сроков изготовления корпусной детали в организации по чертежам заказчика

3.7. Практическое использование разработанного программного комплекса

3.8. Оценка погрешности расчета машинного времени при предварительном определении технико-экономических показателей изготовления корпусной

детали

3.9. Сравнение затрат на определение технико-экономических показателей

3.10. Анализ возможности развития программного комплекса и использования разработанной методики определения технико-экономических показателей на разных предприятиях оборонно-промышленного комплекса

3.11. Выводы по Главе

Общие выводы и заключение

Принятые сокращения

Список литературы

Приложение

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Метод оценки трудоемкости изготовления изделий на машиностроительных предприятиях в условиях конверсии»

Актуальность темы исследования

В настоящее время предприятия оборонно-промышленного комплекса (ОПК) обладают высоким производственным потенциалом, который можно задействовать для импортозамещения высокотехнологичной продукции гражданского назначения на рынке, который характеризуется позаказным многономенклатурным производством.

При этом важно отметить, что привлекаемые заказы на изготовление новой номенклатуры продукции должны в основном выполняться имеющимися производственными мощностями и не требовать проведения длительной и дорогостоящей технологической подготовки производства.

Предприятия ОПК ориентированы на изготовление узкоспециализированной продукции постоянной номенклатуры в течении длительного периода времени. Изменение номенклатуры изделий, как правило, осуществляется в рамках освоения производства новых модификаций изделий традиционной номенклатуры.

Длительность оценки трудоемкости изготовления машиностроительных номенклатуры деталей гражданского назначения порядка 100 позиций на предприятиях ОПК в позаказном производстве в среднем превышает 3-4 месяца.

Эффективная работа на рынке гражданской продукции требует применения предприятиями ОПК инструментов, обеспечивающих оперативную оценку стоимости изготовления изделий новой номенклатуры для участия в конкурсных процедурах, а также оперативную технологическую подготовку производства.

Отсутствие на предприятиях ОПК эффективных инструментов анализа привлекательности заказа с точки зрения загрузки имеющихся производственных мощностей, включая оценку стоимости технологической подготовки производства и

изготовление изделий новой номенклатуры, является барьером для выхода на рынок высокотехнологичной гражданской продукции.

Диссертационная работа посвящена разработке метода оценки временных затрат изготовления изделий гражданской продукции на предприятиях ОПК на этапе определения их технико-экономических показателей.

Степень разработанности проблемы

Вопросам расчета временных затрат и исследованию временных связей изготовления изделий посвящены работы отечественных ученых: Б.С. Балакшина, Б.М. Базрова, Ю.В. Барановского, Н.Ю. Генкина, А.М. Дальского, В.А. Долгова, И.М. Колесова, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова, С.П. Митрофанова, Омельченко И.Н., А.А. Панова, А.П. Соколовского, А.Г. Суслова, Е.И. Стружестраха, А.В. Цыркова, Г.А. Шаумяна и др.

Методы расчета временных затрат широко применяются в отечественных системах автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП), например, T-Flex Технология, Вертикаль, СПРУТ и др., а также в зарубежных системах организации технологической подготовки производства класса САРР: TeamCenter, DELMIA и др.

Несмотря на достаточно серьезную проработку методов расчета временных затрат, в настоящее время отсутствует метод расчета трудоемкости изготовления деталей на этапе определения ТЭП их изготовления.

Цель работы заключается в разработке метода оценки трудоемкости изготовления машиностроительных деталей на этапе определения технико-экономических показателей, обеспечивающего сокращение времени подготовки производства заказов гражданского назначения на предприятиях ОПК.

Для достижения заданной цели в работе необходимо решить следующие задачи:

1. Провести анализ существующих методов расчета станкоёмкости и трудоемкости изготовления изделий с целью выявления возможности их применения для определения ТЭП заказов на предприятиях на предприятиях ОПК.

2. Разработать метод геометрической дифференциации машиностроительных деталей, изготавливаемых токарной и фрезерной обработкой, на унифицированные конструкторско-технологические элементы с учетом особенностей станочных циклов.

3. Построить информационную модель машиностроительных деталей, изготавливаемых токарной и фрезерной обработкой, на основе разработанного метода геометрической дифференциации деталей, описанных унифицированными конструкторско-технологическими элементами, параметры которых идентичны станочным циклам.

4. Исследовать математические зависимости определения станкоемкости изготовления унифицированных конструкторско-технологических элементов.

5. Разработать программный комплекс для автоматизированного расчета станкоёмкости и трудоемкости на основе установленных связей информационной модели машиностроительных деталей, изготавливаемых токарной и фрезерной обработкой, и выявленных математических зависимостей.

6. Определить ТЭП заказа с использованием разработанного программного комплекса, основанного на автоматизированном алгоритме расчета станкоёмкости и трудоемкости и учитывающего организационное и информационное взаимодействие структурных подразделений предприятия.

Предметом исследования являются процессы организации подготовки производства изделий гражданского назначения на машиностроительных предприятиях ОПК.

Объектом исследования являются модели и методы расчета станкоемкости и трудоемкости изготовления машиностроительных деталей. Научную новизну работы представляют:

1. Впервые разработанный метод геометрической дифференциации деталей на унифицированные конструкторско-технологические элементы с учетом особенностей станочных циклов.

2. Впервые разработанная информационная модель детали, основанная на использовании унифицированных конструкторско-технологических элементов и предназначенная для расчета станкоёмкости и трудоемкости изготовления деталей на этапе определения ТЭП их изготовления.

3. Вновь разработанные математические зависимости станкоемкости изготовления деталей от параметров унифицированных конструкторско-технологических элементов.

4. Разработанная модель автоматизации расчёта ТЭП заказа в нотации BPMN, отличающаяся от существующих сокращением количества организационных и информационных связей между структурными подразделениями путем концентрации основных функций в структуре отдела главного технолога.

Теоретическая значимость заключается в развитии методов организации расчета трудоемкости изготовления деталей на этапе определения ТЭП их изготовления.

Практическая ценность результатов работы состоит в алгоритме автоматизированного расчета станкоёмкости и трудоемкости, учитывающим установленные связи информационной модели машиностроительных деталей, изготавливаемых токарной и фрезерной обработкой, и выявленные математические зависимости их станкоемкости от параметров унифицированных конструкторско-технологических элементов. Для практической реализации алгоритма разработан

программный комплекс для расчета трудоемкости технологических операций обработки деталей резанием на этапе определения ТЭП их изготовления. Методы исследования

Теоретические исследования в диссертации базируются на основных положениях теории организации машиностроительного производства, математического моделирования технологических процессов с использованием систем автоматизированного проектирования, логического и сравнительного анализа, бережливого производства.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Метод геометрической дифференциации деталей на унифицированные конструкторско-технологические элементы с учетом особенностей станочных циклов.

2. Информационная модель машиностроительных деталей, изготавливаемых токарной и фрезерной обработкой, основанная на использовании унифицированных конструкторско-технологических элементов и предназначенная для определения станкоёмкости и трудоемкости изготовления деталей на этапе определения ТЭП их изготовления.

3. Математические зависимости определения станкоемкости изготовления унифицированных конструкторско-технологических элементов деталей.

4. Модель автоматизации ТЭП заказа в нотации ВРМ^ отличающаяся от существующих сокращением количества организационных и информационных связей между структурными подразделениями путем концентрации основных функций в структуре отдела главного технолога.

Теоретическую и методологическую основу исследования составляют научные труды зарубежных и отечественных ученых в области организации производства, нормирования труда, научные разработки в области автоматизации процесса технологической подготовки производства.

Информационно-эмпирическая база

В работе использовались материалы научной периодической печати и интернет-ресурсов, доклады отечественных и зарубежных ученых на семинарах и конференциях, связанных с темой исследования.

Соответствие паспорту научной специальности 2.5.22:

- п. 20. Анализ и синтез организационно-технических решений. Стандартизация, унификация и типизация производственных процессов и их элементов;

- п. 25. Разработка моделей описания, методов и алгоритмов решения задач проектирования производственных систем, организации производства и принятия управленческих решений в цифровой экономике.

Публикации результатов работы

По теме диссертации опубликовано 10 научных работ. Из них 3 статьи в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК при Минобрнауки России. По результатам исследования получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ «Портативный диалоговый программный комплекс для предварительного расчета машинного времени, станкоемкости и стоимости изготовления деталей на металлообрабатывающем оборудовании с ЧПУ».

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, общих выводов и заключения, списка литературы из 96 наименований, приложения. Работа изложена на 136 страницах машинописного текста, содержит 43 рисунка, 23 таблицы.

Глава 1.

Анализ процессов и методов оценки временных затрат на изготовление изделий машиностроения на предприятиях оборонно-промышленного

комплекса

1.1. Анализ существующих процессов определения технико-экономических параметров выполнения заказов на предприятиях гражданского и оборонно-

промышленного комплексов

ТЭП изготовления продукции - важная информация о затратах, необходимая предприятию для оценки целесообразности выполнения заказа, а также для составления коммерческого предложения, адресованного заказчику. Начальным этапом определения ТЭП является вопрос о потребности привлечения внешней кооперации и закупках комплектующих [3]. Предприятия ОПК обладают различной степенью специализации производства, влияющей на решение указанного вопроса. На крупных предприятиях также можно выделить подразделения, наиболее и наименее приспособленные для привлечения заказов гражданской многономенклатурной продукции [4]. В производственной системе рассматриваемого машиностроительного предприятия можно выделить технологически ориентированные и предметно -замкнутые производственные подразделения [5]. На Рисунке 1. 1 представлена схема распределения технологических переделов, относящихся к указанным типам производственных подразделений. Как утверждают авторы указанной статьи, «технологически ориентированные производственные подразделения составляют базу для изготовления продукции новой номенклатуры». Механическая обработка -один из технологических переделов технологически ориентированных производственных подразделений [6]. Оснащение участков механической обработки универсальными обрабатывающими центрами обеспечивает возможность ориентации на многономенклатурное мелкосерийное производство. После решения

вопроса о привлечении внешней кооперации и закупках комплектующих, встает вопрос об оценке ТЭП изготовления компонентов изделия, которые решено изготавливать на предприятии, принимающем заказ [7].

Контроль и испытания деталей

Инструментальное производство

Рисунок 1.1. Технологический облик типового предприятия

При подготовке производства к выполнению госзаказов предприятия ОПК следуют правилам СРПП [8]. На Рисунке 1.2 приведена схема, отражающая стандартный процесс подготовки производства на предприятиях ОПК. Как видно из схемы, основными требованиями стандарта СРПП являются проверка качества оформления конструкторской документации, качества изготовления и соответствие техническим условиям опытных образцов, соблюдение мероприятий по охране окружающей среды и по технике безопасности.

Для изготовления опытных образцов продукции создается технологический процесс, при разработке которого конструкторская документация может подвергаться доработкам и изменениям [9]. Разработка техпроцессов регламентируется системой стандартов ЕСТПП.

После разработки технической документации, включающей технологический процесс изготовления изделий, производится расчет нормативных производственных затрат, определяются трудозатраты, станкоёмкость, потребность в инструменте и оснастке [10]. На предприятиях ОПК затраты на производство строго контролируются государством, поэтому расчету технически обоснованных нормированных затрат посвящены устойчивые, тщательно разработанные бизнес - процессы [11]. При определении предварительных затрат на производство для решения о принятии заказов и отражении данной информации в коммерческих предложениях предприятия вынуждены придерживаться указанных бизнес - процессов, потребляющих достаточное количество ресурсов предприятия, в связи с отсутствием других, более экономичных путей предварительных расчетов затрат [12]. На рисунке 1.3 представлена распространенная схема бизнес-процесса для определения затрат на современном уровне диверсификации производства. Указанный на схеме бизнес -процесс базируется на разработке техпроцесса, так же, как и расчет нормативных производственных затрат. Данная схема дает большую точность расчета, но ресурсы,

потребляемые данной схемой, оказываются несоизмеримы с реальным бюджетом, который могут обеспечить заказы на гражданскую продукцию [13].

Рисунок 1.2. СРПП по ГОСТ Р 15.301— 2016

Рисунок 1.3. БП определения стоимости и сроков изготовления гражданской

продукции на предприятиях ОПК

1.2. Анализ существующих методов оценки машинного времени технологических операций изготовления деталей гражданской продукции на предприятиях оборонно-промышленного комплекса

Машинное время определяет объем работ, выполняемых на технологическом оборудовании, которое имеет наибольшее значение стоимости, и является одним из главных составляющих ТЭП изготовления изделий, преимущественно изготавливаемых механообработкой. В качестве основных составляющих машинного времени обработки детали принято рассматривать машинное время ее каждой операции [14].

Операция - законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте [15]. Технологическая операция включает в себя все действия рабочего и средств технологического оснащения по обработке детали.

Операция в свою очередь состоит из следующих элементов [16]:

1) установ - часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой сборочной единицы;

2) технологический переход - законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установке;

3) вспомогательный переход - законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением свойств предметов труда, но необходимы для выполнения технологического перехода;

4) рабочий ход - законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, качества поверхности и свойств заготовки;

5) вспомогательный ход - Законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, необходимого для подготовки рабочего хода;

6) наладка - подготовка технологического оборудования и технологической оснастки к выполнению технологической операции.

В простейших операциях, когда переходы совершаются последовательно, трудоемкость операции (штучно-калькуляционное время) определяется как сумма времен, необходимых для выполнения всех основных и вспомогательных переходов наладки [17]. В противном случае при суммировании времени переходов требуется учесть, что часть переходов выполняются одновременно [18].

Время каждого перехода зависит от множества факторов. На время основных переходов влияет материал детали, геометрия обрабатываемой поверхности, размеры и точность заготовок, конструкция режущего инструмента, виды смазочно-охлаждающих жидкостей [19]. На время вспомогательных переходов влияет конструкция станка и приспособлений, от которых напрямую зависит скорость, траектория перемещения и время изменения направления перемещения суппортов и кареток, время смены инструмента. Станки с ЧПУ позволяют уменьшить вспомогательное время за счет высоких скоростей при автоматических перемещениях частей оборудования и приспособлений [20]. Рациональная последовательность переходов и совмещение вспомогательных переходов с основными - важные факторы уменьшения времени операций. На агрегатных станках, например, возможно полное совмещение установки и снятия заготовки со временем обработки заготовок [21].

Нормы времени, указанные для каждого перехода, называются дифференцированными. Нормы времени, назначаемые на комплекс переходов или операций, называются комплексные [22].

В настоящее время имеется множество методик прогнозирования и расчета машинного времени для операций механообработки, а также готовых нормативов

машинного времени в виде таблиц, нормировочных карт, графиков, номограмм и т.п. Несмотря на разнообразие методик расчета трудоемкости и нормативно-справочной информации для назначения норм времени, принято считать, что все методики расчета относятся к следующим группам: аналитические методы и суммарные методы [23].

Рассмотрим каждую группу методов с точки зрения оценки эффективности их применения для предварительного расчета машинного времени при определении ТЭП заказов на гражданскую продукцию.

Аналитические методы предназначены для расчета времени выполнения рабочих и вспомогательных ходов (дифференцированной нормы) с последующим суммированием для определения трудоемкости (станкоёмкости) операции [24].

Значения машинного времени технологических переходов (дифференцированных норм) можно получить расчетами, основанными на теории резания [25], а также путем хронометража, то есть непосредственным наблюдением за операцией [26].

Для примера рассмотрим формулу для расчета машинного времени перехода обработки цилиндрической поверхности (1.1):

Т = (¿1 + 12 + 13) хк + (5 хп) (1.1)

где Т - машинное время обработки цилиндрической поверхности, мин;

Ы,Ь2,13 - длина обрабатываемой поверхности, длины врезания и длины перебега инструмента соответственно, мм;

к - количество последовательно выполняемых рабочих ходов;

5 -подача на один оборот шпинделя, мм/об;

п - частота вращения шпинделя, об/мин.

Длина Ы определяется по чертежу заготовки, 12, 13 - по справочным таблицам или непосредственным расчетом, исходя из геометрии инструмента. Определение данных величин обычно не вызывает проблем. Частота оборотов шпинделя определяется из возможного ряда оборотов станка после предварительного расчета рекомендуемого значения п1 (об/мин) по формуле (1.2):

п1 = 1000 XV ^пх Б (1.2)

где V - скорость режима резания, мм/мин;

Б - диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

Значение п (об/мин) берется как ближайшее меньшее к значению п1. Диаметр заготовки Б (мм) берется из чертежа заготовки. Скорость резания V (мм/мин), подача 5 (мм/об) и число проходов к определяются в зависимости от вида обработки -черновая или чистовая, причем нормирование чистовой обработки проводится, как правило, в первую очередь. Ниже приведены рекомендуемые последовательности определения указанных исходных данных для формул (1.1) и (1.2): 1 ) Для чистовой обработки назначается один рабочий ход с определением глубины резания т (мм), подачи 5 (мм/об) и скорости резания V (м/мин) по нормативам, исходя из требуемого качества поверхности, материала заготовки и инструмента, паспортных данных станка.

2) Для черновой обработки сначала, исходя из жесткости станка и требуемого квалитета точности обрабатываемой поверхности, по нормативам определяется глубина резания т (мм) и по формуле (1.3) число проходов к:

к = Н + р (1.3)

где Н - припуск на черновую обработку, мм.

Затем по нормативам и справочным данным, исходя из глубины резания, прочности инструмента и мощности оборудования определяется подача 5 (мм/об) и скорость резания V (м/мин).

Применение рассмотренных формул оправдано для расчета машинного времени обработки элементарных поверхностей: плоскостей, цилиндрических и др. Для расчета машинного времени обработки сложных поверхностей, кинематика формообразования которых определяется 4-х осевой и более высокой обработкой, такие формулы не применимы [27].

Например, при фрезерной обработке кармана, когда технологические режимы меняются автоматически, получается большое количество технологических переходов без разделения их вспомогательными ходами [28].

Нормы времени для вспомогательных и основных переходов берутся из Межотраслевых и Отраслевых нормативов, справочники-технологов машиностроителей и т.д.

Очевидно, что аналитический метод позволяет с большой точностью определить машинное время, но при этом требуется разработка подробного технологического процесса (ТП) для изготовления изделий одного наименования, типоразмера и исполнения. Такой технологический процесс называется единичным.

Суммарные методы предназначены для определения укрупненных норм, то есть для предварительного расчета машинного времени без разработки единичных ТП [29].

К суммарным методам относятся следующие методы:

- опытный метод,

- опытно-статистический,

- расчетно-статистический

Опытный метод заключается в установлении нормы времени на всю операцию на основе личного опыта и субъективных впечатлений нормировщика, инженера-

технолога или рабочего [30]. Очевидно, что данный метод не может достигать удовлетворительной точности при нормировании обработки деталей со сложной геометрической формой, не имеющих аналогов среди прежней номенклатуры. На практике часто наблюдаются случаи выявления большого расхождения реального времени обработки детали и нормы, определенной опытным путем [31].

Расчет норм по укрупненным нормативам базируется на том факте, что, несмотря на широкую номенклатуру деталей, можно предположить, что для более вероятных операций обработки детали, для которой требуется определить укрупненную норму времени, имеются справочники укрупненных нормативов [32]. Сложность данного метода заключается в том, что, во-первых, необходимо разрабатывать маршрутную технологию для конкретных условий производства, во-вторых, объем информации для справочников укрупненных нормативов достаточно велик, что затрудняет оперативный выбор нормативов для предполагаемых операций [33].

Опытно - статистические методы предполагают наличие отчетно -статистических данных о фактических нормах машинного времени на операции, собранных за прошлые годы функционирования предприятия при изготовлении подобных деталей. Данные методы не позволяют учесть новые возможности использования имеющихся средств производства, внедрение новой техники и оптимизацию технологических процессов, не стимулируют устранение недостатков и улучшение условий труда [34].

Расчётно-статистические методы предполагают использование разработанных расчетных формул или таблиц на основе статистического анализа трудоемкости в зависимости от характеристик выпускаемой продукции и уровня организации производства. Например, в статье [35] утверждается, что трудоемкость изготовления деталей, имеющих сходную конструкцию и изготовленных из одного и того же материала, находится в определенных зависимостях от массы детали Р (кг) и

снимаемого слоя АР (кг). Сначала автор статьи путем многочисленных экспериментов определил график корреляционных зависимостей трудоемкости от указанных величин (Рисунок 1.4), затем с помощью математической аппроксимации получил формулы (1.4) и (1.5).

Тн = 1,65 + 0,25 хР ± 7% (1.4)

Тн = 3,05 + 0,23 хйР± 12% (1.5)

где Тн - ожидаемая трудоемкость обработки детали, Р - масса детали, йР - масса

снимаемого слоя.

Т н-час

п П п □ п р л 0

□ п п п □ □ п 3 П Л Л Л ^ □ и □ >0^0 О ' > - "

П [ о о о о № о

О 5 10 15 20 25 30 Р,с1Р КГ

Рисунок 1.4. Влияние массы детали и снимаемого слоя на приведенную

трудоемкость изготовления

Еще одним примером расчетно-статистического метода служит метод, прогнозирования затрат на изготовление изделий путем оценки КТС изделия [36]. КТС машиностроительного изделия представляет собой неотъемлемое его свойство, учитывающее геометрические, структурные и субстантные свойства изделия и его структурных составляющих, а также предъявляемые к ним конструкторские и технологические требования в соответствии с существующим уровнем развития производительных сил [37].

Применительно к механической обработке основой определения КТС детали является декомпозиция детали на элементарные КТЭ, каждый из которых имеет свои характеристики, такие, как степень кривизны, количество смежных поверхностей, допуски и требуемая шероховатость [38]. Современные 3D-модели деталей несут достаточную информацию для определения их КТС и в настоящее время разработано несколько методик определения КТС. Для примера рассмотрим статистическую функцию сложности С! 1-ой поверхности детали от вышеуказанных параметров [39] (1.6):

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Умнов Павел Иванович, 2023 год

Список КТЭ

№ пп Наименование КТЭ Наименование метода обработки Тип оборудования

1 Прямоугольный карман

2 Круглый карман

3 Продольный паз Фрезерное, токарно-фрезерное

4 Кольцевой паз Фрезерование

5 Прямоугольный выступ

6 Круглый выступ

7 Многоугольный выступ

8 Резьба

9 Резьба Нарезание метчиком Фрезерное, токарно-

10 Отверстие Сверление фрезерное, токарное

11 Токарная ступень

12 Токарная канавка Точение Токарное

13 Токарная выточка

14 Резьба

Для расчета времени обработки КТЭ используется алгоритм расчета машинного времени соответствующего станочного цикла. Из чего следует, что каждый КТЭ должен содержать все необходимые параметры для указанного расчета. Если для описания обработки каких-либо поверхностей детали невозможно подобрать соответствующий КТЭ, то подбирается наиболее близкий по параметрам КТЭ (для обработки которого существует постоянный цикл). Набор КТЭ для изделия в данной научной работе называется информационной моделью изделия.

Описание маршрутного ТП в разрабатываемом ПК - это последовательное описание обработки всех КТЭ, а полное время машинной обработки детали равно сумме машинного времени обработки всех КТЭ (Рисунок 2.2).

Рисунок 2.2. Схема дифференциации детали на КТЭ

Для идентификации КТЭ с целью использования элементов в ПК проведена индексация КТЭ по следующим принципам: каждому КТЭ присваивается индекс, состоящий из 3 параметров. Первый параметр отражает порядковый номер КТЭ, второй - чистоту обработки, третий - стратегию обработки, в зависимости от вида операции.

Таблица 3

Индексация КТЭ

№ пп Вид операции Вариативность обработки Индекс

1 Фрезерование прямоугольного кармана черновая 1_0_0

чистовая 1_1_0

2 Фрезерование круглого кармана черновая 2_0_0

чистовая 2_1_0

3 Фрезерование продольного паза черновая 3_0_0

чистовая 3_1_0

4 Фрезерование кольцевого паза черновая 4_0_0

чистовая 4_1_0

5 Фрезерование прямоугольного выступа черновая 5_0_0

чистовая 5_1_0

6 Фрезерование круглого выступа черновая 6_0_0

чистовая 6_1_0

7 Фрезерование многоугольного выступа черновая 7_0_0

чистовая 7_1_0

8 Фрезерование резьбы черновая 8_0_0

чистовая 8_1_0

9 Сверление отверстия с отводом 9_0_0

с выводом из отверстия 9_0_1

10 Нарезание резьбы метчиком однопроходное резание 10_0_0

многопроходное резание 10_0_1

11 Точение ступени черновая продольная 11_0_0

черновая поперечная 11_0_1

чистовая 11_1_0

12 Точение канавки черновая 12_0_0

чистовая 12_1_0

№ пп Вид операции Вариативность обработки Индекс

13 Точение выточки черновая 13_0_0

чистовая 13_1_0

14 Точение резьбы черновая 14_0_0

чистовая 14_1_0

2.2. Алгоритм расчета машинного времени фрезерной обработки конструкторско-технологических элементов

Для реализации процесса расчета выявленных КТЭ разработаны параметрические модели элементов. Параметры, входящие в состав моделей, формально, можно представить как технологические (соответствуют методике обработки и техническим требованиям) и геометрические (соответствуют форме и размерам). По выявленным параметрам разработан математический аппарат, представленный алгоритмами и формулами расчета времени обработки каждого КТЭ.

2.2.1. Фрезерование прямоугольного кармана

В данном разделе представлен алгоритм расчета машинного времени для

обработки элементов с индексами 1_0_0 и 1_1_0. Схема данных элементов

представлена на Рисунке 2.3. Для расчета машинного времени обработки КТЭ «Прямоугольный карман» используются исходные данные, представленные в Таблице 4.

Таблица 4.

Исходные данные фрезерования прямоугольного кармана

Параметр Обозначение Размерность

Длина кармана Ь мм

Ширина кармана W мм

Параметр Обозначение Размерность

Глубина кармана FP мм

Величина врезания в плоскости d мм

Величина врезания на глубину dFP мм

Рабочая подача F мм/мин

Скорость резания V об/мин

Диаметр инструмента D мм

Рисунок 2.3. Схема фрезерования прямоугольного кармана

Расчет машинного времени обработки элементов с индексами 1_0_0 и 1_1_0

производится по формуле (2.1).

2 ■ + ИТ-В+Л , (¿-В) (2.1)

2 2 I \ 2(1 / V йрр/ Р

2.2.2. Фрезерование круглого кармана

В данном разделе представлен алгоритм расчета машинного времени для обработки элементов с индексами 2_1_0 и 2_1_0. Схема данных элементов представлена на Рисунке 2.4. Для расчета машинного времени обработки КТЭ «Круглый карман» используются следующие исходные данные, представленные в Таблице 5.

Исходные данные фрезерования круглого кармана

Параметр Обозначение Размерность

Диаметр кармана Б1 мм

Глубина кармана БР мм

Величина врезания в плоскости ё мм

Величина врезания на глубину ёБР мм

Рабочая подача Б мм/мин

Скорость резания V об/мин

Диаметр инструмента Б мм

Рисунок 2.4. Схема фрезерования круглого кармана

Расчет машинного времени обработки элементов с индексами 2_0_0 и 2_1_1

производится по формуле (2.2).

2 /01+0+2X^4 /иг-о \ / рр \ РР

£ = И——И—•'тЫ+т (22)

2.2.3. Фрезерование продольного паза

В данном разделе представлен алгоритм расчета машинного времени для обработки элементов с индексами 3_0_0 и 3_1_0. Схема данных элементов представлена на Рисунке 2.5. Для расчета машинного времени обработки КТЭ

«Продольный паз» используются следующие исходные данные, представленные в Таблице 6.

Таблица 6.

Исходные данные фрезерования продольного паза

Параметр Обозначение Размерность

Длина паза L мм

Ширина паза W мм

Глубина паза FP мм

Величина врезания в плоскости d мм

Величина врезания на глубину dFP мм

Рабочая подача F мм/мин

Скорость резания V об/мин

Диаметр инструмента D мм

Рисунок 2.5. Схема фрезерования продольного паза

Расчет машинного времени обработки элементов с индексами 3_0_0 и 3_1_0 производится по формуле (2.3).

-И(

„ ш+о+2-а 2 X-X 7Т

хп) + ь-ш)-(—) + т

(2.3)

2.2.4. Фрезерование кольцевого паза

В данном разделе представлен алгоритм расчета машинного времени для обработки элементов с индексами 4_0_0 и 4_1_0. Схема данных элементов

представлена на Рисунке 2.6. Для расчета машинного времени обработки КТЭ «Кольцевой паз» используются следующие исходные данные, представленные в Таблице 7.

Таблица 7.

Исходные данные фрезерования кольцевого паза

Параметр Обозначение Размерность

Ширина паза W мм

Угол раскрытия паза А мм

Осевой радиус Я мм

Глубина паза БР мм

Величина врезания в плоскости ё мм

Величина врезания на глубину ёБР мм

Рабочая подача Б мм/мин

Скорость резания V об/мин

Диаметр инструмента Б мм

Рисунок 2.6. Схема фрезерования кольцевого паза

Расчет машинного времени обработки элементов с индексами 4_0_0 и 4_1_0 производится по формуле (2.4).

' = + (2.4)

2.2.5. Фрезерование прямоугольный выступа

В данном разделе представлен алгоритм расчета машинного времени для обработки элементов с индексами 5_0_0 и 5_1_0. Схема данных элементов представлена на Рисунке 2.7. Для расчета машинного времени обработки КТЭ «Прямоугольный выступ» используются исходные данные, представленные в Таблице 8.

Таблица 8.

Исходные данные фрезерования прямоугольного выступа

Параметр Обозначение Размерность

Длина выступа Ь мм

Ширина выступа W мм

Глубина выступа БР мм

Длина заготовки Ь0 мм

Ширина заготовки W0 мм

Величина врезания в плоскости ё мм

Величина врезания на глубину ёБР мм

Рабочая подача Б мм/мин

Скорость резания V об/мин

Диаметр инструмента Б мм

Рисунок 2.7. Схема фрезерования прямоугольного выступа

Расчет машинного времени обработки элементов с индексами 5_0_0 и 5_1_0 производится по формуле (2.5).

t = i-(W + M) + L + L0)-(H+ ^ (I5)

2.2.6. Фрезерование круглого выступа

В данном разделе представлен алгоритм расчета машинного времени для обработки элементов с индексами 6_0_0 и 6_1_0. Схема данных элементов представлена на Рисунке 2.8. Для расчета машинного времени обработки КТЭ «Круглый выступ» используются исходные данные, представленные в Таблице 9.

Таблица 9.

Исходные данные фрезерования круглого выступа

Параметр Обозначение Размерность

Диаметр выступа D1 мм

Глубина выступа FP мм

Диаметр заготовки D0 мм

Величина врезания в плоскости d мм

Величина врезания на глубину dFP мм

Рабочая подача F мм/мин

Скорость резания V об/мин

Диаметр инструмента D мм

Рисунок 2.8. Схема фрезерования круглого выступа

Расчет машинного времени обработки элементов с индексами 6_1_0 и 6_1_1

производится по формуле (2.6).

1 (00+01>(00-01>ге РР РР

£ — — •-- ---1-- (2.6)

Р 2 ^РР Р 4 7

2.2.7 Фрезерование многоугольного выступа

В данном разделе представлен алгоритм расчета машинного времени для обработки элементов с индексами 7_0_0 и 7_1_0. Схема данных элементов представлена на Рисунке 2.9. Для расчета машинного времени обработки КТЭ «Многоугольный выступ» используются исходные данные, представленные в Таблице 10.

Таблица 10.

Исходные данные фрезерования многоугольного выступа

Параметр Обозначение Размерность

Количество граней Б1 мм

Длина грани / размер под ключ Ь1 / Ь2 мм

Величина врезания в плоскости ё мм

Глубина выступа БР мм

Диаметр заготовки Б0 мм

Величина врезания на глубину ёБР мм

Рабочая подача Б мм/мин

Скорость резания V об/мин

Диаметр инструмента Б мм

Если размер многоугольника задан как L2 (размер под ключ, характерен для многоугольников с четным количеством граней), то длина стороны определяется по формуле (2.7).

Ы =

ШП (9^

(2.7)

Рисунок 2.9. Схема фрезерования многоугольного выступа

Расчет машинного времени обработки элементов с индексами 7_0_0 и 7_1_0 производится по формуле (2.8).

, 1 (до«ь.(%)+ц)* „Р + РР

Р 2 2-й ЛРР Р

Ы

(2.8)

2.2.8 Фрезерование резьбы

В данном разделе представлен алгоритм расчета машинного времени для обработки элементов с индексами 8_0_0 и 8_1_0. Схема данных элементов представлена на Рисунке 2.10. Для расчета машинного времени фрезерования резьбы используются исходные данные, представленные в Таблице 11.

Рисунок 2.10. Схема фрезерования резьбы

Исходные данные фрезерования резьбы

Параметр Обозначение Размерность

Диаметр резьбы Б1 мм

Высота профиля резьбы Н мм

Глубина отверстия БР мм

Величина врезания на глубину ё мм

Рабочая подача Б мм/мин

Скорость резания V об/мин

Расчет машинного времени обработки элементов с индексами 8_0_0 и 8_1_0 производится по формулам (2.9) для чернового фрезерования резьбы) и (2.10) для чистового фрезерования резьбы.

г —

^ ттЧ РР н

г —

рр БЬ—п

(2.9)

(2.10)

2.2.9 Глубокое сверление отверстия

В данном разделе представлен алгоритм расчета машинного времени для обработки элементов с индексами 9_0_0 и 9_0_1. Схема данных элементов представлена на Рисунке 2.11. Для расчета машинного времени сверления отверстия используются исходные данные, представленные в Таблице 12.

Рисунок 2.11. Схема глубокого сверления отверстия

Исходные данные сверления отверстия

Параметр Обозначение Размерность

Глубина отверстия FP мм

Величина врезания на глубину ё мм

Величина отскока q мм

Рабочая подача Б мм/мин

Скорость резания V об/мин

Расчет машинного времени обработки элементов с индексами 9_0_0 и 9_0_1

производится по формулам (2.11) для обработки отверстия с отскоком и (2.12) для

обработки отверстия с полным выводом из отверстия.

рр

(й+я)-~т

г — —-¡т^ (2.11)

й+Рр РР

г — ——- (2.12)

2.2.10 Нарезание резьбы метчиком

В данном разделе представлен алгоритм расчета машинного времени для обработки элементов с индексами 10_0_0 и 10_0_1. Схема данных элементов представлена на Рисунке 2.12. Для расчета машинного времени нарезания резьбы метчиком используются исходные данные, представленные в Таблице 13.

Рисунок 2.12. Схема нарезания резьбы метчиком

Исходные данные нарезания резьбы метчиком

Параметр Обозначение Размерность

Глубина отверстия БР мм

Величина врезания на глубину ё мм

Величина отскока q мм

Рабочая подача Б мм/мин

Скорость резания V об/мин

Расчет машинного времени обработки элементов с индексами 10_0_0 и 10_0_1 (единица измерения - минуты) производится по формулам (2.13) для многопроходного нарезания резьбы и (2.14) для однопроходного нарезания резьбы

а+Р-р рр

г = 2 р й (2.13)

г = — (2.14)

2.3. Алгоритмы расчета машинного времени токарной конструкторско-

технологических элементов

2.3.1. Точение ступени

В данном разделе представлен алгоритм расчета машинного времени для

обработки элементов с индексами 11_0_0, 11_0_1 и 11_1_0. Схема данных элементов

представлена на Рисунке 2.13. Для расчета машинного времени нарезания резьбы метчиком используются исходные данные, представленные в Таблице 14.

Рисунок 2.13. Схема точения ступени

Таблица 14.

Исходные данные точения ступени

Параметр Обозначение Размерность

Диаметр заготовки Б0 мм

Ширина ступени Х1 мм

Длина ступени мм

Величина врезания в плоскости ё мм

Рабочая подача Б мм/об

Скорость резания Б мм/мин

Расчет машинного времени обработки элементов с индексами 11_0_0, 11_0_1 и

11_1_0 (единица измерения - минуты) производится по формулам (2.15) для

продольной обработки и (2.16) для поперечной обработки.

„„ XI

_ гь—

^ = 10005 " (215) --г

п\Х0-Х1\/2

_ Х1%

^ _ 1000-5 " (2-16)

2.3.2. Точение канавки

В данном разделе представлен алгоритм расчета машинного времени для

обработки элементов с индексами 12_0_0 и 12_1_0. Схема данных элементов

представлена на Рисунке 2.14. Для расчета машинного времени обработки КТЭ «Точение канавки» используются следующие исходные данные, представленные в Таблице 15.

НАРУЖНАЯ ТОРЦЕВАЯ

Рисунок 2.14. Схема точения канавки

Таблица 15.

Исходные данные точения канавки

Параметр Обозначение Размерность

Диаметр заготовки Б0 мм

Ширина канавки Х1 мм

Длина канавки ъ\ мм

Величина врезания по ширине а мм

Рабочая подача Б мм/об

Скорость резания 8 мм/мин

Ширина режущего инструмента Ь мм

Расчет машинного времени обработки элементов с индексами 12_0_0 и 12_1_0 производится по формулам (2.17) для наружной и внутренней обработки и (2.18) для торцевой обработки.

,„ „ /Ж Л ь-ь „„ ш+2а\—-1)+—г-ж

у. _ _) 0.8 ■ Ь 17ч

1 ~ 1000 5 _ (217)

п\Х0-2Ш1/2'

,„ „ /Ж Л Ь-Ь „„

Ш+2-а■(—-1)+—-■ №

+ _ _) 0.8 ■ Ь (Г) 1 т

1 ~ 1000 ■ 5 ^ (218)

п-1Х0-2^ 1\/2 ^

2.3.3. Точение выточки

В данном разделе представлен алгоритм расчета машинного времени для обработки элементов с индексами 13_3_0 и 13_3_1. Схема данных элементов представлена на Рисунке 2.15. Для расчета машинного времени обработки КТЭ «Точение выточки» используются следующие исходные данные, представленные в Таблице 16.

Рисунок 2.15. Схема точения выточки

Таблица 11.

Параметр Обозначение Размерность

Диаметр заготовки D0 мм

Ширина выточки W мм

Длина дна выточки L мм

Угол наклона выточки слева A1

Угол наклона выточки справа A2

Величина врезания по глубине d мм

Рабочая подача F мм/об

Скорость резания S мм/мин

Расчет машинного времени обработки элементов с индексами 13_0_0 и 13_1_0 производится по формуле (2.19).

w w

^ + tan (Al) tan (А2)

t = 1000.1 — (2.19)

n-lX0-2-Wl+2

2.3.4. Точение резьбы

В данном разделе представлен алгоритм расчета машинного времени для обработки элементов с индексами 14_3_0 и 14_3_1. Схема данных элементов представлена на Рисунке 2.16. Для расчета машинного времени обработки КТЭ «Точение резьбы» используются следующие исходные данные, представленные в Таблице 17.

Таблица 17.

Исходные данные точения резьбы

Параметр Обозначение Размерность

Длина резьбы L мм

Шаг резьбы P мм

Параметр Обозначение Размерность

Высота профиля резьбы H мм

Величина врезания по глубине d мм

Скорость резания S об/мин

Рисунок 2.16. Схема точения резьбы

Расчет машинного времени обработки элементов с индексами 14_0_0 и 14_1_0 производится по формуле (2.20).

г = — (2.20)

5 ■ Р

Точение резьбы производится на постоянных оборотах (это единственное исключение из всех токарных циклов), поэтому расчет скорости обработки отличается от расчета предыдущих КТЭ.

2.4. Выводы по Главе 2

1. Описанная методика определения привлекательности заказов рынка гражданской продукции позволяет определить полезной трудоемкости ТПП заказа на основе расчета коэффициентов собственного производства.

2. Описанная методология подготовки указанной информации позволяет определить себестоимость изготовления заказов, требующих механическую обработку деталей, на предприятии с определенными производственными возможностями. Результатом подготовки информации к расчету себестоимости является информационная модель изделия, предоставляющая все необходимые параметры для расчета машинного времени механической обработки как базового показателя для расчета себестоимости изготовления заказа.

3. Представленный банк основных элементов для формирования информационных моделей изделия позволяет описать подход к формированию элементов, на которые расчленяется заготовка для оптимального выбора алгоритмов расчета машинного времени обработки заготовки при определении ТЭП изготовления заказов, где каждый элемент описывает совокупность фрагментов детали, обрабатываемых за одну операцию на определенном металлообрабатывающем оборудовании, а набор КТЭ представляет информационную модель изделия.

4. Алгоритм расчета машинного времени каждого элемента из набора КТЭ позволяет определить машинное время обработки изделия - сумму машинного времени обработки всех элементов КТЭ, на основе которых сформирована информационная модель изделия. Проведенная индексация КТЭ позволяет определить тип операции, а также вид и стратегию обработки.

Глава 3.

Процесс оценки трудоемкости и станкоёмкости изготовления деталей гражданской продукции на предприятиях оборонно-промышленного комплекса

3.1. Методика определения целесообразности выполнения заказов

Предприятия ОПК ориентированы на изготовление узкоспециализированной продукции постоянной номенклатуры в течении длительного периода времени. Изменение номенклатуры изделий, как правило, осуществляется в рамках освоения производства новых модификаций изделий традиционной номенклатуры. Технологически ориентированные производственные подразделения, предназначенные для изготовления значительной номенклатуры деталей и сборочных единиц, составляют производственную базу для изготовления продукции новой номенклатуры мелкосерийного гражданского рынка. Для участия в конкурсных процедурах рынка гражданской продукции предприятиям ОПК требуется эффективный инструмент для анализа заказов рынка и выбора тех заказов, которые можно выполнять преимущественно имеющимися производственными мощностями с минимальными затратами на ТИП [74]. Для группирования заказов гражданской продукции в мелкосерийном производстве выбран критерий комплексности выполнения заказа, учитывающий уровни ТИП:

1 уровень. ТИП в рамках имеющихся технических возможностей, без применения новых технологических методов;

2 уровень. ТИП с использованием новых технических возможностей;

Перечислим организационно-технологические решения проведения ТИП

второго уровня:

1) формирование собственных новых технических возможностей,

2) привлечение внешних необходимых технических возможностей для выполнения отдельных технологических операций,

3) привлечение внешних необходимых технических возможностей для изготовления комплектующих изделий.

В соответствии с предложенным критерием группирования заказов гражданской продукции были выделены пять типов заказов:

1-й тип: Изделия двойного назначения (модификации основной номенклатуры). Заказчиком данного типа является эксплуатант. Изделия данного типа конструктивно и технологически подобны основной номенклатуре предприятия; ТПП заказов относится к первому уровню.

2-й тип: Изделия готовые для поставки эксплуатанту. Заказчиками данного типа заказов является эксплуатант или организация - разработчик изделия. ТП включает различные методы обработки, сборки, контроля и испытаний. Мероприятия ТПП относятся к первому и ко второму уровню ТПП. Для узловой, агрегатной и окончательной сборки, включая контроль и испытания, а также для изготовления оригинальных деталей требуются дорогостоящая переналадка сборочных конвейеров и формирование собственных новых технических возможностей. Привлечение внешних технических возможностей необходимо для выполнения отдельных технологических операций и изготовления комплектующих изделий.

3-й тип: Составные части изделия. Заказчиками данного типа заказов являются сборочные, производственные и ремонтные предприятия. Детали заказов технологически подобны традиционной номенклатуре, сборочные операции могут содержать специализированные методы сборки и контроля. Для выполнения заказов требуются преимущественно мероприятия 1 уровня ТПП; мероприятия второго уровня ТПП ограничены и могут содержать формирование собственных новых технических возможностей и привлечение внешних необходимых технических возможностей для выполнения отдельных технологических операций и изготовления комплектующих изделий.

4-й тип: Заготовки и полуфабрикаты. Заказчиками данного типа заказов являются производственные и ремонтные предприятия. Детали заказов преимущественно технологически подобны традиционной номенклатуре, мероприятия ТПП в основном относятся к первому уровню.

5-й тип: Выполнение отдельных методов обработки, сборки и контроля. Заказчиками данного типа заказов являются сборочные, производственные и ремонтные предприятия. Изделия заказов преимущественно технологически подобны традиционной номенклатуре, мероприятия ТПП в основном относятся к первому уровню.

С точки зрения обеспечения максимальной загрузки существующих производственных мощностей наиболее привлекательными являются следующие типы заказов:

1-й тип: изделия двойного назначения (модификации основной номенклатуры),

4-й тип: заготовки и полуфабрикаты,

5-й тип: выполнение отдельных методов обработки, сборки и контроля.

Наименее привлекательным типом заказов является 2-й тип заказов: изделия

готовые для поставки эксплуатанту. Этот тип заказов предлагается исключать из дальнейшего анализа.

Заказы 3-го типа (составные части изделия) являются наиболее распространенными, но требуют детальной оценки целесообразности их выполнения с целью обеспечения дозагрузки свободных производственных мощностей. Для оценки указанной целесообразности выполнения заказов предложено использовать следующие критерии:

1) коэффициент собственного производства (Ксп^)), который учитывает долю номенклатурных позиций комплектующих изделий, изготавливаемых имеющимися техническими возможностями, в общем количестве номенклатурных позиций комплектующих изделий;

2) коэффициент полезной трудоемкости ТПП (Кпт(Т)), который учитывает долю трудоемкости ТПП 1 уровня в общем объеме ТПП заказа.

С целью определения коэффициента собственного производства (Ксп(^) предложено все комплектующие изделия разделить на пять групп:

1-я группа, Кств: изделия, конструктивно и технологически подобные изделиям традиционной для предприятия номенклатуры. Изготовление данной группы возможно в рамках собственных технических возможностей предприятия;

2-я группа, Кнтв: изделия, конструктивно и технологически существенно отличающиеся от изделий традиционной для предприятия номенклатуры. Изделия данной группы требуют применения отсутствующих на предприятии методов сборки, контроля и испытаний, а также включают в себя оригинальные детали, производство которых не освоено на самом предприятии и на предприятиях, объединенных внешней кооперацией. Преобладание сборочных единиц верхнего уровня входимости, а также оригинальных ответственных деталей, количество таких изделий с учетом их применяемости будет незначительно превышать количество их номенклатурных позиций. Основная доля работ ТПП для изделий данной группы состоит в разработке и освоении технологических решений с использованием новых технологических методов, приобретении новых типов средств технологического оснащения, включая проектирование и приобретение специальной технологической оснастки.

3 группа, Ктк: изделия, конструктивно и технологически незначительно отличающиеся от изделий традиционной для предприятия номенклатуры. К таким изделиям преимущественно относятся детали, значительная доля работ ТПП, для которых состоит в разработке технологических процессов в рамках уже освоенных технологических методов, но выполнение отдельных технологических операций требует привлечение внешних технических возможностей. Технологическая кооперация для данного вида изделий подразумевает помимо выполнения

технологических операций предприятием-исполнителем еще и полную разработку технологической документации и её согласование с предприятием-заказчиком (проработка сквозных технологических маршрутов, включающих все технологические переделы; разработка требований к выполнению методов обработки, проработка решений по входному контролю деталей после их обработки).Особое внимание уделяется срокам исполнения операции и ее стоимости, так как это напрямую влияет на исполнение основного договора. К операциям, для которых требуется привлечение технологической кооперации, относятся:

a) операции, выполняемые на вредных производствах (гальваническая обработка, работы с нанесением полимерного покрытия и др.);

b) операции, выполняемые дефицитными или отсутствующими на предприятии специалистами (точное шлифование сложных конструктивных элементов, доводка и хонингование посадочных поверхностей и др.);

^ операции, требующие применения специального дорогостоящего технологического оборудования.

4 группа, Кпк: изделия, конструктивно и технологически существенно отличающиеся от изделий традиционной для предприятия номенклатуры, например, точение деталей больших диаметров на токарно-карусельных станках, фрезерование цельнокорпусных деталей на портальных фрезерных станках, изготовление специализированных зубчатых передач, а также изделия, требующие применения сильно загруженного технологического оборудования. Изготовление изделий данной группы целесообразно передавать во внешнюю сферу при наличии устоявшихся кооперационных связях. Наличие кооперационных связей может быть равным количеству номенклатурных изделий в зависимости от специфики и технологического оснащения предприятий-исполнителей. При невозможности проведения входного контроля собственными силами, необходимо заключать договор на проведение входного контроля сторонней экспертной организацией.

5 группа, Кпки: изделия, которые изготавливаются различными производителями и могут быть приобретены на рынке. Затраты ТПП на их приобретение ничтожно малы и ими можно пренебречь, поэтому изделия данной группы предлагается не учитывать при определении коэффициента собственного производства.

Общее количество номенклатурных позиций комплектующих изделий (Ыки) определяется по формуле (3.1).

^ки ^ств + ^нтв + ^тк + ^пк + ^пки (3.1)

где №тв, Nнтв, Nтк, Nпк, Ыпки - количество номенклатурных позиций соответствующих групп изделий, шт.

Целевую область заказа составляют группы изделий Кств и Ктк, которые обеспечивают загрузку собственных имеющихся производственных ресурсов и формирование добавочной стоимости. Изделия групп Кнтв, Кпк не позволяют полностью загрузить собственные производственные ресурсы.

Значение коэффициента собственного производства заказа предлагается определять по формуле (3.2). Чем выше значение Ксп^), тем выше привлекательность заказа для дозагрузки свободных производственных мощностей.

=-^з+ли--(3.2)

сп4 7 ^ств+^нтв+^тк+^пк

Коэффициент полезной трудоемкости ТПП заказа (Кпт(Т)) предложено рассчитывать по формуле (3.3).

АТптСГ) =-аТств+ЬсТтк-, (3.3)

^•стств+^с^сттк+.9^стнтв+/^стпк

где:

Тств, Ттк, Тнтв, Тпк - время изготовления изделий из групп изделий Кств, Ктк, Кнтв, Кпк соответственно;

a - весовой коэффициент трудоемкости ТПП изделий группы Кств;

^ - весовой коэффициент трудоемкости ТПП изделий группы Ктк в части выполнения операций с использованием имеющихся собственных технических возможностей;

Ь - весовой коэффициент трудоемкости ТПП изделий группы Ктк с использованием как имеющихся собственных, так внешних технических возможностей;

g - весовой коэффициент трудоемкости ТПП изделий группы Кнтв;

f - весовой коэффициент трудоемкости ТПП изделий группы Кпк.

Значение коэффициента для группы изделий Кств принимается равным единице, остальные коэффициенты определяются относительно коэффициента «а» с учетом особенностей предприятия и конкретного заказа. Общие рекомендации, разработанные для экспертного определения значений весовых коэффициентов, приведены в Таблице 18.

Коэффициент полезной трудоемкости Кпт(Т), значение которого меньше или равно единице, указывает на долю изделий заказа, которую можно изготовить без дополнительного оснащения производства и без внешней кооперации в общем объеме изделий заказа.

После выбора заказов, привлекательных с точки зрения целесообразности выполнения заказов с целью дозагрузки производственных мощностей, предприятию предстоит определить ТЭП заказов для участия в конкурсе на рынке гражданской продукции.

Таблица 18.

Рекомендации для определения значений весовых коэффициентов

Весовой коэффициент Рекомендации Комментарий

a а = 1 Определение остальных весовых коэффициентов производится относительно значения коэффициента а.

Ь Ь = а + Ьс Определяется суммой коэффициентов трудоемкостей, которые могут быть выполнены с использованием собственных мощностей и внешней кооперации

bc Ьс <а Так как основная обработка изделий осуществляется собственными мощностями, а на внешнюю кооперацию передается только часть операций, то значение данного коэффициента не должно быть больше значения коэффициента, отвечающего за производство с использованием собственных мощностей.

ё g> а Трудоемкость ТПП освоения новых технологических методов (2 уровень ТПП) значительно превышает трудоемкость ТПП с использованием освоенных методов обработки (2 уровень ТПП).

f <а Так как изготовление данных изделий с использованием собственных мощностей не всегда рентабельно, а затраты ТПП на их приобретение незначительны, то данный коэффициент не может превосходить значение коэффициента, отвечающего за производство с использованием собственных мощностей.

3.2. Подготовка информации конструкторской документации к расчету машинного времени технологических переходов

В 2002 году отменен документ, регламентирующий понятие «себестоимость» [75], поэтому в настоящее время не регламентируются и алгоритмы расчета себестоимости. Небольшие объемы заказов и практически неповторяющаяся номенклатура делают экономически не эффективными подробные расчеты затрат на изготовление заказа, поэтому для ПК, на котором будет базироваться новый БП, необходимо разработать такие алгоритмы определения ТЭП, которые вследствие упрощения расчетов, исключения из анализа малозначащих статей затрат, а так же возможности включения в отчеты результатов, полученных не в рамках ПК разрабатываемого БП, уменьшают трудоемкость определения, но позволяют достигать удовлетворительную точность определения ТЭП.

Базовыми параметрами определения ТЭП изготовления заказов для таких предприятий, как предприятия ОПК, является станкоёмкость и трудоемкость механических видов обработки [76].

В данной научной работе расчет станкоёмкости механических видов обработки осуществляется аналитическим методом, то есть рассматриваются такие элементы технологических операций, как переходы, остановы, холостые ходы и т.п.

Для осуществления расчетов станкоёмкости механической обработки как базовой для расчета себестоимости изделия необходимо поэтапно подготовить анализируемый заказ, предоставив для расчетной части ПК исходные данные, которые непосредственно описывают требования и условия механической обработки заказа.