Разработка информации в процессе технологического проектирования
В начале 30-х годов ХХ века в период создания автомобильной промышленности СССР потребовалось в кратчайшие сроки организовать подготовку производства на множестве заводов. Первоначально советским инженерам пришлось документировать закупленные, уже готовые зарубежные технологии [30, 100, 104].
Для обеспечения качества продукции с привлечением недостаточно квалифицированных рабочих потребовалась разработка и стандартизация в масштабе страны форм технологических документов, заполнявшихся тогда «от руки».В 1973 году окончательно сформировалась действующая до сих пор единая система технологической документации (ЕСТД) [47]. В рамках единой системы технологической подготовки производства (ЕСТПП) ЕСТД обеспечила комплектность, унификацию, типизацию технологических процессов, стандартизацию средств технологического оснащения, а также передачу документов между предприятиями без какого-либо переоформления.
Важнейшим элементом подготовки производства являлась технологическая подготовка производства (ТПП). Её целью провозглашалось оптимальное по срокам и ресурсам обеспечение технологической готовности производства к изготовлению изделий в соответствии с требованиями заказчика или пользователя данного класса изделий [62]. В целом она предусматривала [62, 149]:
- рациональное совмещение стадий ТПП по срокам и ресурсам;
- своевременное обеспечение производства технологическими процессами, средствами, материалами, комплектующими на основе информационных массивов описаний конструкторско-технологических решений;
— своевременное обеспечение исходной технологической информацией процессов подготовки производства (материальных, технических, организационных, экономических);
— создание условий для совместимости работ Т1П1, проводимых различными исполнителями;
— обеспечение минимальной продолжительности цикла подготовки производства [62, 149, 150].
Как видим, за исключением требования постоянного улучшения качества нет существенной разницы между Т11 и современной постановкой задач по ISO/TS 16949:2009.
Требования к качеству Т11 определялись, исходя из политики и задач заказчика, разработчика и изготовителя в области обеспечения качества [62].
В условиях единой государственной собственности информационная поддержка обеспечения качества на всех предприятиях в основном обеспечивалась за счет:
— стандартизации рациональных параметров и типоразмеров изделий;
— типовых конструкторско-технологических решений, в том числе и типовых (групповых) технологических процессов и унифицированных средств технологического оснащения;
— единых требований действующей нормативно-технической документации (СРПП, ЕСКД, ЕСТД, ОСТ) [47, 48, 49];
— единой справочной базы конструкторско-технологического оснащения;
— доступа к обновляемой и достоверной конструкторской, технологической, производственной информации, а также к информации по изделиям, материалам, оборудованию;
— преемственности и документирования организационных решений по ТПП.
Документальное сопровождение технологической подготовки производства серийных изделий позволяло также оперативно наладить выпуск изделий, ранее освоенных другими изготовителями, в том числе по технической документации иностранных фирм.
При постановке на производство нового изделия критерием завершенности ТПП было наличие в составе технического проекта документации, определяющей все технологические и организационные решения, обеспечивающие изготовление изделий в соответствии с требованиями, их контролепригодность, а при необходимости приведение процессов в требуемое состояние [62]. Особое внимание уделялось мероприятиям по выявлению отказов изделия в целом и отдельных его частей [46].
По результатам технологической проработки проектно-конструкторской документации разработчиком совместно с изготовителем опытных и серийных изделий предусматривалась разработка предложений по обеспечению стабильности технологических процессов и других элементов производства, непосредственно влияющих на качество изделия, ресурсосбережение и охрану труда; а также по кооперации и специализации производства [45, 46, 62, 75].
Однако, обязательные процедуры и критерии стабильности не определялись.При оценке технологической готовности производства особое внимание уделялось проверке способности технологических процессов обеспечить изготовление в соответствии с требованиями документации и в заданные сроки, а также их и управляемости, то есть возможности контроля и приведения при необходимости в требуемое состояние [62].
ЕСТД предусматривала разработку количественных характеристик для управления производством по пяти направлениям: нормирование материалов, технология, нормирование трудозатрат, планово-экономическое и
производственно-диспетчерское [164]. Определяющими критериями были: назначение оптимального технологического маршрута изготовления детали, назначение оптимальных допусков и припусков [30, 34, 149, 150]. В первую очередь устанавливался маршрут прохождения детали по цехам, в соответствии со способами обработки детали, то есть определялась рациональная транспортировка детали с момента получения заготовки до поступления на склад готовых деталей и в сборочный цех [35, 34].
В обязательном порядке технологическая документация содержала информацию по безопасности труда при выполнении технологических операций [53].
В комплект стандартизованной технологической документации входили маршрутная технологическая карта, операционные технологические карты основных операций, карты эскизов, технологическая карта контроля и сводная ведомость технологической оснастки [47, 48, 49]. Для различных технологических процессов формы документов несколько различаются [52, 53, 54, 55, 56, 58, 57, 59], но все они содержат типовые сведения о содержании и переходах операций.
В маршрутной карте перечисляются номер и наименование всех операций в технологической последовательности, наименование оборудования, код профессии и разряд работы, подготовительно-заключительное время, норма штучного времени, ссылка на требования к охране труда (рисунок 2) [51].
Операционная карта содержит перечень технологических переходов и содержит характеристики для контрольных операций.
Её форма хорошо структурирована, информация заполняется построчно девятью типами строк. Каждому типу строк соответствует свой служебный символ (буквы русского алфавита) [56, 57, 58, 59, 60], условно выражающий состав информации, например:«А» - Номер цеха, участка, рабочего места, где выполняется операция. Номер операции, наименование операции, обозначение документов, применяемых при выполнении операции.
«М» - Информация о применяемом вспомогательном материале с указанием наименования и кода материала, концентрации и вязкости, плотности.
«О» - Содержание операции (перехода).
«Р» - Информация о режимах, производительности оборудования.
«С» - Порядковый номер, обозначение и наименование детали, наименование и марка основного материала, масса детали, группа сложности, код единицы величины.
«Т» - информация о применяемой в операции технологической оснастке.
Для сокращения трудоемкости технологи зачастую использовали форму маршрутно-операционной карты, объединяющей информацию маршрутной и операционной карты (рисунок 1.2) [51].
Наименование операций стандартизировано классификатором технологических операций и обеспечено соответствующей кодировкой [108]. Содержание описания технологического перехода в операции также регламентировано. Например, при обработке резанием будет произведена запись «точить поверхность, выдерживая d = 40-0,34 и l = 100±0,6» [61] (рисунок 1.3).
Карта эскизов (графическое представление процесса обработки в переходе) содержит все соответствующие размеры, а также характеристики для осуществления контроля (рисунок 1.4).
Сводная ведомость технологической оснастки несет информацию о комплексе технических средств, используемых во всех операциях технологического маршрута: номер, наименование оснастки, а также количество единиц оснастки с привязкой к операциям.
ЕСТНН регламентировала процедуру проведения нормоконтроля технологической документации, что обеспечивало правильность оформления документов в соответствии с требованиями систем стандартов, достижение в разрабатываемых технологических процессах планируемого уровня типизации на основе использования ранее разработанных и освоенных в производстве типовых, групповых технологических процессов (операциях), рациональное использование установленных ограничительных номенклатур оборудования, материалов, оснастки [43, 50]. Однако, нормоконтроль не оценивал правильность выбора условий производства, увязку расчетов и технологических решений. Не входила в его задачу и оценка адекватности информации[6][12, 14, 101, 102, 143].
В самих технологических документах структурированы процессы изготовления изделий и их компонентов, а также заложен полный набор
Рисунок 1.2 - Пример маршрутно-операционной карты
(обработка резанием)
Рисунок 1.3 - Примеры описания технологического
перехода по ГОСТ 3.1702-79 [61]
Рисунок 1.4 - Пример карты эскиза технологической операции
требований к качеству полуфабрикатов и параметрам процессов изготовления изделий.
В целом комплекс технологической информации наряду с обеспечением качества содержит исходные данные для системы управления предприятием в части нормирования расхода материалов и трудозатрат, планово-экономических задачах, планирования и диспетчирования производства.
В 90-е годы ХХ века для снижения трудоемкости работы специалистов был автоматизирован набор текста технологической документации по требованиям ЕСКД и ЕСТД [87].
До настоящего времени перечисленные требования к содержанию комплекса документации не изменились. Однако среди документов, разрабатываемых в рамках ТПП, не прослеживается информация, необходимая для управления стабильностью ТП. В процессе приемочных испытаний опытного образца или промышленной серии обязательное присутствие заказчика (потребителя) изделия не предусмотрено. Наиболее значимые конкретные контролируемые показатели самого изделия или параметры процесса его изготовления, не выделяются. Следовательно, по умолчанию они все равнозначны [149, 62], так что существенно затрудняется верификация соблюдения требований современного заказчика (потребителя) и качества технологического процесса. Кроме того, информация о процессах, порожденная в разных инженерных службах, зачастую слабо выверена, не всегда удобна для анализа [33, 35, 39]. К тому же за годы рыночной экономики качество информации заметно упало, поскольку на всех предприятиях сокращены штаты специалистов. Так, поверхностный анализ разрабатываемых планировок еще на стадии ТПП ведет к излишним затратам на транспортировку, а пренебрежение длительностью переналадки процесса приводит к простоям оборудования [39, 95].
Процедура ТПП создавалась для условий административной экономики. Вплоть до настоящего времени в технологических документах информация представлена только в виде комплекса требований [35] для последующего использования единственного инструмента управления - контроля за их
исполнением. Она не может в достаточной степени соответствовать сегодняшним требованиям к подготовке производства [17, 20, 27, 100, 101, 102, 109, 160]. Но эта система является естественной, привычной для всех машиностроителей [30, 100]. На её основе обучались в вузах и техникумах все будущие специалисты и руководители. И она должна оставаться основой для разработки современного комплекса информации.
1.2.2