Метод повышения эффективности процесса разработки

Метод повышения эффективности процесса проектирования летательного аппарата путем
внедрения документа по описанию принципов разработки с помощью современных систем
автоматизированного проектирования.
Современные летательные аппараты являются сложными техническими объектами производства, на
проектирование и подготовку производственного процесса которых необходимо привлечение различных
специализируемых предприятий (двигателестроительных, приборостроительных и других), существенные
финансовые затраты. Вовлечение в процесс проектирования множества предприятий приводит к
необходимости обмену информации между различными подразделениями конструкторских бюро и
производственных подразделений организации.
В современных экономических условиях, когда возросла конкурентная борьба на мировых рынках
авиационной техники, сократились оборонные заказы предприятиям авиационной отрасли, необходимо
сокращать время проектирования и опытного производства своей продукции для сокращения финансовых
затрат на данных стадиях жизненного цикла летательных аппаратов. С этой целью в настоящее время
внедряются различные современные системы автоматизированного проектирования. Эти системы
позволяют создавать новый вид электронной документации – трехмерная модель (3D- модель) различных
деталей и сборочных элементов конструкции летательного аппарата. Подобные модели позволяю сокращать
время проектирования путем повышения уровня точности проектировочных работ и сокращением рабочего
времени, необходимого на различные модификации и изменения проектируемого узла.
В ряде программ автоматизированного проектирования, которые в настоящее время используются на
предприятиях авиационной отрасли Российской Федерации (CATIA V5, Unigrafic, Pro/Engineer), трехмерные
модели являются базовыми для всего процесса проектирования, так как на их основе создаются
необходимая конструкторская документация (чертежи, спецификации). Взаимосвязь рассматриваемых
видов конструкторской документации в современном процессе проектирования летательного аппарата
представлена на рисунке 1.
Трехмерная модель
детали
Трехмерная модель
сборочной единицы
Чертеж детали
Чертеж сборочной
единицы
Спецификация
Ведомость документов
Технологическая карта
Рис. 1 Взаимосвязь конструкторских документов в процессе проектирования летательного аппарата, с
помощью современных систем автоматизированного проектирования.
В процессе внедрения современных систем автоматизированного проектирования на предприятиях
авиационной отрасли возникает необходимость в разработке и внедрению методов управления процессами
проектирования и опытного производства летательного аппарата, которые будут адаптированы к данным
средствам проектирования. Эти методы направлены на решение следующих задач:
1. Повышение уровня качества выполняемых работ на всех этапах процесса проектирования
(эскизный проект, технический проект, опытное производство);
2. Сокращение времени передачи информации между различными подразделениями предприятия в
процессе проектирования и опытного производства;
3. Создание системы учета и всестороннего контроля (технический контроль, нормаконтроль)
трехмерных моделей в процессе проектирования изделия.
Решения представленных выше задач позволит сократить время проектирования летательного
аппарата, улучшить процессы планирования и учета финансовых затрат, планирования закупок различных
материалов, которые необходимы для производства летательного аппарата.
Стадии процессов проектирования и опытного производства летательного аппарата являются
взаимосвязанными и последовательными в течение времени. Этапы выполнения различных работ на
различных стадиях процесса разработки изделия в соответствии с государственным стандартом ГОСТ 2.10368 «Стадии разработки» представлены в таблице 2.
Таблица 2
Стадии разработки изделия и этапы выполнения работ.
Стадии разработки
Этапы выполнения работ
Подбор материала, разработка технического
предложения,
рассмотрение
и
утверждение
технического предложения.
Разработка эскизного проекта, изготовление и
испытание
макетов
(при
необходимости),
рассмотрение и утверждение эскизного проекта.
Техническое предложение
Эскизный проект
Разработка технического проекта, изготовление
и испытание макетов (при необходимости),
рассмотрение и утверждение технического проекта.
1. Разработка конструкторской документации,
предназначенной для изготовления и испытания
опытного образца (опытной партии).
Технический проект:
1. Рабочая документация.
2. Изготовление и предварительные испытания
опытного образца (опытной партии).
Корректировка конструкторской документации
по результатам изготовления и предварительных
испытаний опытного образца (опытной партии).
Приемочные испытания опытного образца
(опытной партии).
Корректировка конструкторской документации
по результатам приемочных испытаний опытного
образца (опытной партии).
2. Производство опытного образца (опытной
партии) изделия, предназначенногодля серийного
(массового) или единичного производства (кроме
разового изготовления).
Согласно представленному государственному стандарту процесс проектирования и опытного
производство возможно представить в виде схемы (рис. 3), которая показывает взаимосвязь различных
этапов процесса проектирования и опытного производства.
Из представленной схемы, возможно, пронаблюдать, что существуют многоуровневая обратная связь
различных этапов процесса проектирования и опытного производства. Обратная связь между различными
этапами происходит в случаях:
1. Определения ошибочного технического параметра, который исследовался на предыдущем этапе
процесса проектирования или его несоответствие определенным стандартам и требованиям;
2. Несоответствие технической документации определенным нормам и стандартам.
Возникновение обратной связи приводит к дополнительным финансовым затратам, величину которых
возможно определить по формулам:
Для определения дополнительных финансовых затрат в случае, когда ошибка определена на этапе
«Технический проект»:
n
Здоп   ti ci  2nci tи
n 1
Для определения дополнительных финансовых затрат в случае обнаружения ошибки на этапе
«Опытное производство»:
n
Здоп   ti ci  2nci tи  C М
, где
n 1
t и - время, затраченное на передачу информации с одного этапа проектирования на другой;
t i - время, которое затрачено на проектирование или определение ошибки;
ci - стоимость нормо-часа;
CМ - стоимость материала, который был израсходован в процессе производство детали или сборочной
единицы;
Этап «Технического
предложения».
Этап «Эскизного
проектирования»
Этап «Технического проекта».
1. Стадия разработки технической документации
(чертежей, спецификации) необходимой для
производства изделия.
Этап «Технического проекта».
2. Стадия опытного производства.
Серийное производство
Рис. 3 Взаимосвязь этапов процесса проектирования летательного аппарата.
Уровень финансовых издержек при определении ошибки на стадии « Опытное производство»
превышает уровень финансовых издержек при определении данной ошибки на стадии «Технический
проект» от 1,32 до 66 раз в зависимости, на какой стадии производства обнаружен был недочет (при
производстве детали или при сборке сборочного узла).
В современных экономических условиях предприятиям авиационной промышленности необходимо
сокращение данного вида издержек путем организации более эффективного процесса проектирования и
опытного производства летательных аппаратов.
Современные системы автоматизированного проектирования позволяют осуществлять процесс
разработки летательного аппарата с высокой степенью точности и деталировки на ранних этапах процесса
проектирования, но для реализации этих возможностей необходимо повысить эффективность труда путем
усовершенствования информационных потоков между производственными подразделениями предприятия
и подразделениями конструкторского бюро. Это особенно важно на ранних этапах разработки изделия,
когда определяются основные характеристики будущего летательного аппарата (этап «Эскизный проект»), а
полученные данные являются базовыми для последующих этапов проектирования (этап «Технический
проект»). Для достижения данной цели необходимо внедрение документа по описанию принципов
конструирования конкретного летательного аппарата с учетом технологических возможностей предприятия
и возможностей автоматизированной системы проектирования.
Данный документ разрабатывается на завершающей стадии этапа «Эскизный проект», когда
определена базовая схема будущего летательного аппарата, проведены различные расчеты
(аэродинамический, прочностной, весовой и другие) и отражает возможности производства и методы
реализации производственных процессов в информационной среде системы автоматизированного
проектирования. Данный документ должен включать в себя:
 Основные параметры различных инструментов, которые используются при производстве деталей и
при проведении сборочных работ необходимых для изготовления узлов и агрегатов конструкции
летательного аппарата.
 Технологическое описание основных производственных процессов, которые используются при
производстве различных видов деталей.
 Виды соединения и минимальные расстояния от края детали для всех мест соединения в
соответствии требованиям государственных стандартов и прочностных расчетов.
 Минимальные и максимальные зазоры технологических процессов при проведении различных
сборочных работ.
 Полная номенклатура используемых материалов и стандартных полуфабрикатов.
 Техническое описание различных видов защитных покрытий, которые планируется использовать
при производстве летательного аппарата.
 Техническое описание различных узлов и агрегатов, которые производятся сторонними
предприятиями и применяются в конструкции проектируемого летательного аппарата
 Общую компоновку летательного аппарата, в которой изображено членение изделия на различные
узлы или секции, расстояние секционных или узловых координат от абсолютных координат летательного
аппарата.
 Информацию, которая описывает основные технологические или конструкционные решения,
которые приняты на проекте по проектированию данного летательного аппарата, а также методы их
реализации в информационной среде автоматизированной системы проектирования.
 Требования к трехмерным моделям деталей и сборочных единиц (позиционирование, оформление,
методы построения).
Этот документ описывает основные особенности процесса проектирования и опытного производства,
по этой причине для его разработки необходимо создание отдельной рабочей группы, в которую должны
входить руководители производственных подразделений, отдел главного конструктора, отдел главного
технолога.
На основании данного документа, возможно осуществлять технический и норма-контроль трехмерных
моделей деталей и сборочных единиц в процессе проектирования летательного аппарата на основе
контрольных листов, что позволит сократить финансовые затраты на устронение ошибок и недочетов в
процессе проектирования на 5-10%.
Список используемой литературы.
1. «Operations management», Jae K. Shim, Joel G. Siegel, Barron’s Educational Series, Inc. 1999.
2. Государственный стандарт ГОСТ 2.103-68 «Стадии разработки», переиздание март 1995 год.
3. Государственный стандарт ГОСТ 2.102-68 «Виды и комплектность конструкторских документов»,
переиздание март 1995 год.
4. Государственный стандарт ГОСТ 2.119-73 «Эскизный проект», 1985 год.
5. Государственный стандарт ГОСТ 2.120-73 «Технический проект», 1985 год.
6. « Технология авиастроения» А. Л. Абибов, Н. М. Бирюков, В. В. Бойцов, изд. Машиностроение,
1982 года.
7. «Системный анализ в управлении», В.С. Анфилатов, Е. Е. Емельянов, Финансы и статистика, г.
Москва, 2002 год.
8. «Информационный менеджмент и системы автоматизированного управления предприятием», В. Д.
Калачанов и А. Л. Рыжко, МАИ, 2002 год.