Глава 7. Организация и управление подготовкой производства к выпуску новой продукции

7.1. Содержание, задачи и значение технической подготовки производства

Техническая подготовка производства – это комплекс нормативно-технических мероприятий, регламентирующих конструкторскую, технологическую подготовку производства и систему постановки продукции на производство. Эти мероприятия обеспечивают полную готовность предприятия к производству изделий высокого качества.

Уровень технической подготовки производства определяет эффективность изготовления продукции основным производством, обусловливает возможность ее выпуска с заданными потребительскими свойствами.

Наличие конкурентной среды в условиях рыночной экономики, интенсивное увеличение номенклатуры и разнообразия разрабатываемых и выпускаемых изделий, постоянное усложнение конструкций и технологических способов изготовления, высокие требования, предъявляемые к испытаниям на работоспособность и ресурс приводят к резкому возрастанию объема работ по технической подготовке производства (ТПП).

В то же время рыночные условия обязывают предприятия уделять постоянное внимание проблемам уменьшения длительности ТПП, которая оказывает огромное влияние на величину затрачиваемых ресурсов, на ускорение оборачиваемости оборотных средств, себестоимость работ по ТПП.

Ежегодно осваивается большое количество новых видов продукции. Период их нахождения в производстве и эксплуатации за последние 10-15 лет сократился. При этом сроки создания и освоения изделий становятся все более соизмеримыми со сроками их функционирования. Например, в тяжелом машиностроении срок разработки и внедрения новых инновационных проектов составляет 5 лет, в то время как срок эффективного действия новых изделий, оборудования и технологии не превышает 5-7 лет.

Техническая подготовка производства включает:

· проведение прикладных исследований, связанных с совершенствованием изготовляемой продукции, техники, технологии, составом применяемых материалов, организации производства;

· проектирование новой продукции и модернизацию ранее выпускавшейся;

· разработку технологического процесса изготовления продукции;

· приобретение специального оборудования, инструментов и полуфабрикатов со стороны;

· материально-техническое обеспечение производства;

· подготовку, переподготовку и повышение квалификации кадров;

· разработку норм и нормативов, технологической, технической и организационной структуры аппарата управления и информационного обеспечения.

Техническая подготовка осуществляется в целях эффективного освоения нового или модернизированного изделия, внедрения новых сложных машин и оборудования, новых технологических приемов и изменений организации производства. В задачу технической подготовки производства входит создание технических, организационных и экономических условий, полностью гарантирующих перевод производственного процесса на более высокий технический и социально-технический уровень на основе достижений науки и техники.

Техническая подготовка включает конструкторскую и технологическую подготовку.

На предприятиях разного типа, масштаба и профиля могут быть с разной полнотой представлены различные стадии подготовки производства; однако в любом случае существенная часть работы по организации производства находится в компетенции предприятия.

Большие объемы работ по технической подготовке производства сложного изделия и их разная направленность – аналитические и исследовательские работы, проектирование конструкций и многообразных технологических процессов, экспериментальные и наладочные работы и т.п. – предполагают участие в подготовке производств множества служб и подразделений. Техническая подготовка может осуществляться не только службами предприятия-изготовителя, но и многими предприятиями и организациями вне его. По месту выполнения работы по технической подготовке можно подразделить на внезаводские и внутризаводские.

Внезаводскую подготовку производства могут осуществлять отраслевые конструкторские бюро (ОКБ), специализированные конструкторско-технологические бюро (СКТБ), проектные и научно-исследовательские институты, высшие учебные заведения. Эти организации устанавливают потребность в изделиях с учетом емкости внутреннего и внешнего рынков, определяют технико-экономические параметры конкурентоспособности изделий, выполняют комплекс научно-исследовательских работ, а также совместно с заказчиком и заводом изготовителем осуществляют проектирование новых конструкций. Иногда они ведут и разработку технологических процессов изготовления особо сложных уникальных деталей, процессов обработки новых конструкционных материалов, в том числе и композитных, проектируют конструкции нестандартного оборудования.

Внутризаводская подготовка производства проводится непосредственно заводом, выпускающим продукцию. В зависимости от принятой на заводе системы организации технической подготовки она предусматривает либо работы по совершенствованию серийного производства выпускаемых изделий и освоению производства новых и модернизированных изделий, либо весь комплекс работ, включающий проектирование новых конструкций и подготовку их серийного производства.

Проводить весь комплекс работ по подготовке производства новых изделий могут позволить только крупные, устойчиво работающие предприятия, имеющие собственные научно-технические центры.

В процессе технической подготовки производства должны быть созданы необходимые предпосылки для организации ритмичного хода производства при максимальном использовании имеющихся производственных мощностей и других внутрипроизводственных ресурсов.

Содержание и этапы конструкторской подготовки производства

Информация, полученная в результате проведения научно-исследовательских работ, патентных исследований, экспериментальных исследований новых рабочих процессов, кинематических схем, материалов, конструктивных элементов, позволяет начать техническую подготовку производства новой продукции. Первым ее этапом является конструкторская подготовка, от уровня организации которой во многом зависит качество объектов новой техники, ее экономическая эффективность и сроки освоения.

Конструкторская подготовка должна обеспечить создание новых машин, оборудования и механизмов, не только соответствующих современному уровню техники, но и значительно превосходящих этот достигнутый уровень. Содержание конструкторской подготовки производства составляет поэтапное проектирование изделия с последовательным развитием и уточнением отдельных расчетов и конструктивных решений, завершаемое созданием опытного образца, проверкой и окончательной отработкой проекта.

Проектирование новой продукции осуществляется проектно-технологическими и научно-исследовательскими институтами, научно-технологическими центрами, а также конструкторскими отделами и лабораториями предприятий.

Основными целями конструкторской подготовки производства являются:

· непрерывное совершенствование качества продукции;

· повышение уровня технологичности конструкции, под которой понимается облегчение приемов изготовления продукции и возможность применения прогрессивных методов изготовления при заданном объеме производства. Это обеспечивает лучшее использование производственных ресурсов при изготовлении продукции;

· снижение себестоимости новой продукции за счет совершенствования конструкции изделия, уменьшения расхода материалов на единицу продукции, снижения эксплуатационных затрат, связанных с использованием продукции;

· использование при проектировании продукции существующих стандартов и унифицированных полуфабрикатов;

· обеспечение охраны труда и техники безопасности, а также удобств при эксплуатации и ремонте новых изделий.

В соответствии с Единой системой конструкторской документации (ЕСКД) конструкторская подготовка состоит из 5 этапов.

1. Разработка технического задания (ТЗ). Техническое задание, предваряющее собственно конструкторскую подготовку производства и подготавливаемое, как правило, совместно с заказчиком, организацией-разработчиком конструкции и изготовителем, включает:

- наименование изделия и область применения;

- основание для разработки, т.е. перечень документов, регламентирующих разработку;

- цель, эксплуатационное и функциональное назначение, перспективность разработки;

- источники разработки, т.е. перечень НИР, патентов, публикаций и т.д.;

- технические (или тактико-технические) требования: состав изделия (или системы), показатели назначения, требования к надежности, технологичности, унификации и стандартизации, безопасности, экологии, эстетики и эргономики, перечень стран, в отношении которых должна быть обеспечена патентная чистота, условия эксплуатации, транспортировки, хранения и др.;

- экономические показатели: ориентировочная экономическая эффективность, лимитная (предельная) цена, годовая потребность и др.;

- перечень этапов разработки с указанием инвестиций;

- порядок контроля и приемки;

- приложения.

Таким образом, в техническом задании на проектирование обосновываются целесообразность и эффективность создания нового изделия. В нем должны содержаться все основные исходные данные для проектирования. При этом предварительно тщательно анализируется современный технический уровень изделий аналогичного назначения как отечественных, так и зарубежных, с тем чтобы обеспечить высокую конкурентоспособность нового изделия. Включение в техническое задание лимитной (предельной) цены заставляет конструкторов с первых же этапов конструкторской подготовки тщательно анализировать и оптимизировать варианты конструкторских решений, оперативно выявляя из них наиболее экономичные.

Однако следует заметить, что жестких требований к содержанию и детализации технического задания нет. Роль технического задания может выполнять договор, заявка заказчика, контракт, протокол. В любом случае обязательными являются вопросы безопасности, экологии, ресурсосбережения. Содержание технического задания не должно в дальнейшем вызывать разночтение его со стороны заказчика и исполнителя.

Разработка технического задания организацией-исполнителем проекта обеспечивает возможность сразу выявить техническую осуществимость требований заказчика (потребителя), оценить реальность их выполнения при существующих технических и финансовых условиях. Тщательно выполненное техническое задание позволяет быстро и успешно провести все стадии проектно-конструкторских работ и создать эффективную конструкцию изделия.

2. Техническое предложение (ТП). В техническое предложение, подготавливаемом разработчиком, входят документы, обосновывающие принятый вариант для дальнейшей конструкторской разработки, его технико-экономическое обоснование на основе технико-экономического анализа вариантов возможных решений. После согласования с заказчиком и утверждения им техническое предложение становится основой выполнения всех последующих стадий конструкторской подготовки производства.

Техническое предложение после согласования и утверждения в установленном порядке является основанием для разработки эскизного проекта.

3. Эскизный проект. Основное назначение эскизного проекта – обоснование технической возможности осуществления требований, изложенных в техническом задании и техническом предложении, выбор наилучшего варианта конструкции изделия.

Эскизный проект состоит из графической части и пояснительной записки. Первая часть содержит принципиальные конструктивные решения, дающие представление об изделии и принципе его работы, а также данные, определяющие назначение, основные параметры и габаритные размеры. Таким образом, она дает конструктивное оформление будущей конструкции изделия, включая чертежи общего вида, функциональные блоки, входные и выходные электрические данные всех узлов (блоков), составляющих общую блок-схему. На этой стадии разрабатывается документация для изготовления макетов, осуществляется их изготовление и испытания, после чего корректируется конструкторская документация.

Вторая часть эскизного проекта содержит расчет основных параметров конструкции, описание эксплуатационных особенностей и примерный график работ по технической подготовке производства.

В состав задач эскизного проекта входит и разработка различных руководящих указаний по обеспечению на последующих стадиях технологичности, надежности, стандартизации и унификации, а также составление ведомости спецификаций материалов и комплектующих изделий на опытные образцы для последующей передачи их в службу материально-технического обеспечения. Макет изделия позволяет добиться удачной компоновки отдельных частей, найти более правильные эстетические и эргономические решения и тем самым ускорить разработку конструкторской документации. Эскизный проект всегда составляется в нескольких вариантах для последующего выбора одного из них.

Эскизный проект проходит те же стадии согласования и утверждения, что и техническое здание. Эскизный проект после согласования и утверждения в установленном порядке служит основанием для разработки технического проекта.

4. Технический проект. В техническом проекте наиболее трудоемкими являются работы, связанные с конструкторской разработкой узлов, агрегатов, механизмов, приборов данного изделия. На этом этапе требуется не только дать конструкторское оформление всех компонентов изделия (кроме чертежей деталей), провести большое количество расчетов, связанных с обеспечением прочности, жесткости, надежности всех сборочных единиц изделия, но и обеспечить минимальные издержки производства при соблюдении всех эксплуатационных требований к изделию. Иначе говоря, требуется добиться высокой технологичности конструкции для заданных объемов и условий производства. Поэтому именно на этой стадии особенно важна взаимосвязь конструкторов и технологов, чтобы технологические требования в отношении способов изготовления и сборки были полностью выполнены. Технический проект предусматривает выполнение графической и расчетной частей, а также уточнения технико-экономических показателей создаваемого изделия. Он состоит из совокупности конструкторских документов, содержащих окончательные технические решения, которые дают полное представление об устройстве разрабатываемого изделия и исходные данные для разработки рабочей документации.

В графической части технического проекта приводятся чертежи общего вида проектируемого изделия, узлов в сборке и основных деталей. Чертежи обязательно согласовываются с технологами.

В пояснительной записке содержатся описание и расчет параметров основных сборочных единиц и базовых деталей изделия, описание принципов его работы, обоснование выбора материалов и видов защитных покрытий, описание всех схем и окончательные технико-экономические расчеты. На этой стадии при разработке вариантов изделий изготавливается и испытывается опытный образец. Проект обязательно обсуждается на Техническом совете и считается законченным, если его подписал заказчик или организация, утвердившая техническое задание.

5. Рабочий проект, который является дальнейшим развитием и конкретизацией технического проекта. Этот этап конструкторской подготовки производства включает подготовку:

- документации опытного образца (или опытной партии), на основе которой производятся его изготовление и предварительные заводские, затем приемочные испытания, в процессе которых проводится корректировка документации;

- недостающих чертежей;

- документации установочных серий, на основе которой проводятся изготовление и испытание, при необходимости – с корректировкой документации;

- документации серийного или массового производства, на основе которой проводятся изготовление и испытание головной (контрольной) серии, окончательная корректировка документов для технологической подготовки и освоения производства.

Круг работ, особенно на стадии разработки рабочей документации, может существенно отличаться от указанного. Для условия единичного производства отпадают, например, работы, связанные с изготовлением и испытаниями опытного образца. Состав работ зависит также от сложности конструкции, степени ее унификации, уровня кооперирования и других факторов.

Есть существенные различия и в круге основных исполнителей. На крупных промышленных предприятиях разработку конструкции обычно ведет служба главного конструктора. Однако иногда проектирование нового изделия осуществляется специализированными проектными организациями, а на заводе-изготовителе разрабатываются или только уточняются рабочие чертежи, спецификации, технические условия и другая конструкторская документация.

На этом этапе окончательно устанавливается себестоимость изделия и его экономическая эффективность. Составляются все эксплуатационные и ремонтные документы и определяются технические условия.

Установленный и рассмотренный выше порядок конструкторской подготовки изделия характерен в полной мере лишь для массового и крупносерийного производств, продукции сложного профиля (автомобили, станки, тракторы и т.п.). Для мелкосерийного и единичного производств, независимо от технической сложности изделия, количество стадий и объемы работ по каждому из них уменьшаются. В отраслях металлургической и химической промышленности, переработки сельскохозяйственного сырья, а также в добывающих отраслях проектирование изделий выполняется главным образом на стадии прикладных исследований, изысканий и разработок, а также технологической подготовки производства.

Конструкторская подготовка производства осуществляется в соответствии с комплексом государственных стандартов, устанавливающих единые взаимосвязанные правила и положения ее проведения, оформления и обращения конструкторской документации, разрабатываемой и применяемой промышленными, научно-исследовательскими, проектно-конструкторскими организациями и предприятиями, получившими, соответственно, название Единой системы конструкторской документации (ЕСКД). Применение ЕСКД позволяет создавать благоприятные условия для обеспечения научно-технической подготовки производства на высоком уровне, способном гарантировать конкурентоспособность выпускаемых изделий, сокращать время проектирования, обеспечивать необходимое единообразие этого процесса на различных предприятиях в разных отраслях экономики.

Структура основного органа конструкторской подготовки внутри предприятия – отдела главного конструктора (ОГК) определяется содержанием выполняемых им работ. Если этот отдел получает готовую конструкторскую документацию (обычно в виде технического проекта), то основная его задача – составление рабочей документации применительно к условиям предприятия. Для таких случаев в отделе главного конструктора имеется ряд групп или бюро, специализирующихся на доработке отдельных видов продукции или агрегатов при выпуске сложных изделий.

Поскольку одна из важнейших проблем в настоящее время – это повышение технологичности и качества выпускаемых изделий, то, кроме специализированных проектных групп или бюро, в ОГК создаются бюро нормализации и стандартизации, бюро надежности, группа эксплуатации и т.п. И наконец, в состав отдела входит ряд обслуживающих подразделений, копировальное бюро, группа технических средств размножения документации, техническая библиотека, бюро научно-технической информации, экспериментальный участок. Если отдел главного конструктора самостоятельно ведет работы по всем этапам проектирования, то он превращается в конструкторское бюро предприятия и имеет соответствующую структуру. Возглавляет бюро начальник на правах заместителя директора предприятия. При конструкторском бюро создаются собственные планово-производственный и технический отделы.

В последние годы появилась новая форма организации проектных подразделений – проблемная группа. Такая группа создается из работников различных специальностей (инженеров-конструкторов различного профиля, инженеров-технологов, экономистов, специалистов по надежности, эргономике, технической эстетике и т.д.) для комплексного решения конкретной задачи. Эта форма организации позволяет значительно сократить цикл конструкторской подготовки, повысить качество разработки, но она вызывает трудности, связанные с периодическим набором и роспуском группы.

Работы по конструкторской подготовке производства представляют собой комплекс длительных, сложных и дорогих процессов, в которых может возникнуть одна из двух главных опасностей:

1) неподготовленное стремление сократить сроки и затраты может привести к созданию конструкции низкого качества. Она или будет быстро снята с производства, или потребует многочисленных доработок в процессе технологической подготовки производства;

2) длительные конструкторские работы, многочисленные испытания, многократные конструкторские улучшения могут привести к тому, что к моменту запуска в производство конструкция будет морально устаревшей и опять-таки будет быстро снята с производства.

Поэтому следует рассмотреть основные организационные пути, которые позволяют при обеспечении необходимых качественных характеристик изделия подготовить его к производству быстро и с возможно меньшими затратами. К их числу можно отнести:

- широкое применение принципов стандартизации и унификации;

- обеспечение технологичности конструкции изделия.