Завдання та стадії проектно-конструкторських робіт
Проектно-конструкторські роботи– одна із складових технічної підготовки виробництва нових виробів, яка представляє собою сукупність робіт з проектування виробів, а також конструкторський нагляд та супроводження у процесі їх виготовлення.
Головним завданням проектно-конструкторських робіт є створення сучасних, конкурентоспроможних конструкцій виробів з високими техніко-економічними показниками та забезпечення виробництва необхідною конструкторською документацією.
Проектування нових виробів має багато спільного у всіх галузях промисловості країни. Сам процес проектування у відповідності з вимогами стандартів Єдиної системи конструкторської документації (ЄСКД)можна розділити на окремі послідовні стадії: технічне завдання, ескізний проект, технічний проект, робоча конструкторська документація.
Технічне завдання (ТЗ) – це первинний документ для розробки нового виробу і технічної документації на нього, який встановлює головне призначення виробу, його споживчі властивості і ефективність використання, обсяги і стадії розробки, а також склад конструкторської документації.
У технічному завданні також вказується: характер виробництва, де буде використовуватися виріб; перелік країн, у відношенні яких повинна бути забезпечена патентна чистота виробу; умови експлуатації, транспортування виробу тощо. Технічне завдання на проектування нового виробу розробляється, зазвичай, підприємством самостійно або разом з іншою проектною організацією, якій підприємство доручає проведення наступних стадій проектно-конструкторських робіт. У технічному завданні на проектування обґрунтовується доцільність та економічна ефективність створення нового виробу. Технічне завдання має ставити за мету також попередньо ретельно проаналізувати сучасний передовий технічний рівень виробів аналогічного призначення як вітчизняних, так і закордонних виробників. Це необхідно для того, щоб показники нового виробу перевищували не тільки вже досягнутий рівень, але і прогнозований, перспективний рівень аналогічних виробів. На стадії розробки технічного завдання виконується попередній техніко-економічний аналіз, одним із результатів якого є розрахунки лімітної (найбільшої) ціни виробу. Це змушує конструкторів вже при розробці технічного завдання ретельно аналізувати і оптимізувати варіанти конструкторських рішень, обираючи з них найбільш економічно вигідні. Технічне завдання, яке виконано на достатньо високому рівні – це запорука для своєчасного і успішного закінчення всіх стадій проектно-конструкторських робіт і створення ефективної конструкції виробу.
У разі необхідності здійснюється розробка технічної пропозиції – сукупності конструкторської документації, яка включає в себе більш поглиблене техніко-економічне обґрунтування доцільності розробки виробу на підставі вивчення і аналізу виробів-аналогів, передових методів їх виготовлення в Україні та за кордоном. На цій стадії проектно-конструкторських робіт здійснюється аналіз науково-технічних, патентних, нормативних документів, маркетингових досліджень. Разом з цим технічна пропозиція вміщує в себе попередні розрахунки економічної ефективності від використання нового виробу у споживачів. Після узгодження із замовником (виробником продукції, іншими підприємствами або організаціями) та затвердження, технічна пропозиція є основою для розробки наступних конструкторських документів, які вже входять до складу ескізного проекту.
У процесі розробки ескізного проекту створюється конструкторська документація, у якій відображені принципові конструкторські рішення, що дають уяву про склад конструкції та принцип роботи виробу. Відповідно до вимог стандартів ЄСКД у ескізному проекті розробляються кінематичні, електричні та інші схеми роботи виробу, виконуються креслення загальних видів, складаються специфікації збірних одиниць виробу. У деяких випадках, якщо для цього є необхідність, на стадії ескізного проекту можуть виготовлятися макети виробів або експериментальні зразки.
На стадії ескізного проектування вирішуються такі питання:
- застосування у новій конструкції найбільш досконалих агрегатів, які вже добре себе зарекомендували раніше і використовуються у вже відомих виробах аналогічного призначення;
- забезпечення в конструкції максимально можливої уніфікації і найвищого рівня застосування стандартних деталей та вузлів;
- виявлення у виробі нових оригінальних конструкційних і технічних рішень, які будуть вимагати при виготовленні виробів впровадження нових технологічних процесів.
У технічному проекті найбільш трудомісткими є роботи, пов’язані з конструкторською розробкою окремих вузлів і агрегатів виробу. Тобто, технічний проект полягає у розробці конструкторської документації, яка вміщує в себе кінцеві технічні рішення, що дають повну уяву стосовно складу та принципу дії виробу. Вказуються основні конструкційні вимоги до продукції, її складових частин, габаритні і приєднувальні розміри, спосіб кріплення, засоби регулювання і органи настроювання, вид виконання, маса виробу, використання базових конструкцій та виробів.
На цій стадії проектування необхідно здійснити не тільки конструктивне оформлення усіх компонентів виробу (крім детальних креслень), але й здійснити необхідні інженерні розрахунки, пов'язані із забезпеченням міцності, жорсткості та надійності усіх деталей та складальних одиниць виробу.
На стадії розробки технічного проекту особливу увагу необхідно приділяти тісному взаємозв'язку в роботі конструкторів та технологів. Це необхідно тому, що технологічні вимоги стосовно методів виготовлення і складання виробів повинні бути узгоджені між конструкторами та технологами. Зазвичай, технічний проект перед затвердженням підлягає детальному розгляду і обговоренню на науково-технічній раді підприємства – розробника конструкторської документації.
Розробка робочої конструкторської документації є завершальною стадією проектно-конструкторських робіт і займає найбільшу частину часу у загальному їх обсязі. Робоча конструкторська документація на вироби розробляється у відповідності із затвердженим технічним проектом і вміщує в себе дані, які необхідні для виготовлення промислового зразка нового виробу в умовах конкретного виробництва.
На цій стадії продовжується подальша, більш поглиблена деталізація технічного проекту, яка включає в себе перевірку та корегування попередньо виконаних по виробу розрахунків та розробок. У свою чергу, робоча конструкторська документація розробляється протягом декількох послідовних етапів, а саме:
- розробка конструкторської документації на дослідний зразок (або дослідну партію виробів);
- розробка конструкторської документації на установчу серію виробів;
- розробка конструкторської документації для серійного або масового виробництва виробів.
За конструкторською документацією дослідного зразка виробу здійснюється його виготовлення та попередні (заводські) випробування, а в подальшому також міжвідомчі та державні випробовування. У процесі цих випробувань конструкторська документація, зазвичай, не одноразово корегується, тобто до неї вносяться відповідні зміни та доповнення. Після завершення випробувань дослідних зразків виконуються додаткові проектно-конструкторські роботи, тобто доробка документації раніше виготовленого та випробуваного дослідного зразка з метою виготовлення установчої серії виробів. На цьому етапі проектування конструкторська документація узгоджується з технологами стосовно класів обробки поверхонь деталей, точності розмірів, посадок тощо.
Після цього конструкторська документація на установчу серію виробів передається у виробництво, де здійснюється виготовлення установчої серії виробів, їх наступні випробування, за результатами яких виконується чергове корегування конструкторської та технологічної документації на виріб. Після завершення цього важливого циклу робіт проектно-конструкторські роботи переходять у свою завершальну стадію. Тобто, після виготовлення та випробувань установчої серії виробів документація підлягає завершальному корегуванню та передачі на наступний етап технічної підготовки виробництва, а саме – на етап технологічної підготовки виробництва.
Трудомісткість окремих стадій проектно-конструкторських робіт залежить в першу чергу від ступеня складності виробів і може коливатися у досить великих проміжках часу.
Проектно-конструкторські роботи являють собою комплекс довготермінових, складних і витратних процесів, під час проведення яких може виникнути одна з двох головних небезпек, а саме: спроба скоротити терміни та витрати на проектування можуть призвести до створення конструкцій низької якості, які не будуть користуватися попитом у споживачів або вимагатимуть багаторазових доробок; занадто великі терміни проектно-конструкторських робіт можуть призвести до того, що вже до моменту початку серійного виробництва конструкція виробу може морально застаріти і тому її потрібно буде знімати з виробництва і відмовитися від її подальшого виготовлення.
Отже, на стадії проектно-конструкторських робіт необхідно приймати такі рішення і обирати такі шляхи, які б дозволили підготувати виріб до виробництва якомога швидше, з найменшими витратами і з відповідним технічним рівнем. Цьому можуть сприяти ряд заходів, а саме: організація на підприємстві системи автоматизованого проектування (САПР); широке застосування при проектуванні методів стандартизації та уніфікації; забезпечення високої технологічності конструкцій; раціональна організація роботи конструкторів та широке використання інформаційно-пошукових систем даних; високий рівень планування та оперативного контролю за ходом проектно-конструкторських робіт.