Порядок проектирования технологических процессов

Введение

Данная курсовая работа посвящена  подробному рассмотрению технологического процесса, изучению порядка проектирования технологических процессов в  производстве вычислительной техники. Для полноты курсовой работы и  её наглядности в расчётной части  произведены вычисления по исходным данным и сделаны соответствующие  выводы.

Практически любой технологический  процесс можно рассматривать  как часть более сложного процесса и совокупность менее сложных (в  пределе — элементарных) технологических процессов. Элементарным технологическим процессом или технологической операцией называется наименьшая часть технологического процесса, обладающая всеми его свойствами. То есть это такой ТП, дальнейшая декомпозиция которого приводит к потере признаков, характерных для метода, положенного в основу данной технологии. Как правило, каждая технологическая операция выполняется на одном рабочем месте не более, чем одним сотрудником. Примером технологических операций могут служить ввод данных с помощью сканера штрих-кодов, распечатка отчета, выполнение SQL-запроса к базе данных и т. д.

1 Теоретическая  часть

1.1 Технологический  процесс

1.1.1 Проектирование  и конструирование

Проектирование — деятельность человека или организации по созданию проекта, то есть прототипа, прообраза  предполагаемого или возможного объекта, состояния; комплекта документации, предназначенной для создания определённого  объекта, его эксплуатации, ремонта  и ликвидации, а также для проверки или воспроизведения промежуточных  и конечных решений, на основе которых  был разработан данный объект.

От специфического для  машиностроения, строительства и  других отраслей науки и техники  понятия «проект» (англ. design) в значении «проектная документация» следует отличать используемое в области деятельности управление проектами в контексте менеджмента понятие «проект» (англ. project, от лат. projectus — брошенный вперёд, выступающий) в значении «некоторая задача с определёнными исходными данными и требуемыми результатами (целями), обусловливающими способ её решения», «программа», «комплекс работ» и т. п.

Проектирование может  включать несколько этапов от подготовки технического задания до испытания  опытных образцов. Объектом проектирования является проект материального предмета. Понятие проектирования не включает в себя стадию реализации проекта. Проектирование обладает своей методологией, которая  включает структуру деятельности, принципы и нормы деятельности, субъектов, объект и его модели, методы и  др.

Внутри процесса проектирования, наряду с расчетными этапами и  экспериментальными исследованиями, часто  выделяют процесс конструирования.

Структура устанавливает  стадии разработки конструкторской  документации на изделия всех отраслей промышленности и этапы выполнения работ внутри каждой стадии, то есть состав документации и виды работ, что  помогает ответить на вопрос «Что нужно  делать?» в процессе проектирования. Основные стадии структуры включают:

Техническое задание —  устанавливает основное назначение разрабатываемого объекта, его технические  и тактико-технические характеристики, показатели качества и технико-экономические  требования, предписание по выполнению необходимых стадий создания документации и её состав, а также специальные требования к изделию.

Техническое предложение  — совокупность документов, содержащих техническое и технико-экономическое  обоснование целесообразности разработки проекта. Такое заключение дается на основании анализа ТЗ заказчика  и различных вариантов возможных  решений, их сравнительной оценки с  учётом особенностей разрабатываемого и существующих изделий, а также  патентных материалов.

Согласованное и утвержденное в установленном (на предприятии, в  министерстве и т. п.) порядке ПТ является основанием для разработки эскизного проекта.

Эскизный проект — совокупность документов, содержащих принципиальные решения и дающих общее представление  об устройстве и принципе работы разрабатываемого объекта, а также данные, определяющие его назначение, основные параметры  и габаритные размеры. В случае большой  сложности объекта этому этапу  может предшествовать аванпроект (предпроектное исследование), обычно содержащий теоретические исследования, предназначенные для обоснования принципиальной возможности и целесообразности создания данного объекта.

При необходимости на стадии ЭП проводят изготовление и испытание  макетов разрабатываемого объекта.

Технический проект (ТП) —  совокупность документов, которые должны содержать окончательные технические  решения, дающие полное представление  об устройстве проектируемого объекта, исходные данные для разработки рабочей  документации.

На стадии рабочего проекта  сначала разрабатывают подробную  документацию для изготовления опытного образца и последующего его испытания. Испытания проводят в ряд этапов (от заводских до приемо-сдаточных), по результатам которых корректируют проектные документы. Далее разрабатывают рабочую документацию для изготовления установочной серии, её испытания, оснащения производственного процесса основных составных частей изделия. По результатам этого этапа снова корректируют проектные документы и разрабатывают рабочую документацию для изготовления и испытания головной (контрольной) серии. На основе документов окончательно отработанных и проверенных в производстве изделий, изготовленных по зафиксированному и полностью оснащенному технологическому процессу, разрабатывают завершающую рабочую документацию установившегося производства.

Завершает цикл работ этап, подводящий итог проектной деятельности, — сертификация. Её назначение —  определение уровня качества созданного изделия и подтверждение его  соответствия требованиям тех стран, где предполагается его последующая  реализация. Необходимость выделения  этого этапа в виде самостоятельного вызвана тем, что в настоящее  время экспорт продукции или  её реализация внутри страны во многих случаях недопустимы без наличия  у неё сертификата качества. Сертификация может быть обязательной или добровольной. Обязательной сертификации подлежат товары, на которые законами или стандартами  установлены требования, обеспечивающие безопасность жизни и здоровья потребителей, охрану окружающей среды, предотвращение причинения вреда имуществу потребителя. Добровольная сертификация проводится по инициативе предприятий. Обычно это  делается с целью официального подтверждения  характеристик продукции, изготавливаемой  предприятием, и, как следствие, повышения  доверия к ней у потребителей.

В процессе разработки проектной  документации в зависимости от сложности  решаемой задачи допускается объединять между собой ряд этапов. Этапы  постановки ТЗ и технического проектирования могут входить в цикл научно-исследовательских  работ(НИР), а этапы технического предложения и эскизного проектирования — образовывать цикл опытно-конструкторских работ.

Проектирование — это  ещё и целенаправленная деятельность, которая обладает последовательностью  процедур, ведущих к достижению эффективных  решений. Соответственно, должна быть структура процесса решения задачи проектирования, которая помогает ответить на вопрос «Как это делать?». В настоящее  время предложен ряд структур и алгоритмов проектирования, совпадающих  в основных чертах и различающихся  только в содержании или названии отдельных этапов.

Решение любой задачи начинается с её осмысления и уточнения исходных данных. Те (технические) требования, которые  выдаются заказчиком, формулируются  на языке потребителя-неспециалиста  и не всегда бывают технически чёткими  и исчерпывающими. Перевести требования на язык предметной области, сформулировать задачу максимально полно и грамотно, обосновать необходимость её решения, то есть сформулировать техническое  задание, — первый и обязательный этап работы. Исполнитель выполняет  его в тесном контакте с заказчиком.

В машиностроении этот этап иногда называют внешним проектированием. Этим подчеркивают, что разработка объекта уже начинается с постановки задачи и формирования ТЗ и активно  ведётся совместно с заказчиком. Важным результатом этапа является согласование целей разработки и  назначения проектируемого объекта (его  функций), системы показателей качества.

Следующие этапы образуют внутреннее проектирование. Они нацелены на поиск решения задачи и выполняются  разработчиком. Сюда входят этапы синтеза  принципа действия, структуры и параметров проектируемого объекта:

На этапе синтеза принципа действия отыскивают принципиальные положения, физические, социальные и т. п. эффекты, которые составят основу функционирования будущего изделия. Это могут быть основополагающие нормы, фундаментальные  законы и правила, их частные случаи или следствия. Работа ведется с  принципиальными моделями и их графическим  представлением — блок-схемами. Этому  этапу соответствует заключительная стадия ТЗ и стадия технического предложения  структуры проектирования по ГОСТ 2.103;

На этапе структурного синтеза на основе выбранного принципа действия создаются варианты начального графического представления объекта  — структуры, схемы, алгоритмы, упрощённые эскизы. В соответствии с ГОСТ 2.103 этот этап включает стадию эскизного  проектирования;

На этапе параметрического синтеза отыскиваются значения параметров объекта, находится численное, в  том числе оптимальное, решение  проектной задачи, создаётся подробная  документация или описание объекта, чертежи изделия и его частей. Этот этап соответствует стадиям  технического и рабочего проектирования.

Вследствие неполноты  начальных знаний о задаче процесс  проектирования — итеративен, с  каждым циклом итерации цели проектирования всё более уточняются, появляется необходимость в дополнительных функциях и, как следствие, — потребность  в разработке дополнительных частей и узлов. Решение частных проектных  задач, дополняющих основное решение, также проводится в соответствии с представленной последовательностью.

На каждом этапе внутреннего  проектирования выполняются следующие  процедуры:

выбор модели (то есть основополагающего  принципа, вида блок-схемы и расчетной  схемы), выбор метода решения, в том  числе метода оптимизации, решение, анализ полученных результатов и  принятие решения.

Замечено, что эффективность  проектируемого объекта определяется: в первую очередь — выбранным  принципом действия, во вторую —  предложенной структурой и в третью — соотношением параметров.

1.1.2 Единичный  и типовой технологические процессы

Технологические процессы по уровню обобщения делятся на два  вида: единичный и типовой.

Единичный технологический  процесс применим только для изготовления одного конкретного изделия, а типовой  технологический процесс - для изготовления группы схожих изделий.

Единичный технологический  процесс - это процесс изготовления или ремонта изделия одного наименования, типоразмера и исполнения, независимо от типа производства.

К преимуществам единичного технологического процесса относятся, с одной стороны, возможность  учёта всех особенностей данного  изделия, а с другой стороны, наиболее эффективного изготовления изделия  за счёт учёта конкретных производственных условий (имеющегося технологического оборудования, приспособлений, инструментальной оснастки, квалификации рабочих и  т.п.)

Наряду с преимуществами единичный технологический процесс  имеет и недостатки. Для его  разработки требуются большие затраты  времени и труда.

Затраты времени на разработку технологического процесса могут во много раз превышать затраты  времени на его осуществление. Если изготавливается большое количество изделий, то доля затрат времени на разработку технологического процесса, приходящаяся на одно изделие, будет  незначительной, но при небольшом  выпуске изделий эта доля резко  возрастет. В этом случае разрабатывают  укрупнённый технологический процесс, например, создают лишь маршрутное описание технологического процесса, в которое включают последовательность операций и оборудование, но без  указаний переходов и режимов  процесса. Все остальное предоставляется  решать непосредственно рабочему, который  должен иметь соответствующую квалификацию. По мере роста объёма выпускаемой  продукции разработку технологического процесса проводят более подробно.

В единичном производстве высокая продолжительность разработки технологического процесса нередко  входит в противоречие с продолжительностью самого процесса. Чем тщательней и  подробней разрабатывается единичный  технологический процесс, тем больше времени требуется для его  разработки и тем выше должна быть квалификация технолога. Однако в определённых условиях затраты времени на разработку процесса становятся значительно больше затрат времени на его осуществление. Иллюстрацией такого положения может  служить технологический процесс  изготовления деталей на станке с  ЧПУ, где его разработка отличается большой тщательностью и подробностью. Так, к примеру, документация технологического процесса изготовления детали на станке с ЧПУ содержит карту наладки, операционно-техническую карту, схему  движения инструментов, операционную расчетно-техническую карту, карту  программирования, чертежи специального инструмента и оснастки. Всё это  приводит к росту трудоёмкости разработки операции; например, только разработка управляющей программы и её отладка  для деталей высокой сложности  требует нескольких рабочих дней технолога- программиста, в то время  как обработка небольшой партии таких деталей может уложиться  в одну рабочую смену.