Характеристика технологичности и направления ее решения.
Развитие авиации характеризуется усложнением конструкции планера и бортовых систем самолетов. На рис.1.3 представлена тенденция измерения стоимости килограмма массы выпускаемых самолетов. Полеты со сверхзвуковой скоростью значительно изменили функции человека в управлении самолетом. Приборы и механизмы в этих условиях превращаются в автоматы, управляющие самолетом. Усложнение самолетного оборудования вызывает увеличение числа его отказов.
|
На рис. 1.4 представлена наметившиеся тенденция к постоянному увеличению количества устанавливаемого на борт самолетов оборудования, в том числе и автоматического с использованием ЭВМ. Так, например, на борту самолета В-1, созданного фирмой "Рокуэл интернешил” установлено свыше 30 ЭВМ. На отечественном самолете ТУ-160, созданного в противовес американскому, управление осуществляют более ста ЭВМ, решающих все навигационные и боевые задачи.
|
Постоянная работа конструкторов в направлении повышения эффективности самолетов и анализа этих работ позволила авторам определить их тенденцию (рис. 1.5.).
Из этих данных видно, что наибольшие резервы в повышении эффективности создаваемых самолетов приходится на долю конструктивно-технологических решений, особенно это заметное влияние определилось после 1985 г. Этому способствовало разработка новых конструктивных решений, а также создание новых высокоэффективных материалов, в том числе и создание композиционных материалов.
Ошибки, допущенные в принятии конструктивно-технологическом решении и выявленные в эксплуатации, обходятся очень дорого создателям самолетов. Так, по данным фирмы "Локхид" ошибки, связанные с принятием решения при проектировании крыла самолета С-5А и обнаруженные в эксплуатации 77 самолетов, привели к дополнительным расходам в несколько сот млн. долларов, или 115% всех расходов, связанных со стоимостью всей программы их создания.
Усложнение самолетного оборудования вызывает увеличение числа его отказов. Возрастающие нагрузки на агрегаты планера, узлы и детали вызывают нарушение их целостности. Следовательно, на современном этапе важнейшая задача - обеспечение высокой надежности планера самолета и его систем.
Одним из направлений решения этого вопроса является повышение технологичности изделия в целом. Технологичность можно подразделить на ряд отдельных направлений:
- конструктивная технологичность деталей, узлов и агрегатов планера, бортовых систем, т.е. обеспечение надежности изготовления, монтажа и наземных отработок для получения заданных характеристик при минимальных затратах ручного труда;
- эксплуатационная, т.е. обеспечение надежной работы бортовых систем и планера при минимальных затратах труда при их обслуживании.
Таким образом, технологичность представляется характеристикой со своими специфическими особенностями и ее можно характеризовать как совокупность свойств конструкции, обеспечивающих оптимальные затраты труда, средств, материалов и времени при установленных значениях показателей качества и принятых условиях изготовления или ремонта изделия. К ним относят тип, специализацию производства, годовую программу и повторяемость выпуска, а также применяемые технологические процессы.
Под эксплуатационной технологичностью понимается технологичность конструкции изделия применительно к обслуживанию и ремонту. Она может быть разделена на технологичность конструкции при обслуживании и ремонтную технологичность.
Анализ этих понятий показывает, что четкие границы между ними отсутствуют, так как технология производства содержит элементы эксплуатации (при летных испытаниях), и ремонта (при устранении производственных дефектов).
В ходе эксплуатации возникает необходимость в проведении множества ремонтных операций. Поэтому естественно возникает мысль о возможности объединения общих положений технологичности в единую систему, позволяющую оценивать технологичность самолета во всех ее аспектах. Например, можно технологичность самолета количественно определять степенью соответствия его конструктивно-технологических характеристик технологическим возможностям производства, а также средств обслуживания и ремонта. Отсюда следует, что оценивая эксплуатационную технологичность, определяют эксплуатационные качества изделия. Эксплуатационную технологичность можно определять лишь для конкретных видов повреждения и определенных условий эксплуатации и ремонта.
В ходе проектирования каждый элемент конструкции нужно оценивать с точки зрения не только производственной, но и эксплуатационной технологичности, для чего требуется разработать соответствующую методику.
При расчете ремонтной технологичности конструкции необходимо предусмотреть возможность восстановления любого поврежденного элемента, причем ремонтные работы следует планировать, исходя из сохранения минимальной массы и обеспечения в максимально возможной степени восстановления в полевых условиях. Проектирование самолета и средств его эксплуатации и ремонта должно производиться совместно.
Для обеспечения технологичности конструкции изделия устанавливают номенклатуру и значения показателей технологичности; отработку конструкции изделия на технологичность на всех стадиях разработки изделия, технологического оснащения производства и изготовления изделия; технологический контроль конструкторской документации; изменения в конструкцию изделия и конструкторскую документацию на него, обеспечивающие достижение базовых значений показателей технологичности.
Отработка конструкции изделия на технологичность обеспечивается на основе достижения технологической рациональности и оптимальной конструктивно-технологической преемственности конструкции изделия. При этом снижаются трудоемкость и себестоимость изготовления изделия, трудоемкость и стоимость технологического обслуживания и ремонта изделия, материалоемкость изделия.
Для снижения трудоемкости и себестоимости изготовления изделия повышают серийность изделий и его составных частей посредством стандартизации и группирования по конструктивным признакам; ограничивают номенклатуру составных частей изделия и применяемых материалов; применяют в разрабатываемых конструкциях освоенные в производстве конструктивные решения, соответствующие современным требованиям, высокоэффективные типовые технологические процессы и стандартные средства технологического оснащения.
Для снижения трудоемкости и стоимости эксплуатации и ремонта изделий повышают контролепригодность, доступность, легкосъемность, взаимозаменяемость и восстанавливаемость изделия и стандартизируют составные части изделия; ограничивают число сменяемых при техническом обслуживании или ремонтируемых частей изделия; номенклатуру материалов, инструмента, вспомогательного оборудования и приспособлений, необходимых для технического обслуживания и ремонта.
Для снижения материалоемкости изделий применяют совершенные материалы, точные заготовки, разрабатывают и применяют конструктивные решения, позволяющие повышать ресурс изделия и использовать малоотходную технологию; внедряют типовые методы расчетов и испытаний изделий; используют научно обоснованные запасы прочности металлоконструкций.
На практике изделие может считаться технологичным, если оно удовлетворяет следующим условиям:
- в процессе его изготовления и сборки обеспечиваются минимально-возможное затраты труда, материалов и в конечном итоге минимальная технологическая себестоимость;
- в процессе ТПП данного изделия (конструкторской, технологической, материально-технической и планово-организационной) обеспечивается минимум затрат на его выпуск и переналадку производства.
Эти требования обеспечиваются при широком использовании наиболее прогрессивных технологических процессов, экономически целесообразных при планировании объектов серийного производства; обеспечении автоматизации, включая гибкие производственные модули, системы; типизации конструкторских и технологических решений; использовании модульного принципа построения конструктивного состава; экономически обоснованном ограничении числа применяемых в производстве типоразмеров деталей, сборочных единиц; стимулирование повышения организационно-технологического уровня предприятия-изготовителя на основе его технического перевооружения.
Свойство технологичности имеет диалектический характер, поскольку всякий достигнутый уровень технологичности является в определенной степени разрешением противоречий между наукой и производством.