Завдання та стадії проектно-конструкторських робіт

Проектно-конструкторські роботи — одна зі складових тех­нічної підготовки виробництва нових виробів, 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 відпо­відно до вимог стандартів Єдиної системи конструкторської до­кументації (ЄСКД) можна поділити 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 та ефективність використання, обсяги і стадії розроб­ки, а також склад конструкторської документації.

У технічному завданні також зазначається: характер вироб­ництва, де буде використовуватися виріб; перелік країн, сто­совно яких має 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-економіч-ний аналіз, одним із результатів якого є розрахунки лімітної (найбільшої) ціни виробу. Це змушує конструкторів вже при розробці технічного завдання ретельно аналізувати та оптимі-зувати варіанти конструкторських рішень, обираючи з них найбільш економічно вигідні. Технічне завдання, яке викона­но на достатньо високому рівні, — це запорука своєчасного та 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 в 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 уявлення про склад конст­рукції та принцип роботи виробу. Відповідно до вимог стан­дартів ЄСКД в 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 та найвищого рівня застосування стандартних деталей і вузлів;

— виявлення у виробі нових оригінальних конструкційних і технічних рішень, які будуть потребувати 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 повне уявлення стосовно складу та принци­пу дії виробу. Вказуються основні конструкційні вимоги до продукції, її складників, габаритні і приєднувальні розміри, спосіб кріплення, засоби регулювання та органи настроювання, вид виконання, маса виробу, використання базових конст­рукцій та виробів.

На цій стадії проектування слід здійснити не тільки конст­руктивне оформлення усіх компонентів виробу (крім деталь­них креслень), а й необхідні інженерні розрахунки, пов'язані з забезпеченням міцності, жорсткості та надійності усіх деталей та складальних одиниць виробу.

На стадії розробки технічного проекту особливу увагу по­трібно приділяти тісному взаємозв'язку в роботі конструкторів та технологів. Це необхідно тому, що технологічні вимоги стосов­но методів виготовлення і складання виробів мають бути узго­джені між конструкторами та технологами. Зазвичай, техніч­ний проект перед затвердженням підлягає детальному розгля­ду й обговоренню на науково-технічній раді підприємства роз­робника конструкторської документації.

Розробка робочої конструкторської документації є завер­шальною стадією проектно-конструкторських робіт і займає найбільшу частину часу в загальному їх обсязі. Робоча конст­рукторська документація на вироби розробляється відповідно до затвердженого технічного проекту і вміщує в себе дані, 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 коригування попередньо виконаних щодо виробу розрахунків та розробок. У свою чергу, робоча конструкторська документа­ція проходить кілька послідовних етапів, а саме:

— розробку конструкторської документації на дослідний зразок (або дослідну партію виробів);

— розробку конструкторської документації на установчу серію виробів;

— розробку 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 доопрацювання 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 подальші випробуван­ня, за результатами яких виконується чергове коригування 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 — це 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 потребуватимуть багаторазових доробок; занадто великі терміни проектно-кон­структорських робіт можуть призвести до того, що вже до 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 перебігом про­ектно-конструкторських робіт.