Омельяненко В.А.
Сумский государственный университет, Украина

Автоматизация технологической подготовки как способ повышения эффективности производства

Введение. Трудоемкость технологической подготовки производства (ТПП) по отношению к общей трудоемкости технического проекта изделия в единичном производстве составляет 20-25%, в серийном - 50-55%, а в крупносерийном и массовом - 60-70%. Анализ современного производства показывает необходимость постоянного решения сложной дилеммы: устранение противоречия между качеством технических проектов и сроками их разработки. Медлительность при разработке проектов приводит к моральному старению технических решений. Поэтому автоматизация технологической подготовки производства в настоящее время является одним из основных направлений ее совершенствования. Необходимость автоматизации технологической подготовки производства обусловлена непрерывным ростом количества и сложности вновь разрабатываемых изделий при постоянном отставании (примерно в 5 раз) производительности труда в сфере проектирования от производительности труда в производстве.

Постановка задачи. Рассмотреть показатели экономической эффективности автоматизации технологической подготовки производства.

Изложение основного материала. К технологической подготовке производства изделия относятся следующие мероприятия: обеспечение технологичности конструкции изделия; планирование и управление процессом технологической подготовки производства изделия; разработка маршрутов изготовления изделий; проектирование технологических процессов; проектирование, оснастки и инструмента; разработка ЧПУ-программ; нормирование изготовления изделия; выпуск технологической документации; расчет производственных мощностей.

Как показывает практика, трудоемкость технологического проектирования обычно вдвое превышает трудоемкость машиностроительного конструирования, а сам этот процесс сопровождается подготовкой больших объемов документации. Скорость, полнота и качество решения задач технологической подготовки непосредственно влияют на эффективность производства и, следовательно, на деятельность предприятия в целом.

Один из основных показателей эффективности технологической подготовки производства - длительность его цикла. Прежде чем рассмотреть методику его определения, необходимо понять, что такое структура технологической подготовки производства. Структура технологической подготовки производства - соотношение затрат на отдельные виды работ в составе технологической подготовки производства к общему итогу затрат на технологической подготовки производства, выраженное в процентах. Длительность цикла технологической подготовки производства - календарное время от начала до окончания технологической подготовки производства нового изделия:

(1)

где коэффициенты коррекции времени, учитывающие параллельное и параллельно-последовательное выполнение работ в процессе технологической подготовки производства;

время на получение конструкторской разработки технологической документации, изготовление технологического оснащения, нестандартного оборудования, техническую и организационную перестройку производства, подготовку и переподготовку кадров, а также время на изготовление и проведение испытаний нового изделия и др.

Длительность цикла технологической подготовки производства оказывает огромное влияние на величину затрачиваемых ресурсов, незавершенного вспомогательного производства, ускорение оборачиваемости оборотных средств, себестоимость работ по технологической подготовки производства. Основными направлениями его сокращения являются: увеличение объема работ в параллельном и параллельно-последовательном исполнении и снижение трудоемкости на каждом из этапов

Необходимость повышения эффективности технологической подготовки производства объясняется еще и тем, что проектирование технологической документации в большинстве случаев значительно (от двух до пяти раз) превосходит трудоемкость разработки конструкторской документации. Ощутимое повышение эффективности технологической подготовки производства по сравнению с ее существующим уровнем возможно только при выполнении следующих условий:

1. наличие единого информационного пространства для специалистов конструкторской и технологической служб предприятия;
2. повышение скорости разработки и обоснованности планов технологической подготовки производства, непрерывный контроль их выполнения;
3. содержательная помощь сотрудникам технологической службы предприятия в течение всех этапов разработки технологической документации на основе применения математических методов и идей искусственного интеллекта, использования современных средств вычислительной техники.

Перечисленные условия реализуются в автоматизированной системе технологической подготовки производства (АСТПП). АСТПП - совокупность технических средств и методов автоматизированного проектирования и реализации технологической системы, обеспечивающих возможность производства изделий с заданным уровнем качества и в заданных количествах с наименьшими затратами ресурсов в конкретных условиях производства с учётом отраслевой системы технологической подготовки производства.

В нашей стране создается несколько тысяч новых изделий, причем доля машиностроения и приборостроения в общем объеме продукции неуклонно увеличивается, т.к. эти отрасли определяют темпы технологического прогресса и интенсификации всего народного хозяйства.

Таким образом, рост трудоемкости и сложности технологической подготовки производства требует коренных изменений методов подготовки и использования вычислительной техники для этих целей. Для выпуска высококачественной продукции с наименьшими затратами необходимо повышать качество технологических решений за счет технико-экономических обоснований, рассмотрения большого количества вариантов ТП и выбора наилучшего. Просчет нескольких вариантов достаточно сложен и в условиях единичного и серийного производства обычно не производится; часто разрабатывают лишь маршрутную технологию. Применение средств вычислительной техники позволит более детально выполнять эту работу и создавать оптимальные ТП.

Общие технико-экономические показатели эффективности следующие:

• сокращение продолжительности цикла «проектирование» - конструирование - технологическая подготовка производства» на 30-40%;
• снижение трудоемкости технической подготовки производства на 40-50%;
• снижение материалоемкости изделий на 60-75% (автоматизация процесса отладки программ для станков с ЧПУ, что резко снижает процент брака);
• снижение затрат на производство изделия на 30-40%;
• обеспечение соответствия качества изделий, создаваемых на предприятии, международным стандартам;
• подготовка основных условий для сертификации предприятия на соответствие ISO 9000, 9001.

Однако следует реально смотреть на вещи и понимать, что такого результата можно достичь только по прошествии определенного времени. Органичное внедрение автоматизированных систем в структуру предприятия предполагает период их промышленной эксплуатации.

Анализ технологических задач показывает, что при решении значительная доля труда затрачивается на поиск необходимой информации о сортаменте, оборудовании, приспособлениях, инструменте, режимах резания и т.д. Эта сфера деятельности технолога, на которую затрачивается 15-20% общего бюджета времени, полностью поддается автоматизации на основе создания информационно-поисковых систем технологического назначения.

Основные обобщающие показатели экономической эффективности АСУ следующие:

1. годовой экономический эффект;
2. расчетный коэффициент эффективности капитальных затрат на разработку и внедрение АСУ;
3. срок окупаемости капитальных затрат на разработку и внедрение АСУ.

К основным частным показателям, характеризующим экономическую эффективность АСУ, относят:

1. годовую экономию (годовой прирост прибыли);
2. снижение издержек производственно-хозяйственной деятельности на объекте управления в результате разработки и внедрения АСУ;
3. повышение производительности труда;
4. экономию по видам ресурсов;
5. высвобождение работающих;
6. повышение качества выпускаемой продукции.

Основной источник экономической эффективности АСУ – сокращение производственных потерь, обеспечиваемое функциями системы. При этом учитываются производственные потери, влияющие на использование основных производственных фондов вследствие неполной загрузки и простоев технологического оборудования.

Годовой экономический эффект от внедрения АСУ определяется по формуле:

, (2)

где , - полная себестоимость годового товарного выпуска продукции соответственно до и после внедрения АСУ;

, - среднегодовая стоимость производственных фондов (сумма основных фондов и оборотных средств, с которых взимается плата за фонды) до и после внедрения АСУ;

, - годовой объем товарной продукции до и после внедрения АСУ;

- отраслевой нормативный коэффициент эффективности капиталовложений.

Все стоимостные показатели определяются по действующим в момент расчёта оптовым ценам, тарифами ставкам заработанной платы.

Величина, вычисленная по выражению (2), представляет собой разность приведённых затрат до и после внедрения АСУ. Исходными данными для определения годового экономического эффекта являются существующие в момент расчёта величины потерь на производстве. При разработке АСУ для вновь строящихся и проектируемых предприятий в качестве исходных данных используются показатели предприятия-аналога с наименьшей величиной производственных потерь.

Наряду с расчётом годового экономического эффекта проводится расчёт коэффициента экономической эффективности и срока окупаемости . Коэффициент экономической эффективности АСУ определяется по формуле

, (3)

где – капитальные затраты на систему.

Срок окупаемости затрат на создание АСУ:

, (4)

Полученные значения и сравнивают с их нормативными величинами по соответствующей отрасли.

Следует отметить, что срок окупаемости капитальных вложений в усовершенствования действующих объектов в некоторых методиках предлагается рассчитывать по формуле

, (5)

где С₁ и С₂ - себестоимость годового выпуска продукции объекта соответственно до и после введения усовершенствования.

При этом предполагается, что вводимое усовершенствование не влияет ни на объем годового выпуска продукции, ни на ее качество (т.е. цену), а дает лишь снижение себестоимости с величины С₁ до величины С₂. Нетрудно видеть, что формула (5) - частный случай более общего выражения (4). Таким образом, понятие срока окупаемости, позволяет учитывать влияние производимых усовершенствований как на себестоимость годового выпуска продукции, так и на ее объем и качество (цену), и потому является более общим, чем понятия, использовавшиеся ранее.

Основные направления повышения эффективности АСУ технологической подготовки производства: приведение в соответствие нужд в проектировании с возможностями систем;- выбор рациональной стратегии внедрения; адаптация системы к конкретным условиям и расширение ее возможностей; модульный подход к компонованию системы; тандемный принцип использования; создание виртуальных предприятий; анализ влияния каждого из факторов, которые определяют эффективность, на уменьшение затрат.

Выводы. Наибольший эффект (повышение производительности труда инженера-технолога, снижение трудоемкости процесса проектирования, повышение качества проектных решений) от применения информационных технологий достигается при комплексном решении технологических задач путем использования АСУ ТПП. Таким образом, АСУ ТПП призвана обеспечить выполнение объема проектно-конструкторских работ в приемлемые сроки, заданного качества с помощью ограниченных ресурсов.

Литература

1. Абдрашитов, Р.Т., Абрамов К.Н. Повышение эффективности автоматизированных систем технологической подготовки производства / Р.Т. Абдрашитов, К.Н. Абрамов // Вестник ОГУ, 2000. – №1. – С.65-70.
2. Гаран, В.И., Балакин, В.Ф. Автоматизация технологического проектирования в металлургии : Учебн. пособ. - Дн-ск: Пороги, 2002. - 290 c.
3. ГОСТ 24.702-85. Эффективность автоматизированных систем управления. Основные положения.[Электронный ресурс]. - Режим доступа: [сылка более недоступна}
4. Щербаков Н.П. Автоматизация технологического проектирования: Учебное пособие / Алт. гос. техн. ун-т им. И.И.Ползунова. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2002. - 434с.
5. Методы оценки экономической эффективности АСУ. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: [сылка более недоступна}