Оперативное планирование на машиностроительном предприятии

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Машиностроительный факультет Кафедра «Экономика и организация машиностроительного производства»

Контрольная работа

«Оперативное планирование на машиностроительном предприятии»

Вариант 11

Проверил: ст. преподаватель Е. Н. Костюкевич Минск 2011

ЗАДАНИЕ № 1

ЗАДАНИЕ № 2

ЗАДАНИЕ № 3

ЗАДАНИЕ № 4

ЗАДАНИЕ № 5

ЗАДАНИЕ № 6

ЗАДАНИЕ № 7 (ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Завершающим этапом системы прогнозов и планов является оперативно-производственное планирование. ОПП обеспечивает конкретизацию и детализацию производственной программы, своевременное ее доведение до исполнителей (цехов, участков, рабочих мест) и достижение слаженной работы всех подразделений предприятия.

Цели ОПП — обеспечение равномерного выпуска продукции в заданных количествах и в намеченные сроки при высоком качестве и наилучшем использовании производственных фондов.

Основные функции ОПП:

— разработка календарно-плановых нормативов (заделов, длительности производственного цикла, размера партии деталей и т. д.);

— объемные расчеты (загрузки оборудования и площадей);

— составление оперативных программ выпускающих, обрабатывающих и заготовительных цехов основного производства;

— оперативный учет и контроль за ходом производства;

— контроль за состоянием незавершенного производства в цехах и межцеховых складах;

— оперативное регулирование хода производства, выявление отклонений и осуществление мер по их устранению;

— контроль за обеспечением цехов дефицитными материалами, инструментом, тарой, конкретными изделиями, транспортом.

Этапы ОПП Первый этап — разработка на основе производственной программы оперативных планов изготовления продукции. Этот этап называется оперативно-календарным планированием.

Второй этап — диспетчирование — состоит в непрерывном оперативно-производственном учете, контроле и регулировании выполнения планов посредством оперативного устранения возникающих в процессе производства отклонений от заданного режима.

Системы ОПП — это определенная совокупность элементов планово-учетной работы, ее форм, методов и приемов.

К элементам системы ОПП относятся:

— порядок взаимоувязки и согласования работы цехов и участков;

— планово-учетная единица;

— величина планового периода;

— состав календарно-плановых заданий.

Задание № 1

Цель: Произвести объемные расчеты потребных и располагаемых ресурсов по каждой группе оборудования производственного участка, определить коэффициенты загрузки, оценить возможную недогрузку и перегрузку станочного парка. По результатам расчетов сделать выводы и внести предложения по расшивке «узких мест».

По результатам расчета необходимо выполнить анализ:

1) будет ли выполнена производственная программа в полном объеме,

2) есть ли «узкие места» на участке,

3) какие мероприятия можно применить для того, чтобы сбалансировать загрузку оборудования.

4) произвести расчет потребного количества оборудования при его нехватке.

Исходные данные

Исходные данные к заданию № 1 по вариантам (выбираются по номеру зачетки, если номер зачетки превышает указанные в задании варианты, то необходимо номера зачеток до номера 60 разделить на 2 или на 3 для больших номеров, отбросив цифры после запятой и для полученного варианта увеличить месячный объем выпуска на полученное число в процентах) № 79, 79/3=26, 26%

Таблица 1 — Данные по оборудованию участка

Таблица 2 — Исходные данные по номенклатуре деталей, техпроцессу обработки и нормам времени (по вариантам).

Решение:

Таблица 3 — Ведомость потребных и располагаемых ресурсов участка

Шаг 1:

Шаг 2:

Шаг 3:

=3379,2−1101=+2278,2станко-часа Шаг

4:

Шаг 5:

) =(1−0,33)*10=+6,74

Шаг 6:

Ксм= kз=0,33*2=0,65

Анализ:

1. Отсутствие дефицита производственных ресурсов по определенному виду оборудования или участку производства показывает, что запланированный объем работ на предстоящий период времени может быть полностью выполнен.

2. «Узкие места» на участке отсутствуют.

3. Для сбалансирования загрузки групп оборудования в случае значительных отклонений (свыше 10%) от нормативного значения (0,85) принимаются следующие оперативные меры:

— улучшение технологии обработки;

— уменьшение сменности работы оборудования;

— выполнение работы на задел по программе последующего месяца.

Задание № 2

Цель: Определить производственную мощность механического участка цеха в условиях серийного производства на плановый год. По результатам расчетов сделать выводы и внести предложения по расшивке «узких мест» или устранения резервов мощности.

Исходные данные

Исходные данные выбираются по номеру зачетки: если номер зачетки превышает указанные в задании варианты, то необходимо номера зачеток до номера 84 разделить на 2, отбросив цифры после запятой и для полученного варианта увеличить количество деталей по изделиям на полученное число в процентах. (79/2=39, 39%)

Исходные данные по вариантам в табл.4 и табл.5.

ОБЩИЕ ДЛЯ ВСЕХ ВАРИАНТОВ: Продолжительность смены 8 часов, количество смен 2, количество праздников и выходных 108, количество предпраздничных дней 3, число сокращенных часов в предпраздничные дни — 1 час.

Таблица 4 Исходные данные по количеству изделий

Таблица 5 Исходные данные по трудоемкости изготовления комплекта по группам оборудования

Решение:

Расчет проведем для токарной группы:

1) Действительный (располагаемый) фонд времени работы одного токарного станка

(1−0,04)=4106*0,96=3942ч

2) Потребный на программу фонд времени с учетом подготовительно-заключительного времени по группе токарного оборудования:

3) Производственная мощность данной группы оборудования (% к плану выпуска)

4)Расчет производственной мощности других групп оборудования выполнен аналогично и этапы расчета занесены в таблицу:

Таблица 7 Пример расчета мощности

Как видно из таблицы, узким местом на участке является группа сверлильных станков. Оно должно быть расширено за счет разработки организационно-технических мероприятий. Иначе мощность участка будет лимитироваться мощностью данной группы оборудования и составит 14,47%.

Производственная мощность (в количестве изделий) по конкретным изделиям исходя из номенклатуры и ассортимента, установленных в плане, и принятой мощности участка, составит:

А=13 900*0,1447=2011 шт.;

Б=9730*0,1447=1407 шт.;

В=1112*0,1447=160 шт.;

Г=12 510*0,1447=1810 шт.;

Д=7784*0,1447=1126 шт.;

Е=11 954*0,1447=1729 шт.

Эту же задачу можно решить вторым способом через определение трудоемкости изготовления одного условного изделия, тогда по группе токарных станков:

По группе сверлильных станков tусл св=1,93 ст-ч;

по группе фрезерных tуслфр=1,5;

по группе шлифовальных tусл шл= 1,57.

Производственная мощность в условных изделиях по группам оборудования

Мток=8*3942/1,44=21 920;

Мсверл= 4*3983/1,93=8246;

Мфрез= 6*3983/1,5=15 957;

Мшлиф=8*4024/1,57=20 555.

Производственная мощность участка равна 8246 условных изделия, что равносильно выпуску количества изделий по номенклатуре:

А=8246*13 900/56990=2011 шт.;

Б=8246*9730/56 990=1407 шт.;

В=8246*1112/56 990=160 шт.;

Г=8246*12 510/56990= 1810 шт.;

Д= 1126 шт.;

Е= 1729 шт.

Анализ:

Производственная программа участка устанавливается по величине мощности ведущей группы оборудования с учетом возможности ликвидации «узких мест».

Ведущей группой оборудования считается та, на которой выполняются основные операции по изготовлению продукции, и затрачивается наибольшая доля основного времени — сверлильная операция. Однако эта группа обладает минимальной программой выпуска, которая может быть увеличена при передаче части работ (трудоемкости) на однотипные станки — токарные.

Таким образом, передав часть работ со 2-й группы станков на 1-ю, принимаем программу по фрезерному станку, т. е. программу участка нужно установить на уровне мощности фрезернойной группы 28%.

Произведем расшивку «узких мест»:

Определяем какую трудоемкость комплекта деталей мы должны передать со сверлильной группы :

tусл.ток = 1,87 мин.

tусл.свер = 1,5 мин.

tусл.фрез = 1,5 мин.

tусл.шлиф = 1,57 мин.

Тогда программа выпуска составит:

А=13 900*0,28=3892 шт.;

Б=9730*0,28=2724 шт.;

В=1112*0,28=311 шт.;

Г=12 510*0,28=3502 шт.;

Д=7784*0,28=2179 шт.;

Е=11 954*0,28=3347 шт.

Производственная мощность в условных изделиях по группам оборудования:

Мток=8*3942/1,87=16 864;

Мсверл= 4*3983/1,5=10 621;

Мфрез= 6*3983/1,5=15 957;

Мшлиф=8*4024/1,57=20 555.

Производственная мощность участка равна 15 957 условных изделия, что равносильно выпуску количества изделий по номенклатуре:

А=15 957*13900/63 997=3892 шт.;

Б=1597*9730/63 997=2724 шт.;

В=311 шт.;

Г=3502 шт.;

Д= 2179 шт.;

Е= 3347 шт.

Расширение выпуска продукции возможно, но не более 28% за счет расшивки «узкого места». Резервов по заделам нет.

Задание № 3

Цель: Построить производственную программу цеха. Распределить номенклатурно-количественное задание и объем работ механического цеха по месяцам планового полугодия.

Исходные данные: Выпуск изделий и нормы трудоемкости изготовления комплектов деталей изделий, обрабатываемых в рассматриваемом цехе, указан в табл. 8.

Выбор вариантов: по номеру зачетки, если номер превышает цифру 73, то номер зачетки делится на 2, отбрасывая цифры после запятой.79/2=39.

Таблица 8 — Исходные данные по выпуску изделий и нормы трудоемкости изготовления комплектов деталей изделий

Дополнительные условия для всех вариантов:

1. По производственным условиям не допускается сочетание в одном месяце выпуска изделий, А и Б.

2. В соответствии с оформленными договорами с заказчиками предусматривается поставка изделий А, Б, В, Г, Д в обоих кварталах полугодия равными количествами.

3. Производство изделий Е осваивается во II квартале полугодия.

Станочный парк цеха 95 единиц. Режим работы цеха двухсменный.

Средний коэффициент выполнения норм выработки kв.н. по цеху в целом, достигнутый в последнем месяце отчетного периода, kв.н.=1,2. Планируемый рост производительности труда на конец полугодия 6%.

Порядок распределения задания по месяцам первого полугодия 2011 г. и предварительные объемные расчеты загрузки оборудования приведены в таблицах 9 и 10.

Таблица 9 — распределение задания по месяцам первого полугодия 2011

Расчет:

Трудоемкость с учетом Кв-н=13,8/1,2=11,5

Объем работ за февраль: 1500*11,5/1000=17,25 тыс.ч.

Таблица 10 — Предварительные объемные расчеты загрузки оборудования по месяцам полугодия 2011 года

Расчет:

Фонд времени с уч.пл.роста= 31,75*1%/100+31,75=32,07

Использ.фонд времени=20*2*8*95/1000=30,4 тыс.ч.

Отклонение=32,07−30,4=1,67

32,07/30,4*100%-100%=4,4%

Отклонения потребного фонда от используемого не более 10%. Следовательно, распределение задания произведено верно.

Производственные мощности будут использоваться рационально.

Задание № 4

Цель: В соответствии с полученным в предыдущей задаче распределением программы выпуска по месяцам полугодия произвести уточненный объемный расчет загрузки оборудования участка корпусных деталей рассматриваемого цеха.

Исходные данные для уточнения объемных расчетов загрузки оборудования участка корпусных деталей механического цеха приведены в табл. 11.

Примечание: для варианта 11 уточненный объемный расчет производится для января, февраля и марта.

Решение:

Порядок проведения уточненных объемных расчетов загрузки оборудования участка корпусных деталей механического цеха на программу января приведен в табл. 12

Таблица 11 — Исходные данные для уточнения объемных расчетов загрузки оборудования участка корпусных деталей механического цеха (формируется с учетом заданных для группы месяцев планового периода и полученных в предыдущих заданиях результатах расчета)

Расчет:

Норма времени по изделию А:

12,5*1500/60=312,5 нормо-ч.

Затраты подготовительно-заключительного времени:

312,5*0,04=12,5 нормо-ч.

Потери от брака и дополнительных работ:

312,5*0,02=6,25 нормо-ч.

Потребный фонд времени на программу с учетом потерь:

312,5+12,5+6,25=331,25 нормо-ч.

Планируемый коэффициент выполнения норм:

331,5*1,2=397,5 нормо-ч.

Возможный фонд времени оборудования:

20*8*2*1=320 ч.

Плановые потери на ремонт:

320*0,06=19,2 ч.

Располагаемый фонд времени оборудования:

320−19,2=30,8 ч.

Коэффициент загрузки оборудования:

300,8/397,5=1,32

Недостаток:

300,8−397,5=-96,7 ч.

1−1*1,32=1 станок.

Коэффициент сменности:

1,32*2=2,64

Таблица 12.1 — Ведомость уточненного объемного расчета загрузки оборудования участка корпусных деталей механического цеха на программу января 2011 г.

Таблица 12.2 — Ведомость уточненного объемного расчета загрузки оборудования участка корпусных деталей механического цеха на программу февраля 2011 г.

Таблица 12.3 — Ведомость уточненного объемного расчета загрузки оборудования участка корпусных деталей механического цеха на программу марта 2011 г.

ТЕМА: Оперативно-календарные нормативы многопредметных поточных линий

Задание № 5

Цель: Рассчитать календарно-плановые нормативы для переменно-поточной линии и построить стандарт-план ее работы.

1. Определить такт поточной линии для каждой детали.

2. Рассчитать необходимое количество станков и коэффициент их загрузки.

3. Найти оптимальный размер партии запуска деталей в производство и построить стандарт-план работы многопредметной поточной линии.

Исходные данные:

На переменно-поточной линии обрабатывается две детали (табл.13).

Режим работы двухсменный.

Продолжительность смены — 8 ч.

В месяце 22 раб. дня.

Таблица 13 — Исходные данные по вариантам

Решение:

1. Многопредметная поточная линия при обработке партии деталей одного наименования работает как однопредметная линия с определенным (частным) тактом.

При определении частного такта для каждого из закрепленных наименований деталей необходимо действительный фонд времени поточной линии в планируемом периоде (Фд) распределить на частные периоды (Фдi) пропорционально трудоемкости заданной программы по детали каждого наименования по формуле:

Фдi= =8*22*2/2= 176 ч,

где Ni — программа выпуска деталей i-го наименования в планируемом периоде, шт.;

tшi — штучное время (с учетом коэффициента выполнения норм) по каждой операции, детали i-го наименования, мин;

m — количество операций при обработке деталей i-го наименования (i=1,2, …, m);

k — количество наименований деталей, обрабатываемых на многопредметной поточной линии (j=1,2, …, k).

Такт работы линии по детали каждого наименования (ri) определяется как отношение соответствующего календарного фонда времени (ФДi) к программе выпуска (Ni) соответствующей детали:

ri=, мин. r1,2= ,

2. Расчетное число станков (Ср) по каждой операции и для каждой детали определяется по формуле:

СРi=, шт., СР1=

где tшi — штучное время (с учетом коэффициента выполнения норм), мин.;

Принимается количество станков на операции (Спр) путем округления дробных величин (Ср) до целого числа в сторону увеличения. При расчетах допускается перезагрузка станка до 10%.

СПр1=1 шт.

Количество станков по данной операции линии определяется максимальным числом принятых станков по отдельным деталям. Например, если на первой операции принятое количество станков по детали, А составляет 2 станка, а по детали Б — 3 станка, то на данной операции в линии должно быть установлено 3 станка (Спр.лин=3 станка). Спр. лин1=2 шт.

Коэффициент загрузки оборудования (Ко) при обработке каждой детали определяется как отношение расчетного числа станков (Ср) к принятому (Спр):

для операции

Ко=; Ко=.

для линии

Кл= Кл= .

Средний коэффициент загрузки оборудования при обработке всех закрепленных за линией деталей рассчитываем по формулам:

для операции

Кср.оп.=; Кср.оп.= ;

для линии

Кср.лин.=, Кср.лин.=

или

Кср.лин.= ,

где Спр.лин. — количество оборудования, установленного в линии, ед. (Спр.лин.=).

Результаты расчетов занесем в табл. 14

Таблица 14 — Средний коэффициент загрузки оборудования

3. Оптимальный размер партии деталей nр определяется по наиболее загруженной (ведущей) группе оборудования или операции (рассчитывается по операции для которой tп-з/tшт — максимальное):

nр=, nр= ,

где tпз — норма подготовительно-заключительного времени, мин.;

б — коэффициент допустимых потерь времени на переналадку оборудования.

Коэффициент допустимых потерь времени на переналадку оборудования (б) устанавливается в зависимости от числа операций, закрепленных за одним рабочим местом и себестоимости детали. Чем больше операций закреплено за рабочим местом и чем выше себестоимость деталей, тем больше принимается коэффициент допустимых потерь времени на переналадку (б). Пределы измерения — от 0,02 до 0,12 (при выполнении контрольной работы); коэффициент выбирается студентами в указанных пределах произвольно.

Норма подготовительно-заключительного времени зависит от типа оборудования, сложности обрабатываемых деталей и уровня организации производственных процессов (при выполнении контрольной работы tпз принимается в пределах 60−120мин произвольно).

Расчетный размер партии деталей nр корректируется до величины, кратной месячной программе. Таким образом, месячная программа выпуска деталей, А — 1000 шт., а nр получился равным 980 шт. В этом случае размер партии (nр) принимается равным 1000 шт. (nр=1000 шт.) и запуск осуществляется 1 раз в месяц, аналогично месячная программа выпуска изделия Б — 1000 шт., nр получился равным 735 шт., размер партии также принимается равным 1000 шт.

Периодом запуска-выпуска или ритмом ® партии деталей называют количество рабочих или календарных дней, через которое партия деталей (nр) запускается или выпускается готовой:

R= ,

где N — месячная программа выпуска, шт.;

Т — количество рабочих или календарных дней в планируемом периоде (месяце), дн.

Время загрузки линии партии деталей одного наименования

Ti=ri* nр/Тсм*S ,

где Тсм — продолжительность смены, мин;

S — количество рабочих смен в сутках.

Ti=10,56* 1000/480*2= 11 ,

На основании выполнения расчетов строится стандарт-план работы многопредметной поточной линии (табл. 15).

Таблица 15 — Стандарт-план работы многопредметной поточной линии

ТЕМА: Построение календарного графика технической подготовки производства в условиях единичного производства

Задание № 6

Цель: 1. Определить трудоемкость и календарную продолжительность отдельных этапов технической подготовки производства автоматической линии.

2. Построить календарный график технической подготовки линии, определить общий цикл изготовления линии.

Исходные данные

Таблица 16 — Исходные данные по отдельным вариантам даны в табл. 16

Дополнительные исходные и нормативные данные по всем вариантам:

1. Распределение специальной оснастки по группам конструкторской подготовки, % :

2. Цикл проектирования моделей составляет 30 дней; цикл изготовления моделей — 40 дней; цикл изготовления оснастки — 50 дней; цикл изготовления станков в металле, сборки, испытания и отладки линии — 4 месяца.

3. Укрупненные нормативы на конструирование объекта:

а) трудоемкость разработки технического задания на автоматическую линию составляет 432 нормо-часа;

б) средняя трудоемкость разработки технического проекта одного агрегатного станка составляет 324 нормо-часа;

в) средняя трудоемкость разработки рабочего проекта одного агрегатного станка составляет 972 нормо-часа.

4. Нормативы трудоемкости в нормо-часах:

5. Число исполнителей по этапам технической подготовки производства:

6. Месячный фонд рабочего времени одного исполнителя — 172 часа.

7. Коэффициент выполнения норм — 1,2.

Методические указания

1. Трудоемкость (объем) работ (Тр) по каждому этапу технической подготовки следует рассчитывать на основе нормативов, приведенных в условии задачи

2. Календарная продолжительность (Тк) каждого этапа технической подготовки производства определяется по формуле:

Тк=, мес.

где Ф — месячный фонд рабочего времени исполнителя, ч (172);

Ч — количество исполнителей по этапам технической подготовки производства;

Квн — коэффициент выполнения норм.

Время на проверку, согласование и утверждение технической документации учтено в нормах времени на разработку.

3. В план-график должны быть включены следующие этапы технической подготовки производства:

а) разработка технического задания;

б) разработка технического проекта;

в) разработка технических чертежей (рабочий проект);

г) разработка технических процессов;

д) проектирование технологической оснастки;

е) изготовление технологической оснастки;

ж) проектирование изделий для изготовления литья;

з) изготовление моделей;

и) изготовление станков, испытание и отладка линии.

Построить 2 варианта плана-графика (табл. 17)

Первый вариант строится из директивного срока выпуска линии, расчетной длительности этапов подготовки производства и максимального использования возможностей параллельного выполнения работ на разных этапах.

Во втором варианте необходимо предусмотреть в плановом периоде ряд мероприятий по совершенствованию подготовки производства и сокращению длительности ее цикла.

Расчет:

Т1=

Т4=

Таблица 17 — Календарный график технической подготовки производства автоматической линии

Основные пути сокращения производственного цикла — снижение затрат труда на основные технологические операции, сокращение затрат времени на транспортные, складские и контрольные операции, совершенствование организации производства.

1. Снижение трудоемкости основных технологических операций возможно за счет совершенствования конструкции и технологии, в частности повышения уровня технологичности машины и степени унификации. Изменения в конструкции деталей машины для получения более простых с технологической точки зрения поверхностей, повышение уровня унификации конструкций, выбор рациональной заготовки — все это может заметно сократить трудоемкость технологических операций.

2. Наиболее эффективный путь совершенствования процессов транспортировки, складирования и контроля — это их совмещение по времени с процессам обработки и сборки, как это делается, например, в роторных автоматических линиях.

3. Современные методы контроля и диагностики с применением лазерных и радиационных установок высокочувствительных контактных датчиков, позволяющие вести непрерывный контроль за ходом технологического процесса и качеством выпускаемой продукции.

4. Одним из существенных организационных путей сокращения длительности производственного цикла является повышение степени параллельности выполняемых работ.

Применительно к одной детали этот подход может осуществляться за счет многоинструментальной обработки, концентрации операций. Повышение уровня концентрации операций приводит к созданию малооперационной технологии на базе специального или агрегатного оборудования. Одновременное выполнение нескольких операций позволяет сократить цикл не только за счет параллельности, но и уменьшив затраты времени на транспортировку (обработка производится с одной установки детали). При организации обработки партии одинаковых деталей, как отмечалось, эффективна замена последовательного вида движения деталей по операциям на параллельно-последовательный и параллельный. Параллельно-последовательный вид обладает преимуществом по сравнению с параллельным из-за более полной загрузки оборудования (станки работают без перерывов).

5. Увеличение размера партий обработки n особенно целесообразно при параллельном движении предметов труда, так как при этом цикл увеличивается с меньшей интенсивностью, чем размер партии.

Таким образом, мероприятия по сокращению производственного цикла многообразны. В первую очередь к ним относятся:

— совершенствование конструкций изготовляемой продукции с точки зрения повышения ее технологичности и степени унификации;

— совершенствование технологии, внедрение' прогрессивных технологических процессов, приводящих к снижению трудоемкости обработки и синхронизации операций: комплексная механизация, автоматизация, концентрация операций и др.;

— внедрение более совершенной системы планирования и организации производства, опирающейся на уплотненное протекание производственного цикла, ликвидацию потерь рабочего времени и простоев оборудования; полное отсутствие перерывов партионности и межоперационного ожидания имеет место только в случае синхронизированных процессов и при поштучной передаче изделий по операциям, что достигается на непрерывно-поточных линиях;

— рациональная планировка рабочих мест в соответствии с последовательностью технологических операций и совершенствование организации цеховой и межцеховой транспортировки, а также других межоперационных процессов;

— улучшение обслуживания рабочих мест, организации наладочных работ и выполнение их по возможности в нерабочее время;

— повышение степени параллельности работ и процессов;

— замена естественных процессов соответствующими технологическими операциями, например, индукционной сушкой, искусственным старением отливок, деталей в термических печах;

— уплотнение режима работы цехов и предприятия, т. е. переход на трехсменную работу; организация сквозных бригад исключающих межсменные перерывы.

В результате сокращения производственного цикла увеличивается выпуск продукции, повышается эффективность использования оборудования и производственных площадей, уменьшается размер незавершенного производства, следовательно, норматив оборотных средств, что увеличивает фондоотдачу и улучшает другие экономические показатели, в частности растет производительность труда, снижается себестоимость продукции и повышается рентабельность производства.

Уменьшим трудоемкость на 40%.

Таблица 17.1 — Календарный график технической подготовки производства автоматической линии

Задание № 7 (ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ)

11. Опишите существующий на Вашем заводе порядок разработки графиков подготовки производства и прогрессивность применяемых нормативов. Покажите на примере одного изделия методику построения графика и определения цикла подготовки производства.

САПР — система автоматизации проектных работ. Такая расшифровка аббревиатуры используется наряду с вынесенной в заголовочную часть статьи, однако является менее употребительной дуплетной формой. В современной технической, учебной литературе и государственных стандартах используется трактовка САПР, как системы автоматизированного проектирования.

САПР — программное средство для автоматизации проектирования. В настоящее время, общеупотребительным является понимание САПР как, прикладного программного средства для осуществления проектной деятельности. Следует отметить, что в отечественной литературе и государственных стандартах САПР определяется как более ёмкое понятие охватывающее широкий круг вопросов, включающий не только программные средства.

Для перевода САПР на английский язык используется термин CAD (англ. computer-aided design), подразумевающий использование компьютерных технологий в проектировании. В ГОСТ 15 971–90 термин «Computer-aided design» приводится как стандартизированный англоязычный эквивалент термина «автоматизированное проектирование». Понятие CAD может обозначать как программные и аппаратные средства, так и аппаратно-программные комплексы автоматизации проектирования. Понятие CAD не является полным эквивалентом САПР, как организационно-технической системы. Термин САПР на английский язык может также переводится как CAD system, automated design system, CAE system.

Цели создания и задачи САПР Основная цель создания САПР — повышение эффективности труда инженеров, включая:

· сокращения трудоёмкости проектирования и планирования;

· сокращения сроков проектирования;

· сокращения себестоимости проектирования и изготовления, уменьшение затрат на эксплуатацию;

· повышения качества и технико-экономического уровня результатов проектирования;

· сокращения затрат на натурное моделирование и испытания.

Достижение целей создания САПР обеспечивается путем:

· автоматизации оформления документации;

· информационной поддержки и автоматизации принятия решений;

· использования технологий параллельного проектирования;

· унификации проектных решений и процессов проектирования;

· повторного использования проектных решений, данных и наработок;

· стратегического проектирования;

· замены натурных испытаний и макетирования математическим моделированием;

· повышения качества управления проектированием;

· применения методов вариантного проектирования и оптимизации.

Рисунок 1 — 3D-модель болта и чертёж, сгенерированный на её основе Подсистемы САПР В соответствии с ГОСТ 23 501.101−87[2] составными структурными частями САПР являются подсистемы, обладающие всеми свойствами систем и создаваемые как самостоятельные системы. Каждая подсистема — это выделенная по некоторым признакам часть САПР, обеспечивающая выполнение некоторых функционально-законченных последовательностей проектных задач с получением соответствующих проектных решений и проектных документов. По назначению подсистемы САПР разделяют на два вида: проектирующие и обслуживающие.

· Проектирующие подсистемы — объектно-ориентированные подсистемы реализующие определенный этап проектирования или группу связанных проектных задач, в зависимости от отношения к объекту проектирования делятся на объектные и инвариантные.

Объектные — выполняющие проектные процедуры и операции, непосредственно связанные с конкретным типом объектов проектирования.

Инвариантные — выполняющие унифицированные проектные процедуры и операции, имеющие смысл для многих типов объектов проектирования.

· Обслуживающие подсистемы — объектно-независимые подсистемы реализующие функции общие для подсистем или САПР в целом, обеспечивают функционирование проектирующих подсистем, оформление, передачу и вывод данных, сопровождение программного обеспечения и т. п., их совокупность называют системной средой (или оболочкой) САПР.

Примерами проектирующих подсистем могут служить подсистемы геометрического трехмерного моделирования механических объектов, схемотехнического анализа, трассировки соединений в печатных платах. Типичными обслуживающими подсистемами являются подсистемы управления проектными данными, обучающие подсистемы для освоения пользователями технологий, реализованных в САПР, подсистемы графического ввода-вывода, СУБД.

Компоненты и обеспечение САПР Каждая подсистема, в свою очередь состоит из компонентов, обеспечивающих функционирование подсистемы. Компонент выполняет определенную функцию в подсистеме и представляет собой наименьший (неделимый) самостоятельно разрабатываемый или покупной элемент САПР (программа, файл модели транзистора, графический дисплей, инструкция и т. п.). Совокупность однотипных компонентов образует средство обеспечения САПР. Выделяют следующие виды обеспечения САПР:

1. Техническое обеспечение (ТО) — совокупность связанных и взаимодействующих технических средств, обеспечивающих работу САПР, включающая различные аппаратные средства (ЭВМ, периферийные устройства, сетевое оборудование, линии связи, измерительные средства).

2. Математическое обеспечение (МО), объединяющее математические методы, модели и алгоритмы используемые для решения задач автоматизированного проектирования. МО по назначению и способам реализации делят на две части:

o математические методы и построенные на их основе математические модели объектов проектирования или их части;

o формализованное описание технологии автоматизированного проектирования.

3. Программное обеспечение (ПО), представляемое компьютерными программами необходимыми для осуществления процесса проектирования. ПО САПР подразделяется на общесистемное и прикладное:

o общесистемное ПО предназначено для управления компонентами технического обеспечения и обеспечения функционирования прикладных программ. Примером компонента общесистемного ПО является операционная система.

o прикладное ПО реализует математическое обеспечение для непосредственного выполнения проектных процедур, включает программы пакеты прикладных программ, предназначенные для обслуживания определенных этапов проектирования или групп однотипных задач внутри различных этапов (модуль проектирования трубопроводов, пакет схемотехнического моделирования, геометрический решатель САПР).

4. Информационное обеспечение (ИО) — совокупность сведений, необходимых для выполнения проектирования, состоит из описания стандартных проектных процедур, типовых проектных решений, комплектующих изделий и их моделей, правил и норм проектирования. Основная часть ИО САПР — базы данных и системы управления базами данных.

5. Лингвистическое обеспечение (ЛО) — совокупность языков, используемых в САПР для представления информации о проектируемых объектах, процессе и средствах проектирования, а также для осуществления диалога проектировщик-ЭВМ и обмена данными между техническими средствами САПР, включает термины, определения, правила формализации естественного языка, методы сжатия и развертывания. В ЛО выделяют класс различного типа языков проектирования и моделирования (VHDL, VERILOG, UML, GPSS).

6. Методическое обеспечение (МетО) — описание технологии функционирования САПР, методов выбора и применения пользователями технологических приемов для получения конкретных результатов, включающее в себя теорию процессов, происходящих в проектируемых объектах, методы анализа, синтеза систем и их составных частей, различные методики проектирования, иногда к МетО относят также МО и ЛО.

7. Организационное обеспечение (ОО) — совокупность документов, определяющих состав проектной организации, связь между подразделениями, организационную структуру объекта и системы автоматизации, деятельность в условиях функционирования системы, форму представления результатов проектирования. В ОО входят штатные расписания, должностные инструкции, правила эксплуатации, приказы, положения и т. п.

В САПР как проектируемой системе, выделяют также эргономическое и правовое обеспечения.

· Эргономическое обеспечение объединяет взаимосвязанные требования, направленные на согласование психологических, психофизиологических, антропометрических характеристик и возможностей человека с техническими характеристиками средств автоматизации и параметрами рабочей среды на рабочем месте.

· Правовое обеспечение состоит из правовых норм, регламентирующих правоотношения при функционировании САПР, и юридический статус результатов ее функционирования.

Классификация САПР В области классификации САПР используется ряд устоявшихся англоязычных терминов, применяемых для классификации программных приложений и средств автоматизации САПР по отраслевому и целевому назначению.

Классификация САПР по отраслевому назначению В зависимости от отраслевого назначения выделяют:

· MCAD (англ. mechanical computer-aided design) — автоматизированное проектирование механических устройств, машиностроительные САПР, применяются в автомобилестроение, судостроении, авиакосмической промышленности, производстве товаров народного потребления, включают в себя разработку деталей и сборок (механизмов) с использованием параметрического проектирования на основе конструктивных элементов, технологий поверхностного и объемного моделирования (SolidWorks, Autodesk Inventor, CATIA);

· EDA (англ. electronic design automation) или ECAD (англ. electronic computer-aided design) — САПР электронных устройств, радиоэлектронных средств, ИС, печатных плат и т. п., (Altium Designer, OrCAD);

· AEC CAD (англ. architecture, engineering and construction computer-aided design) или CAAD (англ. computer-aided architectural design) — САПР в области архитектуры и строительства, используются для проектирования зданий, промышленных объектов, дорог, мостов и проч. (Autodesk Architectural Desktop, Piranesi, ArchiCAD).

Классификация САПР по целевому назначению По целевому назначению различают САПР или подсистемы САПР, которые обеспечивают различные аспекты проектирования.

· CAD (англ. computer-aided design/drafting) — средства автоматизированного проектирования, в контексте указанной классификации термин обозначает средства САПР предназначенные для автоматизации двумерного и/или трехмерного геометрического проектирования, создания конструкторской и/или технологической документации, САПР общего назначения. Для обозначения данного класса средств САПР используется также термин CADD (англ. computer-aided design and drafting) — автоматизированное проектирование и создание чертежей. Системы геометрического моделирования обозначают как CAGD (англ. computer-aided geometric design).

· CAE (англ. computer-aided engineering) — средства автоматизации инженерных расчётов, анализа и симуляции физических процессов, осуществляют динамическое моделирование, проверку и оптимизацию изделий. Подкласс средств CAE, используемых для компьютерного анализа, обозначается термином CAA (англ. computer-aided analysis).

· CAM (англ. computer-aided manufacturing) — средства технологической подготовки производства изделий, обеспечивают автоматизацию программирования и управления оборудования с ЧПУ или ГАПС (Гибких автоматизированных производственных систем)). Русским аналогом термина является АСТПП — автоматизированная система технологической подготовки производства.

· CAPP (англ. computer-aided process planning) — средства автоматизации планирования технологических процессов применяемые на стыке систем CAD и CAM.

Многие системы автоматизированного проектирования совмещают в себе решение задач относящихся к различным аспектам проектирования CAD/CAM, CAD/CAE, CAD/CAE/CAM. Такие системы называют комплексными или интегрированными.

С помощью CAD-средств создаётся геометрическая модель изделия, которая используется в качестве входных данных в системах CAM, и на основе которой, в системах CAE формируется требуемая для инженерного анализа модель исследуемого процесса.

Периодические издания посвященные САПР

· CADmaster — бесплатный журнал, посвященный проблематике систем автоматизированного проектирования. Издается с 2000 года. Все статьи доступны в интернет-версии издания. Проверено 4 ноября 2010.