Технологічна підготовка літакобудівного виробництва в умовах дискретно-нестабільних програм випуску виробів

Першим завданням творчого колективу стала розробка, на підставі отриманих креслень і теоретичних контурів, аналітичних еталонів усіх деталей і вузлів мотогондоли. Колектив успішно створив аналітичний еталон мотогондоли, що включає шість складань з 636 деталей і вузлів. Обсяг таких аналітичних еталонів у системі “Евклід” склав 462 Мгб.

При виконанні першого завдання мали місце такі труднощі та невирішені питання:

1. Відсутність стандартної термінології і, як наслідок, невдалі, а іноді просто безграмотні терміни, наприклад: “поверхневе моделювання” замість “моделювання поверхонь”; “пач” замість “клаптик”. Невдалість вітчизняних термінів САПР, АСК і т.д. призвела до того, що в наукових статтях з'явився термін, який записується латинський шрифтом: CAD/CAM/CAE. Якщо врахувати, що абревіатура СА (Computer Aided) - це комп'ютерна допомога, то ці назви означають системи комп'ютерної допомоги проектуванню, виготовленню, інженерним розрахункам. З них і утворено термін “комп'ютерний помічник інженера” (проектувальника, технолога, розраховувача).

2. Відсутність стандартів типу ЕСКД і ЕСТПП для конструкторсько-технологічної документації в комп'ютерному вигляді. Якщо врахувати, що згідно з працею [25] виробництво - це узгоджені дії людей, то відсутність досвіду такого узгодження і, як наслідок, таких стандартів особливо дає себе взнаки на виробництвах з великою кількістю робочих місць, а саме до таких виробництв і належить літакобудування.

Друге завдання містило вимогу розробки і проектування технологічного оснащення для вироблення мотогондоли. При виконанні цього завдання було спроектовано і виготовлено 904 шаблони і 84 одиниці оснащення (матриці, формблоки, форми виклеювання, майстер-моделі). Саме на виконання цього завдання і було націлено тимчасовий творчий колектив.

Третє завдання - розробка і налагодження керуючих програм. Для деталей, що виготовляються за технологією первинного формоутворення, були розроблені керуючі програми для верстатів із програмним керуванням. Для виконання цього завдання програмні модулі системи “Евклід” надали широкий спектр можливостей від двох- до п'ятикоординатної обробки з урахуванням характеристик конкретного верстата й інструмента.

Весь комплекс робіт - від створення аналітичних еталонів мотогондоли і її деталей до складання всієї мотогондоли - підтвердив ефективність комп'ютерних помічників інженера системи “Евклід”. За короткий час було здійснено підготовку вироблення мотогондоли і складання першого агрегату. Створення аналітичних еталонів мотогондоли, її деталей і вузлів дозволило обійтися без традиційних при плазово-еталонно-шаблонному методі вироблення розплазовок, плазових ув'язок і еталонів поверхні. Істотно скоротилися терміни виготовлення пристроїв і підвищилися точність виготовлення і якість. Основний результат цього розділу показано на рис. 8.

Рис. 8. Результат упровадження розробок дисертанта (мотогондола літака Ан-74ТК-300 під крилом)

ВИСНОВКИ

На підставі проведених у дисертації досліджень отримано такі результати:

1. Вперше в галузі технологічної підготовки виробництва на основі системного підходу розроблено методи і основи технологічної підготовки серійного авіаційного виробництва в умовах дискретно-нестабільних програм випуску і доказано, що для підвищення ефективності технологічної підготовки серійного виробництва в розглядуваних умовах необхідна заміна плазово-шаблонного методу перенесення форм і розмірів методом, який використовує обладнання з ЧПК та аналітичні еталони.

2. Дано строгі визначення понять складуваності та взаємозамінності, які відрізняються від наявних тим, що складуваність розглядається як основне, базове поняття, а взаємозамінність - як таке, що випливає із складуваності, та введено нові - такі, як “аналітичний еталон”, тріада технологічності “конструкція - технологія - обсяг випуску”, тріада рівня якості “персонал - техпроцес - обладнання”, що дозволяє більш точно подати питання технологічної підготовки виробництва.

3. Вперше отримано критерії застосовності залежного та незалежного утворювання розмірів ланки складального ланцюга.

4. Застосування нового підходу до організації технологічної підготовки, основаної на комп'ютерному поданні геометрії - аналітичних еталонах, - потребує нового погляду на роль креслення. Креслення - основний документ людиноорієнтовного виробництва - служить для організації зв'язків між виробниками, причому інформація про форму передається за допомогою мови нарисної геометрії та множини угод у вигляді додаткових позначок і написів, а інформація про фізико-механічні властивості - за допомогою тексту.

5. Використання поняття тріади технологічності “конструкція - технологія - обсяг випуску” в поєднанні з підходом до технологічної підготовки виробництва, у якому технологія випуску літака розглядається в аспекті створення дерева (ланцюжка) із відомих технологічних процесів, а також технологічного забезпечення, освоєння та дотримання функціювання цієї технології протягом усього її життєвого циклу, дозволяє одержати більш точні оцінки технологічності виробу в конкретному виробництві.

6. В умовах ринку одиничних покупців, які потребують швидкої модифікації літака й тим самим зумовлюють дискретно-нестабільні програми випуску літаків, особливо важливого значення в технологічній підготовці виробництва набувають проектування оснащеня для модифікації літака і розробка процедур підтримання його життєвого циклу, оскільки літаки транспортної авіації використовуються протягом десятків років, і, природно, за цей термін змінюється уявлення про якість, яку повинна мати сучасна машина.

7. Стратегічна мета авіації - перевага в повітрі - може бути досягнена шляхом мінімізації витрат на технологічне забезпечення складуваності та взаємозамінності деталей, вузлів і агрегатів, на оперативну модернізацію та модифікацію виготовленої підприємством продукції.

8. Необхідні технічні умови для забезпечення стабільності якості продукції, що випускається, знаходяться в компетенції не служб якості, як це може здатися на перший погляд, а технологічних служб, і без правильної організації технологічної підготовки виробництва неможливо забезпечити їхнє виконання.

9. Проведені роботи з технологічної підготовки вироблення мотогондоли, у яких роль креслення звелася в основному до ролі текстового документа, а всі геометричні розміри для виготовлення деталей і вузлів передавалися аналітичними еталонами, показали, що час проектування всього оснащення для виготовлення мотогондоли порівнюється з часом одержання аналітичних еталонів деталей і вузлів самої мотогондоли.

10. Поки що рано підводити підсумки нового підходу до технологічної підготовки оснащення першої черги, але вже можна зробити висновок про значне скорочення загального циклу підготовки виробництва при застосуванні методу “аналітичний еталон - обладнання з ЧПК ”. Це скорочення зумовлене застосуванням паралельної схеми розробки, при якій підготовка документів для технологічної підготовки виробництва ведеться на базі єдиного аналітичного еталона.

11. Вперше в літакобудуванні України технологічна підготовка мотогондоли літака Ан-74ТК-300 була здійснена на основі анетів та обладнання з ЧПК без створення традиційних плазів. Весь комплекс робіт - від створення аналітичних еталонів мотогондоли і її деталей до складання всієї мотогондоли - підтвердив ефективність пропонованого підходу.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗДОБУВАЧА ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Гребеников А.Г., Мялица А.К., Рябченко В.М., Трофимов К.Б. , Фролов В. Я. Качество и сертификация промышленной продукции. - Х.: ГАКУ “ХАИ”, 1998. - 396 с.

2. Бычков И.В., Мялица А.К., Третьяков А.С. Прямая и обратная задачи формообразования // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. - Х.: НАКУ “ХАИ”. - 2002. - Вып. 14. - С. 9-14.

3. Мялица А.К., Третьяков А.С. Анализ недостатков существующей системы изготовления технологической оснастки и пути их преодоления // Авиационно-космическая техника и технология. - Х.: НАКУ “ХАИ”. - 2000. - Вып. 17. - С. 169 - 179.

4. Мялица А.К. Взаимозаменяемость и собираемость в технологической подготовке производства // Авиационно-космическая техника и технология. - Х.: НАКУ “ХАИ”. - 2001. - Вып. 25. - С. 45 - 49.

5. Мялица А.К., Иванов С.М. Влияние технологической подготовки производства на качество выпускаемой продукции // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. - Х.: НАКУ “ХАИ”. - 2001. - Вып. 7. - С. 38 - 43.

6. Мялица А.К. Дискретно-нестабильные программы выпуска самолетов как средство выпуска конкурентоспособной продукции // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. - Х.: НАКУ “ХАИ”. - 2003. - Вып. 20. - С. 5 - 9.

7. Мялица А.К., Борцов А.С. Исследование документооборота в технологической подготовке самолетостроительного производства // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. - Х.: НАКУ “ХАИ”. - 2000. - Вып. 6. - С. 80 - 86.

8. Мялица А.К. Компьютеризация современного самолетостроительного производства // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. - Х.: ГАКУ “ХАИ”. - 1999. - Вып. 3. - С. 3 - 11.

9. Мялица А.К., Гребеников А.Г., Заозерский А.В., Узун Д.Д., Емельянцев С.Н. Концепция создания корпоративной информационно_вычислительной сети предприятий авиационно-промышленного комплекса // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. - Х.: ГАКУ “ХАИ”. - 1998. - Вып. 2. - С. 13 - 29.

10. Мялица А.К., Комбаров В.В. Моделирование конструкции и технологическая увязка самолета в компьютерных системах проектирования // Математичне моделювання - Дніпродзержинськ: ДДТУ. - 1998. - № 3. -

11. С. 108 - 112.

12. Мялица А.К. Обеспечение взаимозаменяемости сборочных работ в самолетостроении // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов. - Х.: ГАКУ “ХАИ”. - 1999. - Вып. 14. - С. 6 - 17.

13. Мялица А.К., Третьяков С.А., Калинин В.Ю. Опыт применения в технологической подготовке производства на ХГАПП новых информационных технологий на примере изготовления мотогондолы самолета Ан-74ТК-300 // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов. - Х.: НАКУ “ХАИ”. - 2000. - Вып. 20. - С. 125 - 135.

14. Мялица А.К. Основные принципы организации дублирования производства самолетов на нескольких заводах // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов. - Х.: ГАКУ “ХАИ”. - 1999. - Вып. 16. - С. 15 - 24.

15. Мялица А.К. Основные принципы технологической подготовки машиноориентированного производства авиационной техники // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. - Х.: ГАКУ “ХАИ”. - 1999. - Вып. 2. - С. 3 - 9.

16. Мялица А.К. Подготовка самолетостроительного производства компьютерным макетированием // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. - Х.: ГАКУ “ХАИ”. - 1998. - Вып. 1. - С. 28 - 30.

17. Мялица А.К. Проблемы первичного формообразования в технологии самолетостроения // Авиационно-космическая техника и технология. - Х.: ГАКУ “ХАИ”. - 1999. - Вып. 13. - С. 3 - 15.

18. Мялица А.К. Сравнение информационных свойств чертежа и аналитического эталона // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. - Х.: ГАКУ ХАИ. - 1999. - Вып. 4. - С. 37 - 43.

19. Мялица А.К., Петренко П.П. Сравнение технологичности изготовления оснастки носка мотогондолы при плазово-шаблонном методе и с использованием аналитических эталонов // Авиационно-космическая техника и технология. - Х.: НАКУ “ХАИ”. - 2001. - Вып. 24. - С. 17 - 21.

20. Мялица А.К., Третьяков С.А. Сравнительный анализ погрешностей переноса формы и размеров деталей по технологическому циклу // Авиационно-космическая техника и технология. - Х.: НАКУ “ХАИ”. - 1999. - Вып. 11. - С. 285 - 290.

21. Мялица А.К., Третьяков С.А. Технологическая подготовка производства авиационных деталей из композитных материалов // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов. - Х.: ГАКУ “ХАИ”. - 1999. - Вып. 18. - С. 30 - 38.

22. Мялица А.К. Технологический комплект как основа системы технологического планирования самолетостроения // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов. - Х.: ГАКУ “ХАИ”. - 1999. - Вып. 17 - С. 32 - 41.

23. Мялица А.К. Технологическое планирование серийного самолетостроительного производства с учетом технологической наследственности // Технологические системы. - 2002. - № 3(14). - С. 55 - 60.

24. Мялица А.К., Петренко П. П. Технологичность конструкций для серийного авиационного производства // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. - Х.: НАКУ “ХАИ”. - 2001. - Вып. 9. - С. 156 - 161.

25. Мялица А.К., Борцов А.С. Технология обработки данных на авиационном производстве // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. - Х.: ГАКУ “ХАИ”. - 1999. - Вып. 5. - С. 72-80.

26. Мялица А.К. Технология поддержки жизненного цикла самолета - новый шаг авиастроения на рынке // Технологические системы. - 2000. - № 3(5). - С. 35 - 42.

27. Мялица А.К., Науменко П.О. Технология проведения измерений при проверке сложнофасонной оснастки // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. - Х.: НАКУ “ХАИ”. - 2002. - Вып. 13. - С. 33 - 37.

28. Мялица А.К. Условия применимости принципов зависимого и независимого образования размеров сопрягаемых деталей // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. - Х.: НАКУ “ХАИ”. - 2001. - Вып. 10. - С. 55 - 59.

29. Мялица А.К. Формообразование при сборочных работах в самолетостроении // Технологические системы. - 1999. - № 1. - С. 29 - 31.

30. Мялица А.К., Третьяков С.А. Шаблонное хозяйство авиационного предприятия // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов. - Х.: ГАКУ “ХАИ”. - 1999. - Вып. 15. - С. 31 - 36.

31. Мялица А.К. Технологическая подготовка машиноориентированного самолетостроительного производства // Тези доповідей наук.-техн. конф. “Комп'ютерне моделювання”. - Дніпродзержинськ: ДДТУ. - 1999. - С. 75-76.

АНОТАЦІЯ

М'ялиця А.К. Технологічна підготовка літакобудівного виробництва в умовах дискретно-нестабільних програм випуску виробів. Дисертацією є рукопис, поданий на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.07.04 - технологія виробництва літальних апаратів. - Український НДІ авіаційної технології “УкрНДІАТ”, Київ, 2003.

Технологічна підготовка виробництва розглядається в дисертації як створення деякого дерева (ланцюжка) із відомих технологічних процесів, яке називається технологією випуску літака, з наступним технологічним забезпеченням, освоєнням та підтриманням функціонування протягом життєвого циклу цієї технології випуску літака. Введено нове поняття технологічності як тріади “конструкція - технологія - обсяг випуску”. Дано строгі визначення понять складуваності та взаємозамінності. Отримано критерії застосовності залежного та незалежного утворювання розмірів замикальної ланки складального ланцюга. Показано, що рівень виробництва залежить від рівня тріади “персонал - технології - обладнання”.

Ключові слова: технологічна підготовка виробництва, технологічність конструкції, інженерні комп'ютерні засоби, залежне утворення розмірів, незалежне утворення розмірів.

ANNOTATION

Mialitsa A.K. Technological preproduction of aviation manufacturing in conditions of discrete-unstable output programs. The dissertation is a manuscript submitted to competition for the Doctor of Engineering science degree on specialty 05.07.04 - technology of flying apparatus manufacture. Ukrainian institute of aviation technology, Kyiv, 2003.

Technological preproduction is considered in the dissertation as a tree diagram of familiar engineering procedures called aircraft manufacturing procedure, which is followed by mastering, technology supplying and operation maintenance during this aircraft manufacturing procedure life. The new concept of manufacturability as triad “design-technology-throughput” has been introduced. The strict determinations of assemble ability and interchangeability concept have been given. Criteria of dependent and independent forming of size of the end section of an assemble line have been found. Here is shown that the level of production is depend on the level of triad “design-technology-throughput”.

Key words: technological preproduction, technological design, engineering computer aids, dependent forming of size, independent forming of size.

АННОТАЦИЯ

Мялица А.К. Технологическая подготовка самолетостроительного производства в условиях дискретно-нестабильных программ выпуска изделий. Диссертацией является рукопись, представленная на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.07.04 - технология производства летательных аппаратов. - Украинский НИИ авиационной технологии “УкрНИИАТ”, Киев, 2003.

В диссертации созданы научные основы технологической подготовки производства. Технологическая подготовка производства рассматривается как создание некоторой цепочки технологических процессов, называемой технологией производства изделия. Основным методом передачи форм и размеров от математической модели к изделию в самолетостроении является плазово-шаблонный. Новый способ передачи форм и размеров на основе аналитических эталонов и станков с ПУ требует перестройки производства и изучения необходимых изменений, так как изменяются язык и вид математических моделей. В диссертации изучены информационные особенности чертежа и аналитического эталона. Исследованы процессы первичного формообразования и копирующие технологии и показано, что в технологической подготовке производства в основном используется первичное формообразование. Сборочное производство самолетостроения отличается от сборочных работ общего машиностроения одновременным проведением и формообразования в специальных приспособлениях, называемых стапелями. Рассмотрены понятия собираемости и взаимозаменяемости и показано, что они взаимосвязаны, дополняют друг друга, но не эквивалентны между собой, и поэтому при сопровождении изделия по жизненному циклу необходимо оперировать двумя понятиями: “собираемость” и “взаимозаменяемость”.

Показано влияние информационных потоков на технологическую подготовку производства и проведено сравнение централизованной и локализованной систем обработки информации. Общий информационный поток предприятия изучался в виде таких потоков информации: административной, о состоянии производства, финансово-экономической, конструкторско-технологической, поддержки жизненного цикла самолета.

Рассмотрение понятия технологичности конструкции привело к введению нового понятия технологичности триады “конструкция - технология - объем выпуска”, которое позволяет более полно отразить представление о производственной технологичности при проведении технологической подготовки производства.

Большое внимание уделено особенностям проектирования и изготовления средств технологического оснащения по аналитическим эталонам деталей и узлов. Показано, что для серийного производства основой разработки технологического оснащения является технологический комплект. Определение номенклатуры оснастки следует проводить централизованно, что способствует сокращению цикла подготовки производства и дает возможность на любом этапе подготовки производства изделия иметь точное представление о его ходе и соотношении объемов изготовленной и подлежащей изготовлению оснастки, а также определяет ограничения на технологические процессы для цеховых технологов.

Показана незамкнутость метода передачи форм и размеров от аналитического эталона к готовому изделию, а также то, что для замыкания этого прогрессивного метода необходима разработка новых средств и методов технологических измерений.

Выявлено, что производство обеспечивает не качество продукции, а его стабильность. Показано влияние технологической подготовки на стабильность качества производимых изделий и то, что необходимые технические условия для его обеспечения находятся в компетенции технологических служб. Так как самолеты транспортной авиации используются десятки лет и, естественно, за этот срок меняется представление о качестве, которым должна обладать современная машина, то разработка процедур поддержки жизненного цикла самолета является неотъемлемой частью технологической подготовки производства самолета.

Работа завершается описанием практического применения изложенных решений проблем технологической подготовки производства самолета на примере технологической подготовки производства мотогондолы Ан-74-ТК-300. Эта мотогондола была изготовлена с помощью метода аналитических эталонов и оборудования с ЧПУ без традиционных расплазовок, плазовых увязок и эталонов поверхности, с трудоемкостью, недостижимой для плазово-шаблонного метода.

Ключевые слова: технологическая подготовка производства, технологичность конструкции, инженерные компьютерные средства, зависимое образование размеров, независимое образование размеров.

Размещено на Allbest.ru