Проектирование технического оборудования, оснастки

При проектировании объекта выбор компоновочной схемы и конструктивных решений производится на основе анализа материалов по развитию конструкций и перспективных требований, предъявляемых к ним. В заключение следует оценить выбранную компоновочную схему и конструктивные решения,
а также четко сформулировать, что нового внесено в конструкцию самим дипломником. В расчетно-пояснительной записке по этому разделу приводятся описание выбранных решений и обоснование их соответствия ранее сформулированным техническим требованиям и условиям эксплуатации.

При разработке технических требований необходимо четко сформулировать назначение и область применения проектируемого оборудования, дать краткую техническую характеристику, обосновать долговечность и надежность конструкции. При анализе существующих конструкций должны быть проанализированы их недостатки и показана необходимость создания новой или модернизации существующей конструкции согласно ранее сформулированным требованиям.

Выбор и обоснование конструкций проектируемого оборудования (приспособлений) должны базироваться на научных достижениях
в соответствующих областях современной техники. Расчеты деталей и узлов оборудования следует иллюстрировать расчетными схемами, эпюрами и графиками.

В проекте надо разработать конструкцию не менее двух существенно различающихся нестандартных деталей проектируемого технического устройства, установив характер и рассчитав величину действующих на них нагрузок после построения схем нагружения и эпюр сил и моментов. Материал детали следует выбирать с учетом обеспечения долговечности, безотказности и сохраняемости работы технического устройства. При этом следует учитывать, что рабочие поверхности многих деталей должны обладать высокой износостойкостью и, следовательно, низким коэффициентом трения и высокой твердостью. Для других деталей важна их усталостная прочность, обеспечиваемая химическим составом и упрочнением материала при отсутствии концентраторов напряжений.
Для некоторых деталей важной характеристикой материала является ударная вязкость. Рабочие поверхности деталей, испытывающие большие контактные нагрузки, должны обладать высокими твердостью и сопротивлением усталостному изнашиванию. Большое количество деталей предназначено для восприятия осевых нагрузок (растягивающих или сжимающих) или работают на изгиб, для которых важна только прочность материала на растяжение, сжатие, изгиб или срез. Следовательно, материал детали с учетом возможности его упрочнения надо выбирать по результатам анализа условий ее работы.

Проектная документация

Проектная документация — документация, содержащая текстовые и графические материалы и определяющая архитектурные, функционально-технологические, конструктивные и инженерно-технические решения
для обеспечения строительства и реконструкции объектов капитального строительства.

Виды работ по подготовке проектной документации, которые оказывают влияние на безопасность объектов капитального строительства, должны выполняться только индивидуальными предпринимателями или юридическими лицами, имеющими выданные саморегулируемой организацией свидетельства
о допуске к таким видам работ. Иные виды работ по подготовке проектной документации могут выполняться любыми физическими или юридическими лицами.

Перечень видов работ, которые оказывают влияние на безопасность объектов капитального строительства, утверждён Приказом Минрегиона
от 30.12.2009 г. № 624.

Лицом, осуществляющим подготовку проектной документации, может являться застройщик либо привлекаемое застройщиком или заказчиком
на основании договора физическое или юридическое лицо. Лицо, осуществляющее подготовку проектной документации, организует и координирует работы
по подготовке проектной документации, несет ответственность за качество проектной документации и ее соответствие требованиям технических регламентов. Лицо, осуществляющее подготовку проектной документации, вправе выполнять определенные виды работ по подготовке проектной документации самостоятельно при условии соответствия такого лица требованиям к видам работ,
и (или) с привлечением других соответствующих указанным требованиям лиц.

1.5 Управление проектом техническая подготовка производства

Управление проектом включает следующие этапы: планирование разработки проекта; организация и контроль исполнения плана; корректировка плана и оперативное регулирование работ. При этом все три этапа управления включают:

- поиск и заключение договоров с исполнителями по элементам и этапам проекта;

- определение сроков выполнения проекта по элементам и конкретным исполнителям;

- расчет стоимости работ по элементам, срокам оплаты и исполнителям;

- уровень качества проекта и систему контроля качества.

В условиях действующего производства планирование технической подготовки производства и освоения новых изделий и прогрессивных технологий представляет собой детализацию и конкретизацию общих планов деятельности предприятия. Этапы и объем работ технической подготовки по каждому отдельному мероприятию плана определяются технологической сложностью объекта, его назначением и отраслевой специализацией.

Если, скажем, речь идет о замене одного вида режущего инструмента
на токарном станке машиностроительного завода другим усовершенствованным видом аналогичного инструмента, то техническая подготовка такого мероприятия минимальна. Она состоит в проектировании инструмента, его изготовлении, испытании, доводке после испытаний, внесении изменений в технологическую карту и спецификацию инструмента, изменении заказа на поставку инструмента.

Если же речь идет об освоении повой модели грузового автомобиля,
то объем (затраты, трудоемкость) работ по технической подготовке подобного мероприятия увеличится в десятки тысяч раз.

Планированием технической и организационно-экономической подготовки производства занимаются специальные отделы и группы планирования, которые создаются при главном инженере или в одном из технических отделов предприятия (на малых объектах к этой работе привлекаются отдельные специалисты). Исходными данными для планирования служат:

- проектное задание, вытекающее из плана технического развития предприятия;

- проектировочные нормы и нормативы для определения состава и объема работ, их стоимости и продолжительности по всем этапам технической подготовки;

- информация о потенциальных исполнителях плана;

- информация о конкретных или оптимальных сроках окончания работ.

При отсутствии проектировочных нормативов используются аналоги
по выполненным инженерно-техническим и пусконаладочным мероприятиям сходного профиля работ или специально разрабатываются как для отдельных предприятий, так и видов проектирования индивидуальные нормативы
для технической подготовки производства. На основе нормирования определяются:

- удельный вес и количество новых оригинальных, подлежащих освоению материалов, узлов и деталей в проектируемом изделии;

- количество и адрес рассылки технологических карт маршрутной и операционной технологии на изделие, по деталям и видам обработки;

- трудоемкость проектирования изделия по его элементам и проектирования технологических процессов, инструмента и технологической оснастки;

- общие затраты и затраты по разделам на проектирование и испытание изделия, технологии, инструмента;

- расходы на строительно-монтажные работы, наладку оборудования, его переустановку.

На основе нормативов, типовых этапов и перечня видов работ по каждому этапу составляется план-график технической и организационно-экономической подготовки производства. Он последовательно включает этапы подготовки, указание исполнителей и затрат по этапам, сроки начала и окончания каждого этапа работ. Основная задача управления проектом – соблюдение установленных планом показателей по срокам выполнения проекта, объему затрат на проведение необходимых работ по проекту, качеству проекта.

Планирование и контроль исполнения проекта

Перед органами планирования ставится задача сокращения сроков технической подготовки с целью ускорения реализации проекта, сокращения затрат на проектирование, повышение качества работ и соблюдения плановой дисциплины среди исполнителей. Для сокращения сроков технической подготовки проекта используется метод параллельного и параллельно-последовательного ведения работ В таком случае, например, второй этап работ начинается раньше,
чем заканчивается первый, а третий этап - раньше, чем завершается второй
и т. д. Для этого используются не окончательные, а предварительные данные предыдущих этапов с последующей их корректировкой.

Параллельное выполнение работ, которые относятся к различным этапам,
не ухудшает качества проекта. Дело в том, что при создании нового изделия
или технологии всегда используется значительное количество готовых стандартных и унифицированных материалов, технологий, узлов и деталей,
что существенно сокращает время на подготовку проекта. Поэтому совершенно оправдано переходить к следующему этапу подготовки, когда предыдущий этап выполнен не по всем, а по отдельным узлам и деталям. Параллельное
и параллельно-последовательное выполнение всех работ сокращает сроки технической подготовки и освоения новой продукции. В результате совмещения разных этапов проектирования общий цикл подготовки сокращается, что видно
из ленточного графика плана технической подготовки производства новой машины.

В мировой практике при освоении выпуска новых сложных изделий предприятие ориентируется на получение отдельных узлов и агрегатов
по кооперации от поставщиков, у которых нужные компоненты подготовлены и заранее прошли проверку. В частности, процесс проектирования, испытаний и запуска в производство отдельных агрегатов автомобиля длится от 5 до 10 лет. Их освоением специализированные предприятия занимаются отдельно
от автомобильных заводов, поставляя им по заказам нужные агрегаты. Так, фирма «Делфи», входящая в американскую корпорацию «General Motors», специализируется на выпуске более 100 комплектующих изделий (в том числе узлов и агрегатов) для автомобилей различного класса и поставляет свою продукцию крупнейшим заводам Европы и Америки.

При технической подготовке и освоении производства конструктивно и технологически сложной продукции особое место принадлежит экспериментальным, опытным и испытательным базам, на которых проверяются и дорабатываются применительно к промышленным условиям проектируемые изделия и технологические процессы. Опытная проверка новых образцов изделий, их частей, технологий является обязательным условием повышения качества технических проектов производства. Для текущего планирования, контроля и учета сроков и затрат технической подготовки в условиях серийного и массового производства составляются карточки на каждую деталь (агрегат, инструмент и др.), которые, как правило, заносятся в электронную сеть. В карточках указываются адреса заказчика и потребителя, плановые сроки начала и окончания работ, исполнитель, фактические сроки и стоимость подготовки по каждой детали (агрегату, инструменту и др.). Эти карточки могут храниться в отдельном ящике или в памяти ЭВМ. При ручной обработке карточек их фрагменты дублируются
в каждом подразделении предприятия по той части работ, которая выполняется данным подразделением. При машинной обработке создается база данных,
к которой подключаются ее пользователи.

Планирование крупных строительных объектов, сложных проектов, мероприятий по созданию и освоению новой техники и технологии осуществляется на основе сетевых графиков.

График состоит из двух элементов – работ и событий. События представляют собой начало или окончание каждого вида работ, которые можно четко зафиксировать в начальной и конечной их стадии. Начальным (исходным) событием называется момент начала первых работ (например, выдача распоряжения), связанных с подготовкой и реализацией запланированного мероприятия. При этом исходят из того, что до начального события не было никаких событий, связанных с данным мероприятием. Конечное, завершающее событие характеризуется достижением поставленной цели. Сетевой график в таком случае отражает логическую последовательность событий, ведущих
к поставленной цели.

Сетевые методы позволяют составить наиболее рациональный план работы, установить строгую последовательность и очередность в выполнении всех необходимых операций и действий, в том числе:

- с достаточной точностью определить сроки свершения каждого события и, следовательно, дату достижения конечного результата — завершающего события;

- оптимизировать сроки свершения завершающего события;

- выявить и определить влияние на сокращение срока каждого мероприятия, предлагаемого исполнителями;

- с помощью ЭВМ организовать контроль, наблюдение за действиями ответственных исполнителей и управление ими.

С целью упрощения работ, а также для наглядности в планировании технической подготовки производства применяются ленточные графики. Эти графики вывешиваются обычно на рабочем месте конкретных исполнителей,
а также подразделений, осуществляющих контроль за ходом работ. Но с помощью ленточного графика нельзя установить точную взаимосвязь между отдельными этапами и рассчитать коэффициенты параллельного выполнения работ. Для этого служит сетевой график, который составляется отдельно на каждый тип нового изделия. Помимо общего графика на подготовку и освоение изделия в ряде случаев (при создании особо сложных изделий) составляются частные поагрегатные сетевые графики. В частном графике детализируются отдельные этапы и операции выполнения общей работы.

Сетевые модели планирования служат основой работы программно-целевых методов, применяемых при создании и освоении новой техники и технологии,
в капитальном строительстве и решении других сложных технических и хозяйственных задач. Техническая документация при этом может быть подготовлена самостоятельно или закуплена на правах лицензий.

При недостаточном размере собственного капитала для реализации проекта предприятие может прибегнуть к использованию инновационного лизинга.
По договору с арендатором (лизингополучателем) лизинговая компания закупает заказанные ей машины, оборудование, приборы у поставщиков (в том числе
по импорту) и передает их в аренду. В сумму арендных платежей по лизингу входят амортизационные отчисления по нормативам, установленным в договоре, плюс прибыль лизинговой компании. Если в договоре установлено, что лизинговая компания обязуется обслуживать сданное в аренду имущество, то плата по лизингу увеличивается на сумму затрат на обслуживание плюс прибыль к этой сумме. Арендатор несет полную ответственность за сохранность арендуемого имущества. Он включает его в статистическую отчетность по основным фондам
по специальной статье «Арендуемое имущество». Однако до выкупа данного имущества его владельцем является лизинговая компания. По окончании договора арендатор (лизингополучатель) может возвратить взятое в аренду имущество или выкупить его у лизинговой компании по остаточной стоимости. Возможно также продление срока аренды.

Если в результате расчетов установлена целесообразность лизинга,
то заключается лизинговое соглашение. В нем указываются:

- права и обязанности сторон по передаче, транспортировке, приемке, монтажу, обслуживанию и хранению объекта сделки;

- величина лизинговых платежей, сроки и порядок их внесения;

- сроки договора по лизингу;

- возможность со стороны арендатора переуступки лизингового имущества третьей стороне;

- условия страхования имущества;

- варианты действий и права сторон по окончании срока договора;

- условия досрочного расторжения договора.

Приобретение имущества по лизингу обойдется предприятию дороже,
ем покупка у поставщика, поскольку в стоимость лизинга помимо цены имущества войдут доход лизинговой компании и страховые взносы. Тем не менее, лизинг имеет преимущества, в том числе:

- возможность приобретения необходимых машин, оборудования, приборов во временное пользование;

- оплата за пользование имуществом частями, а не сразу, как при покупке;

- получение в аренду полностью пригодного, но бывшего в эксплуатации имущества по низкой цене и в рассрочку;

- финансовая и в ряде случаев инженерно-технологическая помощь
со стороны лизинговой компании.

Названные преимущества часто перекрывают дополнительные расходы, связанные с лизингом, и, главное, способствуют ускорению технического перевооружения производства.

График Ганта

Бюджет охватывает всю организацию – компанию, подразделение или отдел в целом. Он контролирует все ее доходы и сравнивает их со всеми ее затратами. Для каждого периода времени бюджет представляет собой как бы портрет – или,
по крайней мере, рентгеновский снимок – всей организации и указывает зоны,
где необходим контроль. Но вместе с тем он не предоставляет менеджеру средств для планирования и контроля над отдельными проектами, особенно комплексными, реализация которых будет длиться долгое время.

Чтобы построить нефтевоз, большой химический завод, новую бумажную фабрику или небоскреб с офисными помещениями, необходимо пять лет. Готовый продукт представляет собой интегрированное целое. Но вместе с тем это результат огромного числа различных действий, которые находятся на разных этапах завершения. Некоторые действия выполняются последовательно. Электрическая проводка и водопровод в офисном здании, например, нельзя установить
до возведения стен, но сделать это нужно также до того, как приступать к отделке интерьера. Другой работой можно заниматься параллельно. С двигателем танкера и силовой передачей, соединяющей двигатель с гребным винтом, будут работать одновременно с работой над корпусом, а в некоторых случаях даже раньше. И все же фирма-подрядчик, отвечающая за постройку корабля или небоскреба, обязана выполнить задание к определенной дате и зачастую должна будет выплачивать огромные штрафы, если работа не будет выполнена в срок. Кроме того, фирма обычно связана определенным бюджетом.

Инструмент для контроля подобных проектов — график Ганта (названный
в честь одного из первых американских ученых, занявшихся научным менеджментом, Генри Л. Ганта, который впервые применил такой метод во время Первой мировой войны).

График Ганта – и множество его более новых вариаций, например методы сетевого анализа, такие как график критического пути (разработанный химической компанией DuPont в 1950-х годах) и система ПЕРТ (метод планирования и оценки затрат времени с использованием сетевого графика, разработанный военно-морскими силами США в конце 1950-х годов), – является самым элегантным и эффективным способом планирования и контроля в арсенале менеджера.

Основная идея Ганта оказалась невероятно простой. Традиционно планирование комплексного задания начиналось с самых первых, начальных шагов и постепенно, шаг за шагом, приближалось к финалу. Гант предложил начать
с конечного продукта. “15 декабря 1917 года, – говорил он, – мы пообещали выпустить миноносец, полностью законченный и готовый к работе. Каков последний этап подготовки к этой указанной дате? И когда к этому этапу нужно переходить, чтобы корабль действительно был готов в срок? Какой этап должен предшествовать этому, и так далее вплоть до самого начала?” Результат такого анализа обычно показывается в виде ряда параллельных столбиковых диаграмм, каждая из которых представляет собой одно направление деятельности. Существуют две разновидности таких диаграмм. Одна представляет действия,
к которым можно переходить только после того, как сделано что-то другое, например установка турбины на миноносец, для чего уже должен быть готов корпус корабля. Второй вид диаграмм отражает действия, не зависящие
от окончания другой работы, например обучение команды или разработка приборной панели. Каждый из этих этапов должен начаться в определенное время, чтобы готовый продукт можно было закончить в установленный срок.

В 1960-х годах японские и шведские судоверфи стали мировыми лидерами
в этой отрасли и получили крупнейшую долю судостроительного рынка в мире.

Их расходы на оплату труда и материалы были не намного ниже,
чем у традиционных верфей в Великобритании или США, но они смогли назначить намного более низкую цену на свою продукцию. Кроме того, они могли обещать клиентам выполнение заказов в намного более короткий срок – и всегда сдерживали свои обещания. Основная причина состояла в том, что японцы и шведы использовали график Ганта, а другие судостроители сопротивлялись такому методу и продолжали строить планы традиционным способом, т.е. поэтапно,
с начала и до конца. В результате оказывалось, что традиционным верфям снова и снова требуются поставки, предварительная сборка или обучение работников,
что просто не было предусмотрено планом, а значит, резко увеличивало затраты и задерживало завершение работ (Рисунок 1).

Рисунок 1 – Пример графика Ганта

В случае с чрезвычайно сложными программами, например во время строительства огромного комплекса химического завода или разработки новой системы вооружения, необходимо использовать более сложный вид графика Ганта: график критического пути или систему ПЕРТ (отличие между ними довольно незначительное и чисто техническое). Эти методы позволяют менеджеру удерживать контроль над множеством направлений деятельности, которые должны часто пересекаться и взаимодействовать. Исходной точкой таких методов выступает то, что сам Гант очень хорошо понимал. В любом крупном проекте есть один критический путь, т.е. одна последовательность этапов, которая занимает самое продолжительное время и которую никак нельзя сократить, ускорить или ужать.

Например, при строительстве офисного небоскреба внутренней отделкой помещений нельзя заниматься до того, как готовы стены, крыша, пол, проводка, трубы и лифтовые шахты. Как только все это сделано, график всей остальной работы можно планировать с относительной свободой. Критический путь – это постройка каркаса здания. Всю остальную работу нужно организовывать, исходя
из него. Но сдача офисных помещений в наем – это тоже критический путь. Поиск потенциальных съемщиков можно начинать задолго до того, как сделаны все остальные первые шаги. И если строительство здания затянется, то возведение последних двадцати пяти или тридцати этажей может оказаться и не столь срочным, как считалось, когда только составлялись планы. Значит, при строительстве высокого офисного здания существует критический путь
к возведению и критический путь к сдаче внаем, причем оба они должны переплетаться.

Прежде всего, график критического пути и система ПЕРТ позволяют менеджеру увидеть, какие меры можно предпринять, чтобы предотвратить нежелательное развитие событий, например отставание от сроков или превышение бюджета. Где можно переместить ресурсы из менее важных областей в более значимые? Что нужно добавить или от чего стоит отказаться, чтобы догнать потерянное время или ускорить реализацию проекта? Сколько времени можно выиграть или потерять, если вложить больше или меньше денег?

График Ганта не должен быть сложным, за исключением тех случаев, когда речь идет о действительно комплексных системах. Но если реализация проекта предполагает большой временной отрезок или выполнение огромного числа различных действий, которые должны взаимодействовать друг с другом
во времени или пространстве, то график Ганта просто незаменим. Без плана, который исходит из предполагаемого момента завершения и движется по всем необходимым этапам в обратном порядке к самому началу, даже простейшие проекты легко могут выйти из-под контроля в том, что касается времени и затрат.