автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Совершенствование процессов изготовления и доводки экспортного оборудования

/ I

") /

У(!

Воронежский государственный технический университет

На правах рукописи

Клейменов Вячеслав ИвМшйч-

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ДОВОДКИ ЭКСПОРТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Специальности: 05.03.01 - Процессы механической и физико-технической

обработки, станки и инструмент 05.03.05 - Процессы и машины обработки давлением

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель

засл. работник высшей школы РФ,

засл. изобр. РСФСР,

докт. техн. наук, проф.

В.П.Смоленцев

Воронеж - 1999

СОДЕРЖАНИЕ

Введение............................................................................................................ 5

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследований.................................... 10

1.1. Особенности применения технологии и средств технологического оснащения при запуске оборудования.... 10

1.2. Особенности контроля крупногабаритных деталей............... 22

1.3. Место типизации и групповой обработки

в пуско-наладочных процессах................................................ 39

1.4. Место экспортной продукции в производственной программе................................................................................... 57

1.5. Структура контрольных служб предприятия, выпускающего экспортную продукцию.................................. 61

Выводы................................................................................................ 62

Глава 2. Методика выполнения работы......................................................... 63

2.1. Критерии и стратегия выбора средств, обеспечивающих качество экспортной продукции.............................................. 63

2.2. Принципы выбора средств технологического оснащения применительно к крупногабаритным деталям....................... 69

2.3. Этапы выполнения работы........................................................ 70

Выводы............................................................................................... 73

Глава 3. Роль интеллектуального труда при создании крупногабаритной

продукции........................................................................................... 74

3.1. Место и значимость труда при выпуске экспортных

изделий........................................................................................ 74

3.2. Структура служб интеллектуального труда............. ................ 76

3.3. Создание специального металлорежущего оборудования..... 83

Выводы................................................................................................ 87

Глава 4. Методы и средства обеспечения качества

конкурентоспособного оборудования..........................................................................................89

4.1. Определение места и объема контроля для

обеспечения качества экспортной продукции........... ..........................89

4.2. Интегрированная система автоматизированного проектирования и изготовления продукции на экспорт..............91

4.3. Квантификация объектов контроля....................................................................................92

4.4. Размещение в оборудовании средств контроля

и диагностики..........................................................................................................................................................93

4.5. Уровень автоматизации экспортной продукции..........................................95

4.6. Особенности приемочных испытаний прессов..............................................103

4.7. Отработка на технологичность объектов экспортной продукции......................................................................................................................................................................111

Выводы................................................................................................................................................................................................114

Глава 5. Разработка нетрадиционных технологий..............................................................................1 1 5

5.1. Роль и место нетрадиционных технологий............................................................115

5.2. Информация для контроля параметров

при электроэрозионной обработке....................................................................................116

5.3. Контроль параметров при электрохимической размерной обработке........................................................................................................................................................................123

5.4. Контроль параметров при ультразвуковой обработке........................133

5.5. Контроль лазерной обработки......................................................................................................136

Выводы................................................................................................................................................................................................140

Глава 6. Перспективы поставок конкурентоспособной продукции......................142

6.1. Опыт АО ТМП..........................................................................................................................................................142

.....'6.2. Комплектность оборудования....................................................................................................143

6.3. Подготовка кадров............................................................................................................................................145

6.4. Пути повышения качества экспортного оборудования..................145

Выводы................................................................................................................................................................................................'54

Общие результаты и выводы....................................................................................................................................155

Литература........................................................................................................

Приложения............................................................................................................................................................................................................164

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В последние годы доля продукции, выпускаемой на экспорт, все более возрастает и достигает 80-90 %. Это накладывает особые требования на все структурные звенья заводов, увеличивает весомость новых элементов конструкции, роль нетрадиционных процессов и контрольных операций. Спецификой производства экспортной продукции следует считать новый подход к использованию нетрадиционных процессов обработки, тщательную проверку соответствия качества изделий с учетом стандартов и требований зарубежных партнеров; совместимость узлов, выбираемых для каждого конкретного заказчика (с учетом традиционных деловых связей, навыков в обслуживании, транспортных связей, стоимости доставки и др.). В зависимости от страны и фирмы-экспортера изменяется структура, комплектация поставляемого оборудования, поставщики комплектующих, особенно узлов гидравлики. Это требует создания гибкой системы повышения качества изделий с возможностью применения ее в условиях предприятия и за рубежом. Учитывая большую массу и габариты большинства видов продукции, многие средства технического оснащения не могут быть доставлены на место монтажа, а доработка, контроль и испытание продукции у изготовителя в ряде случаев невозможны из-за отсутствия части комплектующих узлов, которые поступают на сборку, как правило, непосредственно к заказчику. Избежать этого полностью не удается, т.к. в развитых странах зарубежья объективно существуют сложившиеся связи между фирмами на поставку комплектующих и заказчики не могут их нарушить из-за опасности финансовых потерь. В связи с этим у предприятий возникают проблемы с проведением процесса доводки, запуска и контроля экспортной продукции: с одной стороны необходим наибольший охват контролем и испытанием всех структурных единиц изделия в целом, что снижает до минимума возможность отказов оборудования (сохраняется высокая репутация и конкуренто-

способность, снижаются потери средств, штрафные санкции, командировки и пребывание за рубежом для устранения неполадок и др.); с другой стороны - необоснованное увеличение доводки изделия, объемов контроля и испытаний у производителя вызывает повышение себестоимости изделий, снижение конкурентоспособности продукции. Выполнение доводочных, контрольных операций и испытаний у заказчика не всегда выполнимо из-за невозможности транспортировки к потребителю громоздких и сложных технологических систем с длительными сроками монтажа и отладки на месте выполнения доводки, монтажа и контроля. В любом случае доводка, контроль и испытание узлов и изделий у заказчика резко увеличивают затраты по сравнению с теми же операциями на предприятии - изготовителе (транспортировка, командировочные расходы, аренда и др.).

Генеральной линией всего машиностроения мира является создание отдельных видов конкурентоспособной продукции и расширение рынков сбыта за рубежом, не исключая при этом приобретение у партнеров других видов продукции, которая более полно способствует научно-техническому прогрессу изготовителя.

Такая проблема актуальна не только для предприятий станкостроения, но и для заводов по производству транспортных машин, авиационной и другой техники. Решение проблемы возможно только при высоком уровне продукции, формируемой с использованием интеллектуального продукта (патенты, открытия, новые процессы (ноу-хау) и др.), что позволяет создать оптимальную систему изготовления, сборки, испытаний и технического контроля, применительно к многотоннажной продукции, поставляемой на экспорт.

Цель работы: создание на предприятии и у заказчика оптимальной системы повышения уровня продукции, обеспечивающей конкурентоспособность изделий на мировом рынке и наибольшую прибыль изготовителю.

Задачи исследований:

1. Обоснование критериев и принципов формирования структуры целенаправленного формирования системы создания и изготовления конкурентоспособного оборудования.

2. Моделирование процессов выпуска конкурентоспособного оборудования и обеспечения качества изделий на всех уровнях от формирования технического задания, проектирования, до использования современных нетрадиционных технологических процессов при изготовлении, отладке и запуске изделий.

3. Обоснование уровня контроля при создании конкурентоспособной продукции, выбор средств технологического оснащения с учетом их применения у заказчика, оценка требуемого уровня автоматизации контрольных операций, обеспечивающих требуемое качество изделий.

4. Разработка и поддержание на требуемом уровне нетрадиционных технологических процессов, обеспечивающих конкурентоспособность экспортной продукции.

5. Обоснование направления работ по повышению качества экспортной продукции, объемов установки на изделиях узлов зарубежных фирм.

6. Проверка системы в процессе поставки на экспорт оборудования для заготовительных операций, металлообработки, установок для нефтехимии.

Методы исследований: для решения поставленных задач использованы методы моделирования технологических систем, теория оптимизации, теория множеств, научные основы прогнозирования, выбора и принятия решений.

Научная новизна

' Г. Предложены принципы и метод гибкого аналогового выбора доводочных операций и контроля экспортной продукции, основанные на мини-

мизации типоразмеров технических средств и учитывающие возможность непосредственной и косвенной оценки продукции с высоким уровнем достоверности.

2. Теоретическое обоснование и оптимизация адекватной замены методов и средств испытаний структурных элементов и изделий с учетом специфичных требований зарубежных заказчиков.

3. Методика выбора структурных элементов для комплектования изделий с обоснованием объема и структуры доводочных операций, контроля и испытаний у изготовителя, заказчика собственными и заимствованными средствами.

Практическая ценность и реализация результатов работы

Научно обоснованное обеспечение конкурентоспособного уровня экспортной крупнотоннажной продукции, дающее вЬзможность достичь приоритета по уровню качества изделий и минимизацию затрат на отладку, запуск-продукции за рубежом с применением как отечественных, так и зарубежных структурных элементов. Впервые разработана методика количественной оценки адекватной замены зарубежных аналогов на российские, что позволило обоснованно убедить многих торговых партнеров в целесообразности использования в поставляемых изделиях российских узлов за счет повышения уровня качества и достоверности контроля и испытаний без дополнительных затрат на аренду стендов у заказчика, транспортные расходы, командирование специалистов в сроки, обеспечивающие конкурентоспособность поставки продукции в удаленные районы земного шара. За счет сокращения объемов доводочных операций контроля, испытаний, снижения рекламаций, экономии средств на перевозку, аренду, командирования специалистов достигнуто снижение затрат на 18-32 тысячи рублей на каждое экспортное изделие, резко повышена доля экспортной продукции в объеме производства (в 1994-1997 годах она достигала 80-85 %), сохранена конкурентоспособность предприятий

среди ведущих стран мира (для и.о. ТМП объем экспортируемой продукции достигал более 30 % от мирового по аналогичным изделиям).

По п.о. ТМП сумма эффекта от внедрения результатов работы превышала 1000 тыс. р. в год, использование предложенной системы на ВСЗ и ВМЗ позволило получить реальный эффект около 2 млн. р. в год.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: на Международных (Штуттгард, 1996); (Луганск, 1996); (Пенза, 1995); (Киев, 1995); (Сан-Франциско, 1998), республиканских (Санкт-Петербург, 1995); (Воронеж, 1995); (Владимир, 1995), областных и межвузовских (Воронеж, 1995, 1996, 1997, 1998).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в учебном пособии, 12 статьях, изданных в США, на Украине, в России, в тезисах докладов Международных, федеральных и региональных конференций.

В работе отражен личный опыт автора по созданию системы повышения качества экспортной продукции и путей улучшения ее конкурентоспособности для крупнейшего в России предприятия по производству тяжелых механических прессов и опыт Воронежского станкозавода по поставкам станков на экспорт. В диссертации раскрыт многолетний опыт работы диссертанта в машиностроении в должностях от слесаря до генерального директора предприятия, представителя предприятия в Германии. Работа выполнялась на кафедре технологии машиностроения ВГТУ в соответствии с государственными и отраслевыми программами по станкостроению.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Особенности применения технологии и средств технического оснащения при запуске оборудования

Вид производства накладывает жесткие ограничения на структурные звенья предприятия. Здесь следует разграничить рассматриваемые виды продукции: прессы, которые можно отнести к мелкосерийной продукции и металлорежущие универсальные станки, которые обычно выпускают крупными сериями. С возрастанием серийности снижается себестоимость изделий, увеличивается уровень механизации и автоматизации, снижаются требования к квалификации рабочих, затраты на подготовку производства. [1]

Особенностью доводочных операций является единичное производство, т.к. вероятность появления потребности в настройке, отладке, доработке оборудования у заказчика силами производителя носит во многом стихийный характер и в случае выявления аналогичных дефектов эти операции переносят на предприятие-изготовитель. Поэтому объем и сложность работ по отладке зависит от уровня контроля процесса производства у исполнителя и количества контрольных операций в процессе запуска оборудования у заказчика. [2]

Второй особенностью экспортных прессов следует считать необходимость окончательной сборки узлов у заказчика, т.е. собранный и испытанный пресс приходится разбирать для транспортировки. То же относится к тяжелым металлорежущим станкам. И здесь на первое место выходит технический контроль [10] и достаточность испытаний у исполнителя и необходимые контрольные операции у заказчика. Это требует от наладчиков высокой квалификации не только по сборке, но и овладению контрольным и испытательным инструментом и оборудованием, в том числе зарубежного производства.

Как бы качественно не было выполнено оборудование у изготовителя, имеется множество факторов, которые ухудшают эти показатели: к ним относятся поломки во время упаковки, погрузки, перевозки, хищения, атмосферные воздействия при хранении и транспортировке. Следовательно, имеется возможность выполнения у заказчика любой формообразующей, сборочной операции. Это потребует частичной разборки узлов, поэтому необходимо иметь приспособления, подъемные механизмы, инструменты, которые требовались по хожу изготовления и испытаний на предприятии-изготовителе. Очевидно, что это невозможно, однако необходимо оснастить наладчиков минимальным количеством контрольного и слесарного инструмента, а механизмы и станки арендовать у заказчика или на предприятиях в городах заказчиков. Количество инструмента зависит от структуры технологического процесса. [13]

В производственном процессе изготовления машин и приборов механическая обработка и сборка являются основными и наиболее трудоемкими этапами. В большинстве отраслей машиностроения механическая обработка занимает от 40 до 60 %, а сборка - от 10 до 40 % общей трудоемкости. Например, в массовом производстве универсальных токарно-винторезных станков типа 1К62 механическая обработка составляет 58 %, а сборка - 10 % всей трудоемкости. В серийном производстве восьмишпиндельных вертикальных полуавтоматов типа 1282 при выпуске 70 шт. в год механическая обработка составляет 70 %, а сборка - 20 % общей трудоемкости. На производстве грузовых автомобилей ЗИЛ-164 - соответственно 28 и 22 %.