Organizacja systemów

produkcyjnych

5. Przygotowanie

konstrukcyjne

Dr inż. Eugeniusz Neumann

2

Literatura



Dworczyk M., Organizacja technicznego przygotowania

produkcji, PWE, Warszawa 1973



Haratym F,. System technicznego przygotowania produkcji,

WNT, Warszawa 1979



Haratym F., Techniczne przygotowanie produkcji, PWT,

Warszawa 1961



Jodełko Z., Marks B., Dokumentacja techniczna w

przedsiębiorstwie budowy maszyn, WNT, Warszawa 1979



Mantura W., Michalski W., Metodyczne podstawy projektowania

techniczno – ekonomicznego przygotowania produkcji wyrobu,

WPP, Poznań 1985



Meissner J., Guliński J., Innowacyjność i konkurencyjność w

Wielkopolsce. Diagnoza i program na przyszłość, Poznań 2000



Zbroja T. (red.), Strategia wytwarzania, w: Materiały

konferencyjne: Automatyzacja produkcji ’97, T1. Innowacje w

technice i Zarządzaniu, Wrocław 1997

3

Wprowadzenie



Konstrukcyjne przygotowanie produkcji (KPP) jest to

opracowanie konstrukcji wyrobów oraz sposobu ich

eksploatacji. Obejmuje te czynności, które bezpośrednio lub

pośrednio związane są z konstruowaniem wyrobów, jak

również z opracowaniem zasad instalacji i eksploatacji

wyrobów. W zależności od, rodzaju (złożoności) wyrobu,

wielkości (typu) produkcji, stopnia nowoczesności, poziomu

technologicznego przedsiębiorstwa czy też branży, zakres KPP

będzie ulegał zmianie.



Konstrukcyjne przygotowanie produkcji jest właściwie

pierwszym i istotnym etapem

w przygotowaniu produkcji. Stwarza podstawy ekonomicznej

produkcji i eksploatacji wyrobów. Polega więc na dokładnym

sprecyzowaniu zakresu produkcji, określeniu konstrukcji,

materiałów i wymiarów wyrobów. Określa warunki wykonania i

montażu głównego wyrobu, tak

by zapewnić maksymalną ekonomiczność produkcji.

4

Dział konstrukcyjnego przygotowania
produkcji w strukturze organizacyjnej

przedsiębiorstwa.

Dział konstrukcyjnego przygotowania produkcji w większości

przedsiębiorstw jest wydzielony jako odrębna jednostka organizacyjna.

Przeważnie podporządkowana jest ona bezpośrednio głównemu

inżynierowi, a umiejscowiona w pionie technicznym. Oczywiście

organizacja działów technicznych, odnoszących się do konstrukcyjnego

przygotowania produkcji zależy od typu produkcji, rodzaju

produkowanych wyrobów, no i od wielkości przedsiębiorstwa.

Dział konstrukcyjnego przygotowania produkcji, czy też dział głównego

konstruktora, podzielony jest zwykle na następujące sekcje:



Studiów i rozwoju,



Doświadczeń (laboratoria i warsztaty doświadczalne),



Konstrukcji na poziomie operacyjnym (wykonawczym),



Normalizacji i patentów.

W sekcji konstrukcyjnej (wykonawczej)- często wydziela się konstruktora i

technologa, którzy odpowiedzialni są za cały projekt konstrukcyjny. W

innym przypadku dział konstrukcyjnego przygotowania produkcji i dział

technologicznego przygotowania produkcji ściśle ze sobą

współpracują. Pozwala to na spójne działania na etapie całego

technicznego przygotowania produkcji.

5

Organizacja komórek konstrukcyjnego

przygotowania produkcji.

Główny inżynier -
Dyrektor
techniczny

Dział konstrukcyjnego przygotowania
produkcji

Kierownik działu - Główny konstruktor

Sekcja rozwoju

Sekcja doświadczalna

Sekcja konstrukcyjna

Sekcja patentowa

6

Założenia KPP

Konstruowanie nowego produktu (wyrobu) powinno być rozpatrywane w

trzech kategoriach jednocześnie:



Wyrób jako obiekt eksploatacji przez użytkownika,



Wyrób jako obiekt technologicznego przygotowania produkcji,



Wyrób jako obiekt produkowany przez przedsiębiorstwo.
Jest to założenie, które jest warunkiem trudnym do zachowania, lecz

prawidłowo wprowadzone pozwoli na uzyskanie pełnego sukcesu

przedsiębiorstwa.



Tak więc przedmiot konstruowania spełniać winien wymagania użytkowe

i eksploatacyjne dotyczące najlepszej jakości oraz funkcjonalności, przy zachowaniu

minimalnych kosztów w fazie produkcji i użytkowania.



Jako przedmiot technicznego przygotowania produkcji, wyrób winien być

projektowany w sposób optymalny, zgodny z wymaganiami stawianymi w

dokumentacji konstrukcyjnej.

Tak więc projektując wyrób należy określić jego konstrukcję, konstrukcje jego

elementów składowych, warunki użytkowania i napraw wyrobu gotowego. Wszystko

to powinno być zaprezentowane w sposób jasny i kompletny.



Natomiast jako obiekt produkowany, projektant powinien skupić się nad jego

wykonalnością, a więc tak zwaną technologicznością konstrukcji. Wykonalność ma

bowiem istotny wpływ na koszty przygotowania produkcji, a co ważne również na

koszty wytwarzania.

7

Technologiczność konstrukcji

Mówimy o technologiczności konstrukcji wtedy, gdy:



Liczba zespołów wyrobu gotowego jest minimalna,



Zastosowano elementy znormalizowane, zunifikowane,



Wykorzystano materiały w sposób maksymalny, z niewielką ilością

odpadów,



Uzyskujemy z materiałów i surowców minimalną ilość braków,



Możliwe jest szybkie uruchomienie produkcji przy minimalnych

kosztach.



Technologiczność konstrukcji polega na dostosowaniu konstrukcji

wyrobu

do istniejących warunków produkcyjnych. W jednych warunkach

produkcyjnych będzie ona technologiczna, lecz ta sama konstrukcja

wyrobu w innych warunkach produkcyjnych będzie już

nietechnologiczna.



Natomiast technologiczność konstrukcji z punktu widzenia montażu

występuje wtedy, gdy wyrób gotowy lub jego zespoły składowe mogą

być w szybki i sprawny sposób zmontowane. Występuje jeśli montaż nie

wymaga dodatkowych prac uzupełniających lub dopasowujących części.

8

Proces konstruowania

Wyprzedzenie

Czynności główne

Sprawdzenie

Funkcjonalność
Trwałość
Celowość
Charakter

Konstrukcja wyrobu

Dobór cech

konstrukcyjnych

Badanie modelu

Wyrób

Dokumentacja:
Wstępna
Prototypu
Informacyjna
Przemysłowa

Konstrukcja

Prototyp
Seria próbna
Seria
produkcyjna

Zmiana
cech

Modyfikacj
a

Weryfikacj
a

9

Dokumentacja KPP

Właściwe konstrukcyjne przygotowanie produkcji zwane jest także pracami

konstrukcyjno – doświadczalnymi. Jest pierwszym etapem prac przygotowawczych

do uruchomienia produkcji nowych wyrobów. Na tym właśnie etapie opracowywana

jest dokumentacja konstrukcyjna. Jest ona przygotowywana na podstawie ogólnej

koncepcji

z perspektywicznego konstrukcyjnego przygotowania produkcji.

Dokumentacja konstrukcyjna właściwego KPP składa się z dwóch

dokumentów:



Założeń techniczno – ekonomicznych (ZTE),



Projektu techniczno – roboczego.



W ramach założeń techniczno – ekonomicznych dąży się do opracowania

jednego wspólnego rozwiązania, zawierającego warianty wyrobu zróżnicowanego

pod względem standardu, a więc również i ceny. Będą to rozwiązania dla wyrobu

typowego, standardowego, o bazowym wykończeniu. Drugim rozwiązaniem jest

wyrób popularny o zaniżonym standardzie oraz niższej cenie. No i trzeci wariant,

wyrób luksusowy, spełniający dodatkowe funkcje, posiadający wyższy poziom

jakości i wyższą cenę. Jest on przeznaczony dla klienta wymagającego.



Celem założeń techniczno – ekonomicznych jest wprowadzenie do dalszych

etapów prac, tylko tych projektów, których produkcja jest ekonomicznie i rynkowo

uzasadniona. Zapobiega to angażowaniu się przedsiębiorstwa w prace nad

wyrobem nie spełniającym założeń strategii koncepcji produktu.

10

Założenia techniczno - ekonomiczne

Założenia techniczno – ekonomiczne powinny zawierać:



Dokumentację konstrukcyjną,



Rysunek zestawieniowy,



Niezbędne obliczenia dotyczące funkcjonalności i wytrzymałości,



Warunki techniczne wykonania,



Analizę i ocenę cech użytkowych,



Niezbędny zakres badania prototypu,



Analizę możliwości produkcyjnych,



Wielkość produkcji,



Analizę możliwości rynkowych,



Instrukcję użytkową dla użytkownika,



Wstępne rozwiązania patentowe,



Analizę kosztów,



Harmonogram prac.

Ze względu na zawartą w dokumentacji pełną koncepcję wyrobu i jego konstrukcji,

właściwe konstrukcyjne przygotowanie produkcji jest najważniejszą częścią prac

projektowych. Pełna dokumentacja dotycząca zarówno wyrobów nowych, jak i

zmodernizowanych, zatwierdzana jest najczęściej przez dyrektora naczelnego

przedsiębiorstwa.

11

Dokumentacja
konstrukcyjna

Dokumentacja konstrukcyjna zawiera zbiór dokumentów zawierających

jednoznacznie informacje, które wystarczają do:



Określenia konstrukcji wyrobu i elementów składowych wyrobu gotowego,



Przygotowania założeń procesu produkcyjnego,



Określenia warunków i sposobu użytkowania wyrobu,



Zorganizowania warunków i sposobu użytkowania wyrobów.



Dokładność i zakres dokumentacji konstrukcyjnej uzależniona jest jednak od:



Wielkości i typu produkcji – należy tu brać pod uwagę wyszczególnienie produkcji

na: jednostkową, średnio- i wielkoseryjną oraz masową,



Wielkości przedsiębiorstwa – w tym przypadku bierze się pod uwagę wielkość

zatrudnienia. Stąd możemy podzielić przedsiębiorstwa na: małe (6-50), średnie (51-

500), duże (501-2000) i wielkie (powyżej 2001),



Złożoności wyrobu – można wyróżnić małą złożoność strukturalną wyrobu, wtedy

wyrób składa się z maksymalnie 300 elementów, oraz dużą złożoność strukturalną,

gdy wyrób zawiera powyżej 3000 elementów składowych,



Złożoności procesu technologicznego – zależy od ilości procesów technologicznych

w procesie produkcyjnym. W przypadku poniżej czterech mamy do czynienia z

procesem technologicznym produkcji mało złożonym, powyżej jest to już proces

technologiczny produkcji złożony. Mając na myśli procesy, uwzględniamy rodzaj

procesu technologicznego, a więc: odlewanie, spawanie, obróbka cieplna, obróbka

powierzchniowa...

12

Dokumentacja konstrukcyjna

Dokumentacja konstrukcyjna podstawowa



Rysunki złożeniowe wyrobu, zespołów lub części



Rysunki wykonawcze części



Warunki techniczne wykonania, kontroli i odbioru wyrobu, zespołów i części



Specyfikacje zespołów, podzespołów i części



Rysunki opakowania

Dokumentacja techniczno – ruchowa



Opis techniczny



Instrukcja montażu



Instrukcja obsługi i konserwacji



Wykaz części zamiennych

Dokumentacja handlowa



Opis ofertowy



Rysunek ofertowy



Zamówienie

Dokumentacja uzupełniająca



Schematy i instrukcje montażowe wyrobu i zespołów



Rysunki gabarytowe



Rysunki ogólnego widoku



Obliczenia



Wykaz materiałów



Normy

13

Wyjaśnienia



Rysunki złożeniowe przedstawiają wyrób lub jego główne

zespoły w stanie zmontowanym. Rysunki te powinny być

wykonane zgodnie z zasadami i normami rysunku

technicznego. Zawierają one również informacje

wyjaśniające oraz tabliczki rysunkowe, wraz

z wykazem części wchodzących w skład wyrobu lub

zespołu.



Rysunki wykonawcze elementów składowych wyrobu

gotowego przedstawiają wszystkie części wyrobu

gotowego z danymi potrzebnymi do ich wykonania. Rysunki

te powinny więc zawierać:



Rzuty i przekroje,



Wymiary i tolerancje,



Oznaczenia chropowatości,



Rodzaj materiału,



Wytyczne dotyczące obróbki cieplnej, powierzchniowej...

14

Warunki techniczne stałe i

tymczasowe

Warunki techniczne zawierają wskazówki i zalecenia

dotyczące wykonania, kontroli i odbioru wyrobów będących

przedmiotem produkcji. Można wyróżnić dwa dokumenty

określające warunki techniczne. Są to:



warunki techniczne tymczasowe (wstępne) opracowane dla

prototypów oraz serii próbnych, podlegających próbom

produkcyjnym i eksploatacyjnym. Mogą być również

opracowywane dla serii produkcyjnych, gdzie uległ zmianie, na

określony czas, wyrób produkcyjny (np. zmiana materiałowa).



Drugim dokumentem są warunki techniczne stałe

opracowywane dla wyrobów produkcyjnych po zatwierdzeniu

poprawności prototypów. Warunki techniczne określają

wymagania stawiane użytkowanym maszynom i urządzeniom,

zalecenia dotyczące konserwacji

i napraw oraz warunków przechowywania maszyn i urządzeń.

Bardzo często, aby nie tworzyć kolejnych dokumentów

technicznych informacje o warunkach zamieszczane są na

rysunkach wykonawczych.

15

Specyfikacja

Specyfikacja jest wykazem elementów składowych wyrobu gotowego wraz z

podaniem opisu (nazwa, numer rzeczowy), ilości i jednostki elementów. Dane

dotyczące elementów wyrobu przeniesione są z rysunku złożeniowego na

dokument, by nie zachodziła potrzeba korzystania z rysunku.

Specyfikację można podzielić ze względu na korzystanie z niej na:



Specyfikację konstrukcyjną sporządzaną w dziale konstrukcyjnym, zawierającą

informacje

o elementach składowych i ich powtarzalności w wyrobie gotowym,



Specyfikację produkcyjną opracowaną na podstawie specyfikacji konstrukcyjnej,

dostosowaną do potrzeb produkcji i pełniącą niekiedy rolę zlecenia dla produkcji,



Specyfikację zaopatrzeniową zawierającą dane o częściach, materiałach,

półfabrykatach

w celu ustalenia zapotrzebowania.



Specyfikacja jest innym przedstawieniem struktury wyrobu będącym odbiciem

relacji pomiędzy zespołami i częściami. Zagadnienie struktury wyrobu i odmian

specyfikacji najprościej przedstawić na konkretnym przykładzie.



Będziemy mieć wyrób gotowy składający się z: zespołu A1 o powtarzalności

równej jeden, podzespołu A5 o powtarzalności równej dwa, oraz z elementu T1 o

powtarzalności cztery. Zespół A1 zbudowany jest z podzespołów: A4

(powtarzalność 1) i A5 (powtarzalność 3). Powtarzalność danego elementu

składowego oznacza jego wielokrotne zastosowanie w elemencie lub wyrobie

gotowym, w skład którego wchodzi bezpośrednio.

16

Rodzaje specyfikacji

Specyfikacja pozwala na rozpatrywanie wyrobu gotowego (jego

struktury) w dwojaki sposób:



Analityczny - zadajemy sobie pytanie: z czego zbudowany jest

wyrób? Odpowiedzią

są specyfikacje analityczne wyrobu.



Syntetyczny – zadajemy sobie pytanie: w jakich wyrobach

gotowych, innych zespołach zawarte są dane części i podzespoły?

Wynikiem są tu specyfikacje syntetyczne, zwane powszechnie

wykazami zastosowań.



Specyfikację analityczną można w zależności od potrzeb

przedstawić w sposób ilościowy, strukturalny i modułowy.



Specyfikacja ilościowa jest to wykaz wszystkich części wyrobu

gotowego wymienione tylko jeden raz z podaniem ich ilości łącznej.

Właściwie jest ona stosowana w wypadku wyrobów o prostej

strukturze. Specyfikacja ta nie zawiera dodatkowych podziałów

stopniowych. Można w niej zawrzeć również elementy kompletne,

takie jak zespoły.

17

Zawartość dokumentacji

Dokumentacja jest opracowaniem technicznym i składa

się przeważnie z:



Opisu technicznego wyrobu gotowego przeznaczonego dla

użytkowania w celu zaznajomienia go z budową i działaniem

wyrobu,



Instrukcji montażu w przypadku, gdy wyrób dostarczany jest

użytkownikowi w formie „nie wykończonej” w detalach

montażowych (np. meble w klapkach, urządzenie w zespołach)

i niezbędna jest instrukcja montażu. Powinna być ona

opracowana w sposób jasny, jednoznaczny i prosty,

wspomagana rysunkami instruktażowymi, by można było

wykonać montaż wyrobu samodzielnie,



Instrukcji obsługi i konserwacji. Jest to zbiór zaleceń i

wskazówek wspomagających bezawaryjne użytkowanie i

prawidłową eksploatację wyrobu oraz jego konserwację,



Wykazu części zamiennych zawierającego listę części

niezbędnych do zapewnienia ciągłości użytkowania wyrobu

18

Zawartość dokumentacji



Dokumentacja handlowa.Ta część dokumentacji często przygotowywana jest

przez dział marketingu, przy współpracy działu przygotowania produkcji.

Związana jest bowiem z opracowaniem technicznym, skierowanym do odbiorcy

w celu promowania klientowi wyrobu. Zawiera więc rysunek ofertowy, opis

ofertowy i ewentualnie formularz zamówienia.



Rysunek ofertowy jest graficzną prezentacja wyrobu. Obecnie

przygotowywane

są profesjonalne zdjęcia, rysunki, rzuty przybliżające kształt i wygląd wyrobu

oraz jego cechy.



Opis ofertowy są to dodatkowe informacje, których nie można przedstawić na

rysunku. Zawiera on charakterystykę techniczną wyrobu, informację o

zastosowaniu i znaczeniu wyrobu.



Kwestionariusz, formularz zamówieniowy bardzo często zostaje dołączony

do rysunków i opisu ofertowego, by ułatwić klientowi zakup wyrobu. Oczywiście

odnosi się

to przede wszystkim w przypadku powiązań producent – dystrybutor,

producent – instytucja.

W czasach globalizacji i informatyzacji dokumentacja handlowa jest zamieszczana

na stronach internetowych (www) firm.