Повышение качества проектирования и производства РЭС на основе разработки методических принципов снижения объёмов корректировок конструкторской документации

Важнейшей проблемой современного инновационного производства РЭС является решение задач обеспечения высокого качества и надежности выпускаемой продукции. Уровень качества определяется, как известно разнообразными факторами: социально — экономическими, технологическими, организационными (качеством управления разработками и производством, качеством технологии и организации производства), эргономическими, эстетическими, надежностью и т. п.

Безусловно, все эти факторы играют важную роль в решении задач формирования качества и могут быть обеспечены в ходе реализации единой системы менеджмента качества проектирования и производства. Однако в реальном проектировании и производстве сложных изделий РЭС, к которым относятся РЛС, проявляются глубинные факторы, которые, радикально влияя на процесс проектирования и производства изделий, резко снижают их эффективность и качество, а также могут вызывать серьёзнейшие сбои в производстве, приводящие подчас к потере его ритмичности.

Среди них особо опасными факторами являются явные и скрытые дефекты качества разработки конструкторской и технологической документации поступающей в производство и сложности организации процесса ее корректировки. Они проявляются в больших объёмах конструкторских и технологических ошибок различной физической природы, разного вида и сложности. Большие объёмы и сложность проведения корректировок документации могут приводить к резкому снижению качества проектирования и производства.

В этом смысле изучение этих факторов, причин их возникновения и устранение их проявлений во всей их совокупности — от чисто случайных ошибок в размерных цепях, ошибок в выборе и исполнении проекций на чертежах деталей и сборочных единиц и т. п., до серьёзнейших ошибок вызванных неправильным выбором конструктивных решений, ошибок в инженерных расчетах, выборе технологии изготовления и т. п., влияющих на качество изделий — является исключительно актуальной и важной задачей повышения качества проектирования изделий и организации современного производства.

Проблемам методики организации эффективного проведения НИОКР во взаимосвязи с достижениями техники и технологии посвящены работы многих известных учёных. Среди них известны работы Гастева А. К., Варламова Р. Г., Савина А. И., Ломова Б. Ф., Кочетова В. В., Блинова И. Г., Александровой А. Т., Дунаева П. Ф и др. авторов, однако в этих работах недостаточно проработаны аспекты проведения конструкторских работ и особенно задач связанных с природой и сущностью возникновения конструкторских ошибок и методик их устранения.

В последние годы наблюдаются серьезные структурные изменения в системах организации управления разработками и производством PJIC, в том числе и в организации процесса корректировок документации.

Создание таких систем сталкивается с трудностями, вызванными специфическими тенденциями развития сферы организации проектирования и производства сложных изделий РЭС (к каким относятся радиолокационные комплексы). Среди этих тенденций можно отметить следующие:

• слабое методическое осмысление и организационно — техническое построение процесса конструирования РЭС;

• недостаточное внимание к изучению теоретической, творческой сущности конструирования и как результат, непонимание причин и природы возникновения конструкторских ошибок;

• резкое усложнение маршрутов прохождения больших объёмов документации, в том числе и вызываемых процессами корректировок;

• резкое усложнение функциональных решений РЭС, вызывающих необходимость применения в проектировании и производстве CALS — технологий и ИЛИ — технологий, что приводит к сложным взаимодействиям применения САПР и традиционных методов разработки конструкторской и технологической документации;

• риски возникновения несанкционированных доступов в систему автоматизированного проектирования и производства со стороны заинтересованных подразделений участвующих в разработках и производстве;

• недостаточное внимание и низкий уровень развития методик конструирования на основе разработки размерно-параметрических рядов типовых конструкций РЛС, позволяющих разрабатывать серии модификаций на основе базовой модели, с последующим применением при модернизации конструкций ранее созданных конструкторских и технологических заделов. Остро необходимо построение таких систем организации и управления разработками и производством РЛС, которые обеспечивали бы глубокий анализ видов и сущности ошибок, возникающих, в разработках КД и позволяли проводить их оперативную корректировку.

Эти изменения сопряжены с целым рядом сложных организационно — технологических задач, эффективно решить которые, без построения автоматизированных систем организации проведения корректировок, практически невозможно.

Создание автоматизированных систем корректировки, позволит резко повысить качество разработки РЭС, сократить сроки их проектирования и освоения в производстве.

Учитывая вышеизложенное необходимо признать, что разработка методических принципов снижения объёмов корректировок документации, в том числе и на основе разработки и применения автоматизированных систем управления проведением корректировок и методических принципов снижения объёмов корректировок РЭС является исключительно актуальной проблемой обеспечения качества современного проектирования РЛС.

Объект исследования. Объектом исследования является проблема обеспечения качества проектирования и производства радиолокационных станций.

Цель исследования. Целью исследования является решение задач повышения качества проектирования и производства радиолокационных станций, на основе разработки методических принципов снижения объёмов корректировок конструкторской документации.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели были решены следующие основные задачи:

— проведен анализ теории и методики поиска оптимальных конструкторских решений и организации процесса разработки НИР и ОКР по созданию РЛС;

— проведен анализ конструктивно-технологических и компоновочных решений РЛС;

— проведено исследование процесса конструирования, технологии и организации производства, оценены риски, привносимые большими объёмами и сложностью корректировок конструкторской и технологической документации;

— проведено изучение структуры, причин возникновения и физической природы дефектов качества конструкторской и технологической документации и разработаны методы повышения качества РЭС на основе создания методических принципов снижения объёмов корректировок документации, разработаны методы расчета трудоёмкости проведения корректировок;

— разработан принцип построения автоматизированной системы снижения объёмов и повышения качества управления корректировками и проведен анализ принятых при этом инженерных решений.

Методы исследований. Общей методической основой выполнения исследований являются теория организации производства, теория управления качеством и методы системного анализа. В процессе исследований были использованы методы теории инноваций, общей экономической теории, теории надежности, теории принятия решений.

Научная новизна. К основным новым результатам, полученным в ходе проведенных исследований относятся следующие:

— разработаны и обоснованы новые взгляды на зависимость качества проектирования и производства РЛС от структуры, причин возникновения и физической природы конструкторских ошибок и сложности организации проведения корректировок документации;

— предложена концептуальная модель обеспечения качества разработок и производства РЛС на основе принципов снижения объёмов и повышения качества корректировок документации;

— разработан классификатор причин и шифров изменений конструкторской документации;

— предложены методические принципы снижения объёмов корректировок конструкторской и технологической документации, как исключительно эффективный путь повышения качества РЛС;

— разработана функциональная модель построения подсистемы менеджмента качества (СМК) на этапах разработки.

Основные положения, выносимые на защиту:

• инновационный подход к организации проектирования РЛС;

• аналитические оценки структуры, содержания и физической сущности ошибок, вызывающих корректировки конструкторской и технологической документации и их влияние на качество разработки РЛС;

• концептуальная модель обеспечения качества разработки и производства РЛС;

• методические принципы снижения объёмов и повышения качества корректировок КД и ТД.

Практическая значимость работы заключается в том, что на основе разработанных в диссертации методических принципов снижения объёмов корректировок конструкторской и технологической документации и разработанной автоматизированной системы управления корректировками документации, обеспечено резкое снижение корректировок документации в разработках и соответственно повышение качества радиолокационных комплексов разрабатываемых ОАО «НПО «ЛЭМЗ», многие из которых освоены в серийном производстве, в том числе комплексы вторичной радиолокации ДМРЛ, Лира, А ЮТ, Сопка и др.

Апробация работы. Основные теоретические и методические положения диссертации рассматривались:

• на теоретических семинарах кафедры «Управление инновациями» «МАТИ» -РГТУ имени К. Э. Циолковского (2010;2012 гг.).

• на Международной молодежной научной конференции «XXXVI Гагаринские чтения» Москва, 10−13 апреля 2010 г.

• на Юбилейной Международной молодежной научной конференции «XXXVII Гагаринские чтения» Москва, 10−13 апреля 2011 г.

• на Десятой Всероссийской Научно-практической конференции «Управление качеством» 10−11 марта 2011 г.

• на Одиннадцатой Всероссийской Научно-практической конференции «Управление качеством» 10−11 марта 2012 г. на Международной молодежной научной конференции «XXXVIII Гагаринские чтения» Москва, 10−13 апреля 2012 г.

• на заседаниях Научно-технического Совета ОАО «НПО «Лианозовский электромеханический завод» (2010;2012гг.).

По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 4 в изданиях рекомендованных ВАК для публикации работ соискателей учёных степеней.

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты исследований проведенных в диссертации внедрены в разработках и производстве радиолокационных станций в рамках государственных программ создания средств КВП и УВД РФ, проводимых ОАО «НПО «Лианозовский электромеханический завод». Результаты разработок внедрены в серийное производство радиолокационных станций типа ДМРЛ, Лира А10Т, Сопка, ВВО-АП и разработку нового типораз-мерного ряда РЛС на основе базовой модели.

Структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, общих выводов, списка использованной литературы, приложения, 17 рисунков и 22 таблицы. Общий объём работы — 153 страницы, с приложением на 47 страницах и списком литературы на 73 наименования.

Общие выводы и результаты работы:

1. Организация и методика проведения процесса конструирования является глубоким творческим процессом, успех которого определяется не только глубокими инженерными знаниями и профессиональным опытом конструктора, но и всесторонним учетом человеческого фактора, позволяющим вырабатывать у разработчиков высокую ответственность, строгое выполнение требований методики и организации конструкторских работ. Последние годы процесс конструирования резко усложнился в психологическом, содержательном, творческом плане в связи с развитием САПР различного вида, сквозных систем проектирования. В этих условиях, творчески мыслящий разработчик, тем более не может отводить себе роль ординарного участника процессов проектирования, формировать в себе стремления повысить качество и эффективность разработки конструкторской документации.

2. Анализ организационно — методических принципов построения системы управления стадиями и этапами ОКР показал, что наибольшее количество ошибок, а соответственно и объемов корректировок документации проявляется на стадии эскизного проектирования и стадии разработки рабочей документации.

3. Анализ физической природы, содержания и видов ошибок конструкторской и технологической документации позволил предложить классификацию ошибок, выявив в ней явные (очевидные) и скрытые ошибки, а также классифицировать их на мотивированные и не мотивированные, определяемые влиянием человеческого фактора, что позволяет глубоко проникать в сущность процесса и резко повысить качество разработок и корректировок конструкторской документации. Предложен классификатор причин и шифров изменений.

4. Показано, что правильное формирование комплектности документации является основополагающим подходом в решении задач снижения объёма ошибок в конструкторской документации и определяет эффективность проведения корректировок.

5. Показано, что правильный выбор вида и порядка оформления извещений об изменении, порядок прохождения их маршрута и точное определение ситуаций на этапах разработки, на которых они должны быть проведены, придает системе исправления ошибок строгость и завершенность и позволяет сократить трудоёмкость и повысить качество проведения корректировок. В работе предложена классификация, структура, принципы оформления и порядок прохождения извещений на корректировку КД.

6. Проведены разработки методики расчета трудоёмкости разработки и корректировок конструкторской документации, в основу которой положены группы новизны, сложности, коэффициенты автоматизации и т. д.

7. Предложено и обосновано понятие «группировочный разрез», позволяющий путем подразделения видов извещений на группы сложности, по-разному строить организацию и процедуры корректировок документации.

8. На основе проведенного в диссертации исследования разработаны методические принципы снижения объёмов корректировок конструкторской документации.

9. Показано, что проведение разработок на основе создания базовой модели и последующего развития ее по значениям размерно-параметрических рядов, позволяет практически избежать возникновения конструкторских ошибок за счет создания типовых конструкций и конструкторских заделов.

10. Предложена автоматизированная система управления корректировками конструкторской документации. Разработан алгоритм функционирования автоматизированной системы управления корректировками конструкторской и технологической документации.