1 引言
隨著我國軍工技術(shù)的突飛猛進,軍工產(chǎn)品向小型化輕量化方向發(fā)展,其產(chǎn)品的功能、尺寸、重量越來越符合現(xiàn)代軍事作戰(zhàn)的特點,新材料、新工藝、新設(shè)備的投入應(yīng)用,使產(chǎn)品的構(gòu)造趨向模塊化、集成化,在保證產(chǎn)品性能、質(zhì)量要求的前提下,縮短產(chǎn)品的研制生產(chǎn)周期,確保研制產(chǎn)品的可制造性,是加快部隊裝備的關(guān)鍵。
設(shè)計工藝性是軍工產(chǎn)品設(shè)計工作中的一項重要因素,也是產(chǎn)品的固有屬性之一,它直接決定了產(chǎn)品的可制造性、可靠性、維修性、保障性、測試性、安全性和環(huán)境適應(yīng)性。因此,軍工產(chǎn)品設(shè)計中選用合理的結(jié)構(gòu)、合適的材料及工藝,在設(shè)計伊始提高產(chǎn)品的設(shè)計工藝性,對保證產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性、提高研制水平、增強產(chǎn)品批生產(chǎn)能力和有效控制成本有著重要的現(xiàn)實意義。
2 設(shè)計工藝性分析
2.1 產(chǎn)品的設(shè)計工藝性
軍工產(chǎn)品的設(shè)計工藝性是多種特性的綜合,即通過產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)策劃,形成最有效的、最可靠的和經(jīng)濟的方法,進行產(chǎn)品的制造、裝配、檢查、試驗、安裝、檢驗和驗收,并能符合產(chǎn)品的技術(shù)要求、環(huán)境使用要求和質(zhì)量要求。即在產(chǎn)品的全壽命周期中均體現(xiàn)了產(chǎn)品的設(shè)計工藝性。因此,具有良好工藝性設(shè)計應(yīng)該是:具有適當(dāng)技能的操作者,通過合理、經(jīng)濟的方法,采用經(jīng)濟和易獲得的材料,在較短的時間內(nèi),制造出滿足技術(shù)要求的產(chǎn)品。
設(shè)計工藝性可以歸結(jié)為以下三點: (1)設(shè)計工藝性是產(chǎn)品的固有屬性,產(chǎn)品設(shè)計的各種要素都對設(shè)計工藝性產(chǎn)生影響。
(2)設(shè)計工藝性是對產(chǎn)品性能、生產(chǎn)周期、全壽命成本、可靠性、維修性、保障性、測試性、安全性和環(huán)境適應(yīng)性等的綜合平衡優(yōu)化的結(jié)果,其目的是在滿足產(chǎn)品性能和六性要求的前提下,滿足經(jīng)濟高效生產(chǎn)的要求。
(3)設(shè)計工藝性不但與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的各種要素有關(guān),而且與工藝布局、公司現(xiàn)有的設(shè)備及測試手段等生產(chǎn)要素密切相關(guān),同時與產(chǎn)品的生產(chǎn)批量密切相關(guān)。
2.2 設(shè)計工藝性工作的目標
設(shè)計工藝性是設(shè)計人員進行產(chǎn)品設(shè)計時必須考慮的重要因素之一,設(shè)計人員在產(chǎn)品設(shè)計開始,不但要考慮軍工產(chǎn)品六性的要求,還要考慮產(chǎn)品生產(chǎn)時的可制造性問題。特別是采用新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備的同時,對產(chǎn)品的設(shè)計進行優(yōu)化,對工藝方法進行優(yōu)化,以滿足產(chǎn)品性能的要求,滿足質(zhì)量和可生產(chǎn)性的要求,以持續(xù)改善產(chǎn)品的可制造性。
產(chǎn)品設(shè)計工藝性的目標:就是在滿足產(chǎn)品性能、進度、質(zhì)量、可靠性等要求的同時,依據(jù)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件,以最合理、最經(jīng)濟和最可靠的方式將其快捷的生產(chǎn)出來。
2.3 設(shè)計工藝性相關(guān)要素
設(shè)計工藝性涵蓋了從產(chǎn)品設(shè)計、材料、工藝、制造、經(jīng)濟、質(zhì)量等諸多學(xué)科和領(lǐng)域。因此,與設(shè)計工藝性相關(guān)的影響要素很多。從設(shè)計和生產(chǎn)方面,影響設(shè)計工藝性的要素有以下幾點:
(1)優(yōu)化設(shè)計
滿足產(chǎn)品性能指標要求是設(shè)計軍工產(chǎn)品的最基本要求,在設(shè)計開始應(yīng)對該軍工產(chǎn)品的使用環(huán)境剖面進行了解,因為對產(chǎn)品使用環(huán)境及技術(shù)指標要求的全面、正確理解對實現(xiàn)設(shè)計工藝性良好的產(chǎn)品至關(guān)重要。優(yōu)化設(shè)計時應(yīng)盡量減少產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的零件數(shù),減少所需裝配工序與裝配方法,以便于制造、成本最小,并符合企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)能力。如果對產(chǎn)品技術(shù)要求理解不全面,往往導(dǎo)致對所設(shè)計產(chǎn)品的某一特性提出過高要求,可能對產(chǎn)品的工藝性產(chǎn)生嚴重損害。例如,對產(chǎn)品表面粗糙度提出過高的要求,有時會導(dǎo)致產(chǎn)品合格率下降、制造周期和成本大幅提高。另外,采用復(fù)雜的方法滿足設(shè)計要求將導(dǎo)致制造成本增加,也會影響生產(chǎn)周期,同時增加可靠性、環(huán)境適應(yīng)性和可維修性的成本。
(2)元器件、原材料選擇
選擇元器件時應(yīng)優(yōu)先考慮國產(chǎn)化的元器件,避免選擇國外定制或敏感度較高的器件,一旦發(fā)生突發(fā)狀況,將影響元器件的采購。原材料的選擇應(yīng)從材料的物理和化學(xué)特性多方面作為基本的設(shè)計準則,這些性能將影響制造工藝的選擇。因為在可承載性、可成形性、可加工性、連接、熱處理及表面處理等方面存在相互影響。設(shè)計應(yīng)規(guī)定盡可能有多的材料選擇,以拓寬潛在制造工藝的種類,僅指定一種材料的設(shè)計將限制其與制造過程的兼容性。
(3)工藝選擇
僅有一種材料或制造工藝才能滿足產(chǎn)品設(shè)計目標要求的情況很少,多數(shù)情況下,多種材料和工藝中的任何一種都可以制造出滿足要求的產(chǎn)品,通過預(yù)測由于材料短缺或可應(yīng)用工藝不足形成的“瓶頸”而確定替代材料和工藝,會極大提高產(chǎn)品的可制造性。
(4)容錯及公差要求
不必要的嚴格公差和表面粗糙度要求對可制造性是極為不利的,有時需要采用更專用、特殊的工藝過程或依賴操作者的特殊技能才能保證達到嚴格的公差和粗糙度要求。因此,應(yīng)規(guī)定滿足產(chǎn)品要求的最低的質(zhì)量等級。
(5)產(chǎn)品技術(shù)基線狀態(tài)
在軍工產(chǎn)品設(shè)計和研制中,應(yīng)在繼承和創(chuàng)新之間做好平衡,選擇滿足用戶需求和技術(shù)指標要求的成熟資源平臺作為技術(shù)狀態(tài)基線,最大程度的利用成熟技術(shù)和完善已有的預(yù)研成果,并注意汲取其它產(chǎn)品在研制過程中出現(xiàn)的問題和解決措施,落實在方案設(shè)計和產(chǎn)品研制過程中,以提高研制質(zhì)量,確保研制進度,有利于降低生產(chǎn)成本。 (6)試驗、檢驗
產(chǎn)品的試驗、檢驗,是產(chǎn)品生產(chǎn)、組裝、交付等質(zhì)量保證的必要過程,在產(chǎn)品設(shè)計時必須考慮產(chǎn)品的可測試性,維修性和保障性設(shè)計。
3 設(shè)計工藝性評審
設(shè)計工藝性評審伴隨著整個設(shè)計工藝性分析過程,而且隨時可以進行,不只是在產(chǎn)品設(shè)計方案確定以后。設(shè)計工藝性評審的方法主要有成本估計、模擬仿真、收支平衡分析、敏感性分析、價值工程學(xué)、關(guān)系樹和容差分析等。只有通過設(shè)計工藝性評審,才能反映出產(chǎn)品是否在企業(yè)的現(xiàn)有制造能力下被生產(chǎn)出來。工藝性的評審可以從通過對工藝過程的評審來展開。對工藝的科學(xué)合理性、繼承性、經(jīng)濟性、標準化等各方面進行評價。在設(shè)計文件編制完成時,可對設(shè)計階段進行工藝設(shè)計性評審,在產(chǎn)品定型前,對制造工藝方面進行工藝性評審。每一次工藝評審,應(yīng)邀請對產(chǎn)品質(zhì)量有影響的所有職能部門代表參加,需要時可邀請顧客代表或其他專家參加,對工藝設(shè)計的正確性,先進性、經(jīng)濟性、可行性、可檢驗性進行分析、審查和評議。工藝評審的依據(jù)包括設(shè)計資料、研制任務(wù)書和合同,有關(guān)的法規(guī)、標準、技術(shù)管理文件和質(zhì)量體系程序,以及上一階段的評審結(jié)論報告。
4 結(jié)論
設(shè)計工藝性是產(chǎn)品多種特性的綜合,因此,企業(yè)應(yīng)建立設(shè)計工藝性評價體系,應(yīng)根據(jù)管理級別和產(chǎn)品研制程序,建立分級、分階段的工藝性評審制度并列入研制計劃。未按規(guī)定要求進行工藝性評審或評審未通過,則工作不得轉(zhuǎn)入下一階段。其目標是為了持續(xù)改進和完善企業(yè)的可生產(chǎn)性保證體系,就像企業(yè)質(zhì)量保證體系一樣,設(shè)計工藝性體系評價可以幫助識別體系的哪些方面或環(huán)節(jié)需要改進,加強,以便提高持續(xù)開發(fā)的產(chǎn)品的可生產(chǎn)性。
審核編輯 :李倩
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原文標題:淺談軍工產(chǎn)品的設(shè)計工藝性
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