Повышение эффективности технической подготовки производства электродвигателя на основе информационных технологий: На примере ОАО "Сафоновский электромашиностроительный завод" тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.07, кандидат технических наук Аристов, Борис Николаевич

• Аристов, Борис Николаевич
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Аристов, Борис Николаевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 .Основы оценки конкурентоспособности электрических машин

1.2. Состояние вопроса повышения конкурентоспособности производства на ОАО "Сафоновский электромашиностроительный завод".

1.3. Цель и задачи исследования

ГЛАВА 2. КОНЦЕПЦИЯ ВНЕДРЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ.

2.1. Архитектура системы автоматизации технической подготовки производства электродвигателей.

2.2. Система автоматизированной поддержки инженерных решений (САПИР)

2.3. Состав и структура базы информационных знаний по производству электродвигателей

2.4. Концепция "параллельного проектирования" при технической подготовке производства электродвигателей

2.5. Выводы.

ГЛАВА 3. ФОРМАЛИЗАЦИЯ ОПИСАНИЯ ОБЪЕКТА ПРОИЗВОДСТВА - КОРОТКОЗАМКНУТОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.

3.1. Служебное назначение и принцип действия короткозамкнутого асинхронного электродвигателя К АД

3.2. Функционально-физический анализ электродвигателя на первом уровне его разбиения на функциональные блоки

3.3. Функционально-физический анализ статора К АД на втором и последующих уровнях разбиения на элементы

3.4. Функционально-физический анализ ротора КАД на втором и последующих уровнях разбиения на элементы

3.5. Функции блока вспомогательных устройств КАД 100 3.5. Разработка функциональной и структурной моделей КАД 101 3.7. Выводы

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА КОНСТРУКТОРСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА КОРОТКОЗАМКНУТОГО

АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

4.1. Заявка заказчика

4.2. Поисковое проектирование

4.3. Конструирование

4.4. Разработка стратегии конструирования

4.5. Общая схема системного проектирования КАД

4.6. Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности технической подготовки производства электродвигателя на основе информационных технологий: На примере ОАО "Сафоновский электромашиностроительный завод"»

В условиях открытого рынка многие традиционно решаемые проблемы построения машин в том числе и электрических машин, как основы главного привода всех элементов технологической среды, должны быть заново переосмыслены и модифицированы.

Речь идет о системном подходе к полному жизненному циклу электрических машин, охватывающем вопросы маркетинга, формирования технических характеристик, конструирования, технологии изготовления, контроля точности, сбыта и сервисного обслуживания. Не менее важной является проблема разрешения противоречий между производителями и потребителями электрических машин. Несмотря на то, что вот уже несколько лет утверждаются рыночные отношения производители электрических машин часто психологически не могут отойти от прежних стереотипов работы в условиях госзаказа и планового хозяйства. Все их действия направлены на изготовление и сдачу продукции в соответствии с выданными заданиями любой ценой и, в ряде случаев, даже с браком. Ситуация усугубляется и чрезвычайно сложными экономическими условиями работы производителей: отсутствием оборотных средств, высокими тарифами и налогами, низкой заработной платой и другими. Зачастую психологически производители ориентированы только на изготовление электрических машин, а не на продажу, что во многих случаях приводит к тому, что выпущенные машины оказываются нереализованными либо из-за низкого качества, либо из-за высокой цены предложения. Поведение потребителей электрических машин во многом расходится с действиями их производителей. Потребитель хочет иметь электрическую машину, которая бы удовлетворяла всем его запросам, была проста и удобна в эксплуатации. Опыт последних международных выставок: «Электро-98», г. Москва, «Международная машиностроительная ярмарка» г. БРНО, «Энергетика и электротехника» г. Санкт-Петербург, показывает, что наряду с высокими показателями электрических машин по таким параметрам как КПД, класс изоляции, cos/, пусковые токи, моменты и безопасные условия работы, дизайн - потребители большое внимание уделяют отпускной цене электрической машины, оценке возможности затрат при эксплуатации, а так же срокам ее изготовления. В этой связи особую актуальность приобретают вопросы экономики и организации производства электрических машин с учетом обеспечения требуемых технических характеристик. В условиях развивающихся рыночных отношений предприятие вынуждено вступить в острую конкурентную борьбу за потребителя. В этой борьбе, при наличии на рынке достаточно большого количества производителей электрических машин, выжить можно только при условии, если потребитель получает более качественную, более дешевую и сделанную в более короткие сроки электрическую машину.

При создании новой электрической машины, достаточно длительный период времени уходит на конструирование и подготовку производства. В современных же условиях темпы технического прогресса определяются темпами создания новых эффективных технических решений. Следовательно, повышение качества и производительности процесса проектирования является сегодня решающим условием роста эффективности машиностроительного производства. Однако современному конструктору приходится работать в сложных условиях, сталкиваясь с целым рядом проблем.

Во-первых, качественная специфика современной электрической машины заключается в том, что заказчику часто требуется электрический двигатель в комплекте с системой управления, регулирования, возможностью диагностики и возможностью быстро встраиваться в его техническую систему.

Во-вторых, НТР привела к устойчивым изменениям таких показателей развития техники в ведущих отраслях машиностроения, как резкое увеличение числа различных технических систем, рост объема научно-технической информации, используемой в конструкторских разработках, сокращение сроков создания новых изделий и уменьшения времени их морального старения. Совместное влияние этих факторов приводит к тому, что объем необходимых проектных работ возрастает примерно в 10 раз через каждые 10 лет [18]. Такими темпами, разумеется, число проектантов расти не может. Возникает и все более усугубляется несоответствие между необходимым и фактическим объемом проектных работ. Из-за этого большинство проектов новых технических средств все менее прорабатывается, что ведет к снижению их качества.

В-третьих, проектирование - это, пожалуй, единственная область деятельности человека, в которой с момента ее зарождения и до наших дней достигнуты самые скромные результаты в повышении производительности труда. Если в производстве она выросла в среднем на 1000%, за последние 100 лет, то в конструировании - менее чем на 20% [19].

В данной работе решается актуальная научная задача повышения эффективности технической подготовки производства тяжелых электродвигателей на основе информационных технологий.

Заключение диссертации по теме «Автоматизация технологических процессов и производств (в том числе по отраслям)», Аристов, Борис Николаевич

4.6. ВЫВОДЫ

По результатам исследования процесса проектирования КАД, которые основаны на данных функционально-физического анализа и положениях методологии функционально-объектного проектирования объектов:

1 .Определены три проектирующих подсистемы КАД.

2.Разработана стратегия конструирования КАД.

3.Разработана схема системного проектирования КАД с оптимальной стратегией совмещенного конструирования его элементов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В результате проведенных исследований решена отдельная научная задача повышения эффективности технической подготовки производства электродвигателей на основе информационных тенологий.

2. Сформулирована концепция технической подготовки производства электродвигателей на ОАО «СЭЗ», которая предлагает:

-ввести технологию «параллельного проектирования», -в качестве инструмента автоматизации процесса использовать систему автоматизированной поддержки инженерных решений (САПИР),

-автоматизацию процесса осуществлять на базе единой автоматизированной базы знаний (АБЗ),

3. На основе методов функционально-физического анализа разработаны функциональные и структурные и структурные модели объекта производства - КАД:

-определен необходимый и достаточный перечень функциональных элементов, реализующих служебное назначение КАД,

-выявлены функциональные связи между элементами КАД различных уровней разбиения,

-определены структурные связи строения КАД.

4. Разработана схема системного проектирования КАД: -определены состав и структура процесса,

-установлены функциональные и информационные связи между этапами процесса,

-уточнена стратегия конструирования.

5. Внедрение результатов работы позволило:

-повысить эффективность существующего процесса технической подготовки КАД при применении схемы системного конструирования и технологии «параллельного проектирования»,

-начать работы по автоматизации технической подготовки производства КАД на основе методологии САПИР и АБЗ.

СХЕМА ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОРОТКОЗАМКНУТОГО

1. ЗАЯВКА ЗАКАЗЧИКА

1.1. Характеристики заказываемого КАД

Мощность, кВт

Напряжение, В

Частота сети, Гц

Число пар полюсов

Коэффициент полезного действия

Коэффициент мощности

Типоразмер

Степень защиты

Модификация

Специализация

Узкая специализация

Специальные требования заказчика 9 ® 6 # 9 « в в в $ в • а

АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ рис.41.)

1.3. Определение пути решения задачи

1 Новое проектирование

2 Проектирование по аналогу

3 Заказ на изготовление

1.4. Предварительная оценка затрат на реализацию задания заказчика

1.5. Принятие решения по заданию заказчика

Разработка возможна?

Да

Нет

Разработка целесообразна?

Да 1

Нет

2. ПОИСКОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

2.1. Выбор базового аналога/ар шлогов

Серия, типоразмер, степень защиты, модификация, специализация, система вентиляции и т. п. ч

2.2. Проектирование статора

1 Геометрия листа статора

2 Проектирование сердечника статора

3 Проектирование обмотки статора

4 Выбор системы изоляции обмотки

5

Таблицы с базовыми данными расчетов

1 V

2.3. Проектирование ротора

1 Геометрия листа ротора

2 Проектирование сердечника ротора

3 Проектирование обмотки ротора

4 1 Выбор системы изоляции ротора

Таблицы с базовыми дани ыми расчетов

РиеАц лист 2 )

2.4. Проверочный электромагнитный расчет

Обмоточная записка у

2.5. Проектирование/выбор системы вентиляции

Тип, компоновочная схема/чертеж

2.6. Проектирование/выбор системы управления

Принципиальная схема/тип

1 г

2.7. Формирование технического задания

1 Номинальные данные двигателя

2 Типоразмер

3 Степень защиты

4 Специализация

5 Спецтребования заказчика

6 Обмоточная записка

7 Число изготавливаемых объектов

8 Максимальная себестоимость объекта

9 Аналог по чертежу №.

10 Сроки выполнения проекта

Рис.^|Л. ( лист 3 )

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Аристов, Борис Николаевич, 1999 год

1. Антонов M.B. Технология производства электрических машин./ М.: Энергоатомиздат, 1990. -567с.

2. Автоматизация поискового конструирования // Под редакцией А.И. Половинкина / М.: Радио и связь. 1981. 256с.

3. Автоматизация проектирования летательных аппаратов, В.В. Володин. М.: Машиностроение. 1991. - 256с.

4. Аристов Б., Мелешина Г., Киреев В. Автоматизация технической подготовки производства на ОАО «Сафоновский электромашиностроительный завод» // Проблемы CALS Технологий: Сб. Паучн. тр./ Под редакцией В.Г. Митрофанова. - М.: 1998. - С. 81-88.

5. Аристов Б., Мелешина Г., Киреев В. САПР для Сафоновского электромашиностроительного завода / САПР и ГРАФИКА. 1999. - №2.1. Г* QT ПЛ

6. Аристов Б., Евдокимов С. И др. Деятельность конструктора по блочно-модульному проектированию в компьютерной среде (на примере проектирования асинхронных электродвигателей) / САПР и ГРАФИКА. -1999. №5 С.

7. Аристов Б.Н., Рыбаков A.B. и др. Место и роль информатики в индустриальном обществе ( на примере задач компьютерной подготовки производства) / в печати.

8. Аристов Б.Н. Прохоров А.Ф. Функционально-физический анализ короткозамкнутого асинхронного электродвигателя. / в печати.

9. Гончаров В.В. В поисках совершенства управления. / Руководство / Московская типография №2. 1997. 735С.

10. Все о маркетинге / Сб. материалов для руководителей предприятий / М.: Азимут-Центр. 1992. 366С.

11. Котлер Ф. Основы маркетинга./М.: Прогресс. 1990. - 734С.

12. Кутин A.A. Создание конкурентоспособных станков./М.: Изд-во «Станкин». 1996. -202С.

13. Маджеров С. Международный маркетинг./М.: Международные отношения. 1979. 576С.

14. Менеджмент систем качества // М.Г. Круглов и др./М.: ИПК Изд-во стандартов. 1997. 368С.

15. Митрофанов В.Г., Соломенцев Ю.М., Шатунов С.А. Проблемы создания компьютеризированных интегрированных производств // Проблемы CALS-Технологий: Сб. научн. тр./Под редакцией В.Г. Митрофанова. М.: 1998/ - С.5-12.ЭВМ./М.:

16. Проектирование электрических машин/И.П. Копылов и др./М.: Энергия, 1980. 345С.

17. Прохоров А.Ф. Конструктор и ЭВМ./М.: Машиностроение. 1987.-272С.

18. Прохоров А.Ф. Системное проектирование технологических машин/ М.: Изд-во МГТУ им. Баумана. 1994.-56С.

19. Прохоров А.Ф. Системное проектирование технических средств/ Автоматизация проектирования 1998. - №1 - С.33-70.

20. Портер М. Международная конкуренция./М.: Международные отношения. 1993. 202С.

21. Рыбаков A.B. Обзор существующих CAD/CAE/CAM систем для решения задач компьютерной подготовки производства/ Информационные технологии. - 1997. - №3. - С.2-8.

22. Автоматизация разработки и выполнения конструкторской документации: Учебное пособие для электротехнических, приборостроительных специальностей вузов./ Э.Т. Романычева, Т.М.1 оо 133

23. Сидорова, A.B. Николаев и др., под .ред. Э.Т. Роман ычевой М.: Высшая школа, 1990, с. 176.

24. Райан Д. Инженерная графика в САПР/Перевод с английского -М.: Мир, 1989, с. 391.

25. Рыбаков A.B. и др. Интегрированная интелектуальная система ИнИс./ Информационные технологии 1996. - №3. - С. 10-13.

26. Рыбаков A.B., Соломенцев Ю.М. Компьютерная подготовка производства/Автоматизация проектирования. 1997.-№1.- с.31-35.

27. Рыбаков A.B. Интел с ктуаль ная компьютерная среда/ Автоматизация проектирования. 1997. - №3. - С. 40-45.

28. Рыбаков A.B. и др. Создание систем автоматизированной поддержки инженерных решений./Автоматизация проектирования.1 AQ7 ЛГ„С Г^ Л Л С1i уу /. jih j - tt-Э i.

29. Рыбаков A.B. и др. Система автоматизированной поддержки инженерных решений при проектировании электродвигателей./ Автоматизация проектирования. 1998. - №1. С.27-32.

30. Смирнов A.B., Юсупов P.M. Технология параллельного проектирования: основные принципы и проблемы внедрения/Автоматизация проектирования. 1997. - №2 - С. 50-55.

31. Соломенцев Ю.М. Конструкторско-технологическая информатика и автоматизация производства./М.: Изд-во «Станкин». 1992. 126С.

32. Токарев Б.Ф. Электрические машины/ М.: Энергоатомиздат, 1990. -624С.

33. Физические эффекты в машиностроении: Справочник// В.А. Лукьянец и др.;/ М.: Машиностроение, 1993/- 224С.

34. Виноградов Н.В. производство электрических машин. Учебное пособие для вузов М.: Энергия 1970, С. 288.

35. Методика расчета асинхронных двигателей завод «Динамо», Москва, 1951, с. 80.

36. Расчет трехфазных асинхронных двигателей ПО «Электросила», Ленинград, 1952, с. 145.38.0ТЛ.269.000.Предварительные рекомендации по методам вентиляционных и тепловых расчетов асинхронных электродвигателей -ЦГЖТБ КЭМ, Ленинград, 1965,с. 54.

37. Лихачев A.A., Лихачев А. А Поэтапная автоматизация подготовки производства. Автоматизация проектирования, №3. 1997, с. 59-63.

38. Потапов А. Комплексное решение задач автоматизированного проектирования, инженерного анализа и технологической подготовки производства САПР и графика, №4, 1998, с. 19-23.

39. Унифицированная серия асинхронных двигателей йнтерэлектро/В.И. радин, Й.Лондин, В.Д. Розенкноп и др.; под ред. В.И. Радина/ М.: Энергоатом из дат, 1990, с. 416

40. Сергеев П.С. и др.; Проектирование электрических машин- М.: Энергия, 1969, с.632.

41. Домбровский В.В., Хуторецкий Г.М. основы проектирования электрических машин переменного тока Л.: Энергия, 1974, с.504.

42. Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические машины. В 2-х частях. Часть 2. Машины переменного тока. Учебник для студентов высших технических-Л.: Энергия,1973, с.648

43. Вермишев Ю.Х. Основы автоматизации проектирования М.: Радио и связь, 1988, с.280.

44. Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Издание официальное М.: Государственный комитет СССр по стандартам.

45. Автоматизированное проектирование электрических машин: Учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности

46. Электромеханика»/Ю.Б. Бородулин, B.C. Мостейкис, Г.В.Попов, В.П. Шишкин; под. Ред. Ю.Б. Бородулина- М.: Высшая школа 1989, с.280.

47. Автоматизированное проектирование. Геометрические и графические задачи/ B.C. Полозов, O.A. Будеков, С.И. Ротков и др. М.: Высшая школа, 1098, с. 280.

48. Кураксин С.А., Бикулов С.А., Брарнов JI.B., Козлов С.Ю., Ксенофонтов Д.К., Ефремов А.Н. T-FLEX CAD- новая тенология построения САПР Автоматизация проектирования, №1, 1996, с 50-54.

49. СТП 04.703-98. Стандарт предприятия. Управление проектированием. Методологическая инструкция. -ОАО «СЭЗ», 1998, с. 11.

50. СТП 03.702-98. Стандарт предприятия. Анализ контракта. Методологическая инструкция. ОАО «СЭЗ», 1998, с. 11.

51. СТП 03.707-98. Стандарт предприятия. Общие требования к выполнению ведомости конструктроской документации. ОАО «СЭЗ», 1998, с. 11.5 8.Планирование конструкторских работ по нормативам. Инструкция. ОАО «СЭЗ», 1971, с. 10.

52. Лихачев А., Лихачев А. Высший уровень автоматизации подготовки производства САПР и графика, №4, 1998, с.51-58.

53. Программа ASKZ2 электромагнитный расчет асинхронных двигателей с короткозамкнутым роторм - ОАО «СЭЗ».

54. Программа ASKZ3 электромагнитный расчет асинхронных двигателей с короткозамкнутым роторм - ОАО «СЭЗ».62 .Программа ANSK электромагнитный расчет асинхронных двигателей с короткозамкнутым роторм - ОАО «СЭЗ».

55. Программа FAZA электромагнитный расчет асинхронных двигателей с фазным роторм - ОАО «СЭЗ».

56. Программа ARD электромагнитный расчет асинхронных двигателей с фазным роторм - ОАО «СЭЗ».

57. Номенклатурный каталог АО «Электромаш» Тирасполь, 1997,с.72.

58. T-FLEX CAD. Руководство пользователя. М.: АО «Топ системы», 1997, с. 383.

59. Менеджмент систем качества: Учебное пособие/М.Г.Круглов, С.К. Сергеев, В.Д. Такташов и др. М.: ИПК Издательство стандартов,1997, с.368.

60. Управление качеством: Учебник для вузов/ С.Д. Ильенкова, Н.Д. Ильенкова, B.C. Мхитарян и др.; Под ред. С.Д. Ильенковой М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1998, с. 199.

61. Медынский В.Г., Ильдеменов C.B. Реинжиниринг инновационного предпринимательства: Учебное пособие для вузов/ Под ред. Проф. В.А. Ирикова М.:

62. Интелектуальная компьютереная среда ИКС. Блоки принятия решений ИКС/БПР. Руководство пользователя Москва, 1994, с.33.75.пиотровский Л.М. Электрические машины. Учебник для техникумов Л.: Энергия 1974, с. 504.

63. ТУ16-94 ГАЕИ.528311.003ТУ Электродвигатели асинхронного типа ДАВ. Технические условия ОАО «СЭЗ», 1994, с. 16.

64. ТУ 16-94 ГАЕИ.528311.002ТУ Электродвигатели асинхронного типа ДАН. Технические условия ОАО «СЭЗ», 1994, с. 16.

65. ТУ 16-94 ИАКС.528411.001ТУ Электродвигатели асинхронного типа А2К. Технические условия ОАО «СЭЗ», 1994, с. 20.79. 3381-001-00213109-97 Электродвигатели асинхронного типа ДА304. Технические условия ОАО «СЭЗ», 1997, с. 23.

66. Тембель П.В., Геращенко Г.В. Справочник по обмоточным данным электрических машин и аппаратов. К.: Техника, 1981, с. 475.

67. Ясинский В.Б. Анализ подсистемы конструкторско-технологической подготовки производства: Проблемы САЬ8-технологий. Сборник научных трудов/ под ред. В.Г. Митрофанова М.: 1998, с.47-55.