Файл: Когут, А. Е. Выбор экономичных параметров машин при конструировании.pdf

Во-первых, трудности методологического характера. Нужна разработать специальную теорию автоматизированного машин­ ного конструирования, решить комплекс экономических, эргоно­ мических, биомеханических, инженерно-психологических и дру­ гих проблем, рассматривающих взаимоотношения человека и машины.

Необходимым условием машинного конструирования является математическое обеспечение многих задач. Нужно разработать специальные алгоритмы для решения этих задач в условиях ком­ плексной автоматизации работ, которые предполагается осуще­ ствить в конструкторских организациях. Препятствием в переходе к полному машинному конструированию является тот факт, что сегодня не все виды творческого труда могут быть описаны мате­ матически.

Вторая трудность связана с техническим обеспечением. Внед­ рение автоматизированного конструирования требует создания не только отдельных моделей машин, но и целого комплекса но­ вого взаимосвязанного в одно целое оборудования: электронновычислительных машин, оргтехники и средств связи. Перед созда­ телями таких ансамблей должны стоять требования, которые обес­ печивали бы разработку оптимальной структуры и внутренней организации систем машин в этих ансамблях.

Третья трудность заключается в организационной подготовке машинного конструирования. Автоматизированная система кон­ струирования может эффективно функционировать только при соответствующей ей организации работ. Это предполагает тща­ тельный анализ и изменение структуры конструкторских органи­ заций, ' совершенствование и унификацию входной и выходной документации, установление форм документооборота, позволяю­ щих использовать машинную обработку и проведение других мероприятий. Необходимо также подготовить и переподготовить специальные инженерно-технические кадры, способные эффективно работать в условиях автоматизированной системы конструиро­ вания.

Даже простое перечисление указанных проблем свидетель­ ствует об огромной и сложной работе, которую нужно осу­ ществить прежде, чем приступить к широкому внедрению автома­ тизированных систем конструирования. Однако не следует делать вывод о принципиальной невозможности машинного конструи­ рования. Необходимо поэтапно, в плановом порядке внедрять ма­ шинное конструирование в практику работы.

В настоящее время могут быть вполне механизированы и даже автоматизированы различные виды работ как творческого, так и нетворческого характера. Имеющийся определенный практиче­ ский опыт нужно обобщить, проанализировать его положительные и отрицательные стороны с тем, чтобы наметить наиболее эффектив­ ные пути перехода в будущем к полностью автоматизированному конструированию.

14

Используемые в конструкторских организациях средства ме­ ханизации и автоматизации делятся на три группы. Это, во-первых, вычислительные машины (аналоговые и цифровые), во-вторых, средства оргтехники (средства размножения, копирования, обра­ ботки документов, инструменты, принадлежности для черчения и математических операций и т. д.),' в-третьих, средства связи и сигнализации (телефоны, диктофоны, телетайпы, селекторная связь и др.).

Особая роль принадлежит электронно-вычислительным маши­ нам (ЭВМ). В конструкторских организациях они могут приме­ няться как для управления деятельностью подразделениями, так и непосредственно в самом процессе конструирования.

Применение ЭВМ намного ускоряет инженерные решения, значительно уменьшает число ошибок, увеличивает точность и объективность расчетов. Так, время конструирования печатных плат и их технологической подготовки к производству (вплоть до выдачи чертежа) сократилось на ЭВМ с 4—5 мес. до 5—6 ч [11].

Использование ЭВМ приводит также к качественным измене­ ниям труда. Так, работники конструкторских организаций освобождают себя не только от выполнения чисто механической, рутинной работы, но также во много раз усиливают свои интел­ лектуальные возможности, подобно тому как орудия труда в промышленности повышают физические функции рабочего.

Электронно-вычислительные машины открывают большие воз­ можности и для многовариантного экономического анализа кон­ струируемых моделей. Например, для выполнения сравнитель­ ного анализа эффективности четырех типов экскаваторов в усло­ виях влияния пяти различных факторов был затрачен всего 1 ч машинного времени при одном операторе вместо 11 500 ч, ко­ торые потребовалось бы затратить при выполнении работ вруч­ ную.

При технико-экономическом обосновании параметров конструи­ руемых машин нередко возникает необходимость в предвидении их поведения в эксплуатации. Для этого создаются опытные мо­ дели, которые испытываются на специальных стендах или в реаль­ ных условиях. Однако для ряда видов машин такой путь не всегда приемлем из-за огромных затрат или определенной опасности испытаний. Построение математической модели испытуемого объекта и просчет на быстродействующих ЭВМ его поведения в заданных условиях являются эффективным средством решения этой задачи.

Одновременно следует заметить, что применение ЭВМ в кон­ структорских организациях не самоцель, а лишь средство повы­ шения эффективности работ этих организаций. Поэтому исполь­ зование ЭВМ для выполнения тех или иных видов работ должно

15

Проведение предварительного обоснования внедрения ЭВМ не­ обходимо еще и потому, что затраты по их производству и экс­ плуатации еще высокие.

Стоимость отечественных электронно-вычислительных машин составляет сотни тысяч рублей. Сравнительно «простая» машина «Киев» стоит около 400 000 руб. Существуют электронно-вычис­ лительные машины, стоимость которых достигает нескольких миллионов рублей. Например, американская ЭВМ «ИБМ-7030» стоит 6 млн. долл. В ближайшее время в нашей стране ожидается промышленное производство машин третьего поколения серии ЕС ЭВМ. Предполагается, что их стоимость будет в несколько раз выше стоимости, применяемой в народном хозяйстве машины «Минск-32».

Значительными являются также эксплуатационные затраты ЭВМ. Расходы по их эксплуатации за пять лет ориентировочно превышают затраты по производству в четыре — шесть раз [10].

Большие затраты по производству и применению электронновычислительных машин — одно из основных препятствий их эко­ номичного внедрения в практику конструирования изделий. Для устранения такого положения необходимо использовать все пути повышения экономичности ЭВМ.

Важным средством решения этой задачи является не только унификация самих ЭВМ, но также унификация и нормализация их деталей, увеличение степени их преемственности и повторяв- . мости. Это приведет к массовому производству деталей ЭВМ, а следовательно, и к снижению затрат по их производству.

Уменьшение стоимости-ЭВМ возможно и за счет других кон­ структивных решений (рациональной компоновки, разработки логических, принципиальных, адресно-монтажных и других схем, обеспечения минимального веса, габаритов и т. п.), а также меха­ низации, автоматизации конструирования и производства. Рез­ кое снижение стоимости предполагается получить в связи с ши­ роким применением интегральных схем по сравнению с применяе­ мыми сейчас твердыми и гибридными микросхемами.

Значительные резервы повышения экономичности электронновычислительных машин кроются не только в сфере их создания, но и потребления. Например, увеличение степени использования ЭВМ по времени приводит к росту объема выполняемых работ, а следовательно, к снижению условно-постоянных и общих затрат на единицу производимой работы. Среднее время загрузки ЭВМ по стране составляет сейчас только 12 ч в сутки, а в отдельных орга­ низациях еще ниже. Так, в 1972 г. средняя суточная загрузка универсальных ЭВМ, находящихся в распоряжении ленинград­ ских КБ и НИИ, равнялась 8,04 ч, а малых ЭВМ — 5,3 ч. Не­ обходимо повысить степень эксплуатации электронной техники. Для организаций, которые не в состоянии загрузить ЭВМ пол­ ностью, целесообразно «продавать» их время заинтересованным организациям. Нужно также шире практиковать совместное

16

владение ЭВМ и организацию вычислительных центров. Важным средством лучшего использования вычислительной техники яв­ ляется повышение ее надежности. При эксплуатации малона­ дежных ЭВМ требуются значительные затраты времени и труда на проведение профилактических работ, технических осмотров и проверок на отыскание неисправностей и их устранение. Для выполнения этих работ нужны обслуживающий персонал высокой квалификации, контрольно-измерительная аппаратура, запасные элементы и вспомогательные материалы.

Низкая надежность машин приводит к простоям, сокращению полезного фонда рабочего времени, росту затрат на единицу работы. Чем выше надежность ЭВМ, тем больше, при прочих равных усло­ виях, их экономическая эффективность. Для увеличения эффек­ тивности ЭВМ необходимо возложить на них решение наиболее серьезных задач. Ориентация их использования только в управ­ ленческой деятельности конструкторских организаций (бухгал­ терского учета, планирования, материально-технического снаб­ жения и т. п.) может не дать высоких результатов. Значительно шире нужно использовать электронную технику в творческом процессе конструирования изделий для решения сложных инже­ нерно-экономических задач. Сдерживающим фактором роста эф­ фективности является большой удельный вес подготовительно­ заключительного времени. Время подготовки задач для решения на вычислительной машине во много раз больше машинного времени. В результате такое качество ЭВМ, как их быстродей­ ствие, не проявляется в полной мере в деле сокращения сроков конструирования объектов.

Механизация и автоматизация подготовительных работ, ши­ рокое внедрение библиотек стандартных и ранее разработанных программ и алгоритмов — важное средство повышения эффектив­ ности использования ЭВМ.

Электронно-вычислительными машинами управляет человек, поэтому для эффективного их использования необходимо соответ­ ствие качественных характеристик машины психофизиологиче­ ским возможностям человека.

Максимальное соответствие антропометрических данных чело­ века, характеристики его органов чувств, создание благоприятных условий (освещенности, окраски, акустики, температуры и т. п.) положительно влияют на работников, сокращают число допускае­ мых ошибок и просчетов, увеличивают полезность ЭВМ. Для по­ вышения эффективности работы конструкторских организаций важное значение имеет не только применение ЭВМ, но и других технических средств, используемых для выполнения чертежных, копировальных, множительных и тому подобных работ. Внедрение технических средств резко снижает трудоемкость этих работ, увеличивает производительность труда. Например, применение чертежно-графического автомата «Итекан», созданного в ин­

производительности труда на чертежных работах в 50—300 раз в зависимости от вида работ [27].

Одним из факторов повышения производительности труда ра­ ботников конструкторских организаций является правильное использование современных копировально-множительных машин, сфера применения которых постоянно увеличивается.

Если некоторое время назад множительная техника конструк­ торских организаций состояла в основном из светокопировальных машин с мокрым способом проявления синек, то сегодня все шире внедряются целые комплексы множительной техники, позволяю­ щей освободиться от рутинного ручного труда при калькировании и размножении технико-экономической документации. Так, с вво­ дом в действие ротационных копировально-множительных машин типа РЭМ-600К полностью отпадает необходимость в копироваль­ ном бюро, численный состав которого в конструкторских органи­ зациях нередко достигает 10% от общей численности работников. Эти машины могут быть также успешно использованы для размно­ жения необходимой документации с ватмана, синьки и кальки.

Повышению эффективности работы конструкторских организа­ ций способствует также оснащение всех рабочих мест работников совершенными средствами оргтехники и средствами связи. Не­ обходимо увеличить объем их производства и число их видов.

2.ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ МАШИН

ИИХ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА

Использование средств труда в системе общественного мате­ риального производства имеет исключительно важное значение для его эффективного развития. Но в составе самих средств труда определяющая роль принадлежит механическим орудиям труда, т. е. машинам, представляющим, по образному выражению

К.Маркса, «костную и мускульную систему производства». Отмечая огромную роль машин в развитии социалистического

производства и повышения его эффективности, В. И. Ленин писал, что «нужно всюду больше вводить машин, переходить

кприменению машинной техники возможно шире» [7]. Поэтому

внародном хозяйстве нашей страны с каждым годом растет число создаваемых машин и оборудования.

Объем производства машиностроения и металлообработки увеличился в 1970 г. по сравнению с 1940 г. в 28,2 раза, а по от­ дельным видам машиностроительных изделий объем производства

вфизических единицах увеличился еще больше. Например, за тот же период произошло увеличение производства бульдозеров

в280,8, экскаваторов в 103,3, электровозов в 35,7 раза. Кроме того, за годы советских пятилеток освоено производство таких

18