Две главные причины задерживают наступление периода, когда полностью освоено производство.
Во-первых, большая трудоемкость проектирования, а также ошибки в чертежах. Несмотря на контроль чертежей на важнейших стадиях подготовки, ошибки все же «просачиваются» и обнаруживаются даже в процессе производства. Исправление ошибок тормозит выпуск и вызывает лишние затраты (например, на тракторных заводах до 10—16% стоимости конструкторских работ, а при запуске прежних марок легковых машин бывало и больше).
Во-вторых, нарушение технологической дисциплины. Заданные в чертежах размеры деталей, шероховатость поверхностей и т. п. нарушаются, если на любом из рабочих мест работают не так, как указано в карте технологического процесса (инструкции), — неправильно выполняют и заливают литейную форму или в механическом цехе применяют не тот режущий инструмент, снимают не той величины стружку и не с той скоростью, как предписано, отклоняются от заданного порядка операций и т. д. Такие нарушения обходятся очень дорого. Они вызывают брак, затягивают освоение новых изделий и могут расстроить налаженное уже производство от самой мелкой детали до целой машины.
Строжайшее соблюдение технологической дисциплины всеми без исключения работниками — закон современного производства. Чтобы этот закон соблюдался, мастера доводят инструкции, чертежи до каждого рабочего и помогают ему разобраться в них и правильно выполнить свою операцию. Только в этом случае рабочий получит (и передаст своему товарищу на следующую операцию) нужного и постоянного качества заготовки (полуфабрикаты), сможет работать без брака, выполнять норму выработки. На некоторых заводах рабочим раздают памятки с важнейшими сведениями по их профессиям.
Создавать и закреплять, изменять и улучшать
Однако каждый из вас может задать законный вопрос: неужели я не имею права улучшить способ обработки (сборки) или конструкцию детали (узла), если у меня появилась, как мне кажется, новая, интересная идея? Можешь и даже должен, но не самовольно, в одиночку, так как нужно не только продумать и проверить новую идею, но и выяснить, не потребуется ли заказать другой инструмент, как это отразится на других деталях и еще ряд моментов, которые на отдельном рабочем месте могут быть неизвестны. Действовать в этом случае следует организованно, через БРИЗ — бюро рационализации и изобретательства. Техническое творчество при рационализации проявляется в том, чтобы найти нечто уже известное в данной отрасли техники, и приспособить к конкретным условиям, иными словами, найти наиболее подходящий ключ и подогнать его по замку. Решение же изобретательской задачи — это тот случай, когда вообще нет готового ключа.
Здесь рассмотрят предложение, и когда примут его, то органы подготовки производства внесут нужные изменения в технологический процесс, а если нужно, то и в чертежи. Будет польза для дела и поощрение тебе — автору — за хорошее предложение.
В решениях XXV съезда КПСС записано: «Всемерно развивать творческую активность трудящихся, новаторство, движение изобретателей и рационализаторов».
Однако без четко продуманной системы нельзя не только подготовить производство, но и изменить его. Изменения вносят в чертежи и технологические инструкции обычно раз в квартал или при запуске новой серии машин, причем обязательно во все копии этих документов, где бы они ни находились — в архиве, в отделах и цехах завода, на складах и т. д. Иначе произойдет путаница, дезорганизация — одни будут работать по прежним чертежам, а другие по измененным, нарушатся связи между работниками подразделений завода, в четко налаженной организации производства возникнут перебои.
Самовольное отступление от чертежа, от заданного технологического процесса обесценивает труд всех тех, кто участвовал в проектировании, отливал, ковал и обрабатывал заготовки, ухудшает качество будущей машины.
Крупнейшие изобретения и открытия XX века, включая ЭВМ, реактивные двигатели, лазеры и др., тоже нуждались в кропотливой доработке. Дело в том, что ни одна машина не выходит из головы изобретателя «в полном вооружении». Она рождается слабой и крепнет постепенно, вбирая в себя многие изобретения. За любой современной машиной, аппаратом, материалом, процессом обработки стоят длительные научные исследования, сотни и тысячи мелких усовершенствований.
Так много теперь действует разнообразных процессов труда, так велик арсенал технических средств, что каждый вдумчивый работник может внести усовершенствование в технологию операции, которую он выполняет, в конструкцию инструмента, которым пользуется, ускоряя тем самым работу, экономя время, материал, энергию. Статистика показывает, что, чем образованнее и опытнее работники, тем чаще они участвуют в интереснейшем деле освоения новых идей, продвижения их в промышленность.
В книге «Алгоритм изобретения» рассказывается об известном изобретателе Эдисоне, который, принимая на работу в свою лабораторию, интересовался, есть ли у желающего к нему поступить свои идеи, которые он хотел бы развить. Однажды некий молодой человек сказал Эдисону, что у него есть чудесная идея:
«—Я хочу изобрести жидкость, которая бы все растворяла.
— Универсальный растворитель? — удивился Эдисон. — «Скажите, а в какой посуде вы собираетесь его хранить?!
Молодой человек растерянно промолчал…»
И вот «Пионерская правда» предложила эту задачу школьникам. Более 2500 пионерских отрядов справились с задачей: «Хранить растворитель надо при низкой температуре, замороженным» (6-й класс); «Растворитель будет проводником, поэтому его можно хранить в электромагнитном поле, как плазму» (7-й класс). Были и другие решения.
Полвека назад такие ответы были бы шедевром изобретательского творчества. Сейчас этими «тайнами» владеют школьники. Изобретательство решает теперь новые, более сложные задачи, но уже более тонкими способами. Мир безграничен, неисчерпаем, и человеческому уму никогда не грозит «безработица».
В наше время обновление выпускаемых машин, материалов, бытовых приборов и аппаратов (радио, телевидения и др.), одежды, обуви, мебели и т. д. идет широким фронтом на многих заводах и фабриках. Старая продукция заменяется новой быстрее, чем это было раньше, но подготовка ее освоения становится сложнее. Как мы только что убедились, она расчленяется на все большее количество ступеней, стадий. По весьма уплотненному графику к серийному производству приступают только на 4-й год с начала проектирования. А ведь заводской подготовке нередко предшествуют научные исследования, опыты. Заканчивается этот график наладкой производства на действующем заводе. Сроки освоения заметно удлиняются, если для выпуска новой продукции строят отдельный цех или, тем более, целое предприятие. А ведь пока 5—10 лет готовят выпуск новой машины, она может устареть.
Как быть? Как разрешить это противоречие, памятуя, что если срок освоения одной (или двух-трех) машин — задача одного завода и заинтересованы в этом несколько предприятий, то от освоения всех видов новых машин зависит движение вперед промышленности, всей нашей страны?
Об ускорении технического прогресса
В своем докладе на XXV съезде КПСС товарищ Л. И. Брежнев отметил, что необходимо «создать условия, которые в полной мере способствовали бы скорейшему прохождению новых идей по всей цепи — от изобретения до массового производства…».
Осуществление этой задачи требует проведения ряда организационно-технических мероприятий.
1-й путь ускорения — автоматизация. И тут при «обработке» научных и инженерных идей, как и при обработке материалов в цехах, необходимо для ускорения подготовки заменять «ручную» работу работой машин.
Возможности автоматически записывать наблюдения (например, при испытании материалов и частей машин на прочность), делать сложнейшие расчеты, сравнивать их результаты появились в 40—50-х годах, т. е. 25—30 лет назад, когда были созданы первые электронно-вычислительные машины.
Леонарду Эйлеру, чтобы рассчитать приближенную орбиту Луны, понадобилось 40 лет, ныне же с помощью ЭВМ орбиты 700 малых планет были вычислены на десять лет вперед всего за несколько дней.
Совсем еще недавно считалось, что чертежная работа — область исключительно «ручного» труда. Идея создания чертежных машин появилась благодаря развитию устройств программного (цифрового) управления станками. Открылась возможность применить их для автоматизации сложного труда изготовления чертежей. Таким образом, чертежи не только отражают технический прогресс, но и сами «пользуются» его достижениями.
Чертежную машину можно запрограммировать и устроить так, чтобы она чертила проекции изделия в разных масштабах, любые его сечения с высокой точностью. Конструктор, таким образом, может очень быстро просмотреть ряд вариантов конструкции, выявить их недостатки, внести необходимые исправления. Для ряда изделий подготовка программы действий чертежной машины позволяет вообще обойтись без изготовления чертежа вручную. Чертежная машина при высоком качестве работы заменяет примерно 20 чертежников. С развитием вычислительной техники преобразуется весь процесс изготовления изделий машиностроительного производства, от их конструирования до обработки на станке.
На заре цифрового управления конструирование и большой объем вычислительной работы осуществлялись полностью «вручную». Автоматизация началась с последних звеньев цепочки операций, отделяющих замысел конструктора от его реализации. Практически вся работа по расчету программ действий станка уже передается вычислительной машине на языке, легко понятном как машине, так и программисту. Значительно уменьшается доля ручного труда, который отделяет чертеж от программы обработки изделия на станке. Теперь автоматизируется не только расчет управления станком, но и предыдущая стадия — вычерчивание, конструирование деталей.
Посредством набора кнопок и переключателей конструктор легко выполняет ряд чертежных операций. Нажав на одну из кнопок, можно «стереть» с чертежа лишние линии. Начерченные линии можно спрямить, да еще и повернуть под заданным углом или до точного их совпадения с горизонтальной либо вертикальной осью.
Конструктор «берет» заклепку так называемым световым пером и, управляя устройствами пульта, подводит ее к отверстию. Если по размерам она не подходит к отверстию, можно увеличить или уменьшить диаметры заклепки и изделия с помощью того же пульта управления.
Когда проектирование закончено, машина выдает одновременно чертежи для подготовки технологического процесса и программы для управления станками. Доля человеческого труда по мере развития вычислительных машин все время уменьшается. Чертежные машины с цифровым управлением теперь широко применяются для проверки программ и вычерчивания графиков, деталей машин, зданий, мостов и т. п. В ближайшем будущем любая печатная схема, любые электрические цепи будут создаваться при помощи автоматического чертежника.
Конечно, чертежи снова изменятся, и, видимо, значительно. Но как? Это покажет время.
Насколько ускоряет подготовку производства использование электронных машин, видно из таких примеров.
Задачу по расчету узла арифметического устройства новой электронно-вычислительной машины на 400 малых интегральных схемах (устанавливаемых на пяти печатных платах) решают теперь на ЭВМ за 4—4,5 часа. Если не прибегать к помощи ЭВМ, то расчеты эти, включающие перебор многих вариантов, займут год.
С помощью ЭВМ выбирают и рассчитывают процессы, проектируют поточные линии, задают параметры технологических режимов.
2-й путь ускорения — согласование работ. График показывает, как на месяцы и даже годы сокращаются сроки освоения, когда очередная стадия работ по подготовке производства начинается до окончания предыдущей. Однако такой метод применим только там, где участники общего цикла создания новой машины подчинены одному руководству. Когда же научно-исследовательский институт, проектная организация и завод существуют раздельно, параллельно-последовательная организация работ неосуществима. Кроме того, немало времени уходит на то, чтобы передать результаты работы одного предприятия другому.
Вот тут и созрело новое решение: объединить все стадии производства под одной «крышей».
В Ленинграде создали научно-производственные объединения, как, например, оптико-механическое и станкостроительное, на которых резко выросли конструкторские и инженерные службы, что позволило коллективам сократить сроки освоения новой техники в полтора-два раза и выступить инициаторами соревнования за ускорение технического прогресса. Такого рода объединения организованы и в электротехнической, швейной и других отраслях промышленности. В ряде объединений путь от идеи до готового образца стал короче в несколько раз. Новосибирское отделение Академии наук СССР, создав у себя специальные конструкторские бюро и опытные цехи, осуществляет первые стадии промышленного освоения научных открытий. В итоге, например, лазерные устройства для измерения длин были созданы и введены в серию за 1,5—2 года (вместо предполагаемых 5—7 лет). Сроки освоения новой техники значительно сокращаются благодаря обучению учеными рабочих, мастеров, инженеров устройству, принципам действия вновь созданного прибора, станка или аппарата. При объединениях создаются профессионально-технические училища нового типа.
Итак, новая техника ускоряет процессы конструкторского и технологического проектирования, а организация объединений позволяет сжимать сроки перехода от одной стадии к последующей. Кроме того, в этих объединениях концентрируют, усиливают инструментальное хозяйство, а это позволяет ускорять самую трудоемкую часть подготовки производства — изготовление новой оснастки. Насколько она трудоемка, показывают такие цифры: для изготовления серии паровых турбин необходимо около 1500 разных режущих инструментов, для автомобиля 20 000, приспособлений к станкам соответственно 600 и 16 000, всех видов штампов около 500 и 4000, металлических форм для литья 60 и 600 и др. Но и этих важных мер недостаточно, цикл подготовки остается еще очень длительным. На помощь приходит одно из решающих условий современного производства — стандартизация и унификация.
Напомним значение их на таком примере. Ни в одной стране вертолет не применяется в народном хозяйстве так широко, как у нас. На многих авиационных парадах советские машины демонстрировали свои мирные профессии. Наши вертолеты известны всему миру. Главная заслуга в этом принадлежит коллективу, которым руководил генеральный конструктор, Герой Социалистического Труда М. Л. Миль. При создании новой машины проводят сложные расчеты, необходимы споры и раздумья, а результат — крупнейшие достижения, одно из них — время, затраченное на проектирование и постройку вертолетов. Обычно сроки создания такой машины лежат в пределах 3—5 лет (одних чертежей нужно изготовить не менее 10 000), пока не наступит желанный момент — дается заключение: «Может быть запущено в серию».
Так вот, с момента, когда коллективу М. Л. Миля было поручено создать один из новых вертолетов Ми-4, и до первого взлета прошло всего восемь месяцев. Срок рекордный, а создана была (в 1 39 году) машина, превосходящая по грузоподъемности, надежности и другим показателям зарубежные образцы своего времени. В достижении этого рекордно короткого срока сыграли важнейшую роль организованность проведения всех работ, широкое применение унификации деталей и узлов, предыдущий опыт их изготовления и сборки.
3-й путь ускорения — стандартизация и унификация. Зачем обдумывать и вычерчивать деталь, решать, как ее изготовить и чем оснастить для этого станки, если такую же деталь ставили раньше на аналогичные машины и, возможно, неоднократно?
Перед вами четыре типоразмера горизонтальных (консольных) и два вертикально-фрезерных станка. И хотя размеры их различны, ряд важных деталей и узлов можно повторить в станках разных размеров и типов. Как говорят машиностроители, образуются «семейства» и «гаммы» (ряд нарастающих размеров) горизонтально-фрезерных станков. Оказалось также, что это семейство «породнилось» с семейством вертикально-фрезерных станков. Значит, проектируя новый станок из этого же или родственного семейства, конструктор имеет дело не со всеми новыми деталями, но только с частью из них, а остальные детали унифицированы. Объем работы и сроки конструирования уменьшаются. Унификация сокращает разнообразие конструкций до целесообразного уровня, выгодного и изготовителю, и потребителю.
Но и технологи должны разработать меньше процессов и справятся со своей работой намного быстрее. Кроме того, они упрощают свою работу тем, что пользуются унифицированными и стандартными инструментами и деталями приспособлений: берут готовые чертежи на них или просто ссылаются на имеющиеся ГОСТы. Для серийного и единичного производства можно во многих случаях совсем не разрабатывать приспособлений, так как есть пункты проката деталей унифицированных сборных приспособлений. Завод получает комплект таких деталей; из них по указанию технолога собирают нужные приспособления для станков, а когда закончат партию деталей для выпускаемых заводом машин, то приспособления разберут и из этих же деталей соберут новые приспособления для обработки на станках другой детали. Нетрудно себе представить, насколько при этом ускоряется технологическая подготовка производства.
Доля повторно используемых чертежей на Уралмашзаводе при проектировании даже уникальных прокатных станов составляет 70—75%. А так как на подготовку их производства затрачивают при этом до 10% всех расходов на изготовление станов, то значение методов унификации в машиностроении единичного типа становится очевидным.
А рабочий? Ему тоже проще изготовить знакомую деталь, чем совсем новую; это относится и к сборщикам. Следовательно, ускоряется и стадия наладки и освоения новых изделий в производстве. На многих заводах станкостроения, турбостроения, тракторных и других унификация охватывает до 60—70% всех деталей. В Львовском объединении, выпускающем телевизоры и другую аппаратуру, уровень унификации и стандартизации деталей достигает 80%. Примерно на столько же сокращается срок всей подготовки к выпуску нового изделия.
Значение унификации трудно переоценить: только, например, в сельскохозяйственном машиностроении вместо прежних 60 различных типов стальных колес осталось 14, подшипников скольжения было 306, оставили 60 и т. д. Теперь, конечно, эти детали каждого размера изготовляют большими партиями, производство становится массовым и специализируется.
Не только детали, но и агрегаты унифицируют для использования в различных машинах. Например, одинаковый тип двигателя ставят теперь на многих транспортных и дорожных машинах, что позволило его изготовителю — Ярославскому моторному заводу — перейти с мелкосерийного к массовому производству, удешевить двигатели и значительно повысить их качество; срок службы увеличился в 3—4 раза.
Стандартизацию мы понимаем не как шаблон, надоедливое однообразие, а как средство высвобождать время, энергию для новых творческих поисков, находок, решений, используя везде, где это полезно, накопленные ранее опыт и знания, чтобы не искать, не выдумывать то, что уже было найдено и применено:
от одинаковых каменных блоков для постройки египетских пирамид, от повторяющихся элементов орнамента на фасадах домов и резьбы на деревянных карнизах и наличниках изб до галерного флота (26 судов), построенного по образцу при Петре I, и до стандартных частей современных машин и унифицированных блоков-модулей, из которых монтируют пульты для автоматического управления;
от таких мер длины, как длина бамбуковой свирели (81 зерно проса, уложенное по длине), косая сажень (от пяты левой ноги до конца пальцев поднятой правой руки), пяди (наибольшее расстояние между большим и указательным пальцами) и т. п. у различных народов до международного эталонного метра и до организованной Д. И. Менделеевым одной из самых первых «поверочной палатки» — теперь лабораторий Госнадзора за стандартами и измерительной техникой.
