Projekt výrobného systému je model:

• vyjadrujúci technologickú podstatu výrobného procesu
• organizačnú štruktúru výrobného procesu
• usporiadanie prvkov v procese
• náväznosti
• plynulosti

1. Technologické usporiadanie – jednému úseku sú priradené rovnaké technologické funkcie (napr. a1, a2, a3 sú sústruhy a b1, b2, b3 frézovačky).
2. Predmetové usporiadanie – stroje a zariadenia v úseku nasledujú za sebou v poradí sekvencie technologického postupu – pevná nádväznosť – napr. sústruh-brúsenie-balenie.
3. Modulové usporiadanie – úsek sa skladá z pevne viazaných modulov. Technologické funkcie v module sa môžu zamieňať.
4. Bunkové usporiadanie – úsek predstavuje bunka – v bunke sú stroje usporiadané podľa skupinového postupu

Vo výrobnom procese má prvotný význam tok materiálu pred tokom informácií. Cieľom je znižovať neusporiadanosť.

Výrobná bunka - zoskupuje vyšší počet výrobných zariadení v module (viacstrojová obsluha), resp. zoskupuje viaceré moduly do jedného celku a integruje funkcie na jeden obslužný prvok (robot, človek).

Výrobná skupina – vzniká integráciou výrobných modulov, resp. buniek príbuzného typu do celku.

Výrobné systémy a zoskupenia - vznikajú integráciou výrobných modulov, buniek – integrujúcim činiteľom je systém materiálových a informačných tokov.

Výrobné linky – od výrobných systémov sa odlišujú tvrdou nadväznosťou modulov, resp. buniek v slede výrobného postupu. Vo výrobných linkách je rozčlenený výrobný cyklus na postupnosť rovnakých úsekov – taktov. Počas výrobného taktu sa v linke ukončí technologické spracovanie daného objektu.

Výrobné prevádzky – závody - okrem riešenia výrobných funkcií majú vyriešené na komplexnej úrovni aj otázky prípravy výroby, organizácie, plánovania a riadenia výrobného procesu.

Funkčné a priestorové zóny pracoviska vo výrobných systémoch

Zóna – ohraničený priestor, v ktorom prebieha určitá funkčná činnosť, resp. celý výrobný proces.

Subzóna – ohraničený priestor v rámci zóny, v ktorej prebieha iba určitá elementárna funkčná zložka výrobného procesu (manipulácia s nástrojom, meranie a pod.), resp. v ktorom sa nachádza niektorý z prvkov pracoviska.

Pri podrobnejšom skúmaní sa javí účelné analyzovať na technologických pracoviskách ako funkčné a priestorové zóny:

• technologickú zónu ako priestor, v ktorom sa vykonávajú technologické operácie na výrobkoch
• manipulačnú zónu ako priestor, v ktorom sa vykonávajú manipulácie (operačné a medzioperačné) s výrobkami, nástrojmi a odpadom
• riadiacu zónu ako priestor, v ktorom sa vykonávajú riadiace operácie
• zónu obsluhy ako priestor, v ktorom sa vykonáva nastavovanie, údržba, opravy a pod.

Dispozičné riešenie výrobných pracovísk a výrobných systémov

Na základe algoritmu kombinácie vznikajú základné varianty usporiadania výrobného pracoviska:

• Výrobné prostriedky a operátor majú stále miesto – tento prípad je typický pre väčšinu pracovísk v strojárskej výrobe (klasická jednostrojová obsluha) – najpoužívanejší.
• Všetky prvky pracoviska sú pevné – ide o prípad, keď sa na jednom stroji vykonávajú všetky operácie – pracoviská s NC obrábacími centrami a automatmi.
• Pevné miesto majú iba výrobné prostriedky – pracoviská s viacstrojovou obsluhou.
• Pevné miesto majú výrobné prostriedky a výrobky – viacstrojová obsluha NC obrábacích centier a automatov.
• Pevné miesto má iba robotník – ojedinelý prípad strojových karuselov, kde niekoľko strojov umiestnených na otočnej platni sa otáča.
• Pevné miesto má iba výrobok – výroba ťažkých rozmerných objektov.
• Pevné miesto má výrobok a obsluha.
• Všetky prvky pracoviska sú pohyblivé.

Priestorové rozmiestnenie výrobných zariadení na pracovisku ovplyvňuje viaceré činitele. Z nich najvýznamnejšie sú:

• minimálne dopravné cesty
• minimálne odkladacie a pomocné plochy
• výhodnosť manipulačných operácií
• rešpektovanie základných stavebných podmienok (rozvody energie, osvetlenie, nosnosť podláh a pod.)

Zdroje výrobnej kapacity sa určujú:

• druhom výrobného zariadenia (profesnou skladbou, technickými parametrami)
• počtomvýrobných zariadení
• využiteľným časovým fondom výrobného zariadenia
• skladbou a kapacitou výrobných robotníkov

Nároky na výrobnú kapacitu sa určujú:

• výrobným plánom (druh, množstvo výrobkov, resp. súčiastok, ktoré sa majú v určitom období vyrobiť)
• normou času výrobného zariadenia potrebného na vykonanie určitej jednotky produkcie (kapacitnou normou pracnosti produkcie)

Výrobné kapacity sa v podstate bilancujú dvoma spôsobmi:

1. za určenú veličinu sa pokladá výrobný plán a výpočtami sa zisťujú potrebné kapacity na jeho zabezpečenie, čiže potrebný počet strojov, pracovníkov a pod.
2. za určenú veličinu sa pokladá výrobná kapacita a hľadá sa taký výrobný plán, ktorý zabezpečí optimálne využitie daných kapacít pri splnení požadovaných ekonomických cieľov (napr. dosiahnutie minimálnych nákladov, max. zisku a pod.)

Rozhodujúcimi veličinami, ktoré sa uvažujú pri kapacitných výpočtoch sú:

• časový fond výrobného zariadenia
• normy času výrobného zariadenia, čiže kapacitná norma prácnosti výrobku a operácie

Časový fond výrobného zariadenia

Stanovuje sa plánovaným počtom dní (hodín) jeho činnosti za rok, resp. kratšie časové obdobie, napr. mesiac, dekáda a pod. Pri výrobnom zariadení sa rozlišujú tieto časové fondy:

1. kalendárny časový fond, ktorý je daný počtom dní v roku
2. nominálny časový fond, ktorý sa vypočíta z kalendárneho časového fondu odpočítaním počtu nepracovných dní (nedele, voľné soboty a sviatky)
3. využiteľný časový fond výrobného zariadenia, ktorý sa vypočíta odčítaním plánovaného času na opravy a údržbu od využiteľného časového fondu pracoviska. Obvykle plánovaný čas opráv a údržby sa určuje percentuálnym podielom z nominálneho časového fondu výrobného zariadenia a pohybuje sa v rozmedzí 3 až 6%.
4. efektívny časový fond
5. skutočný časový fond, ktorý sa vyjadruje skutočne odpracovanými hodinami v sledovanom roku. Od efektívneho časového fondu sa líši nadčasovými hodinami a rozdielom medzi plánovanými a skutočnými stratami času

Pre časové fondy výdobných zariadení a pracovísk sa za základ berie dvojsmenná prevádzka, iba v niektorých prípadoch, napríklad ak nie je možno celkom zabezpečiť pracovníkov na druhú smenu, možno počítať s nižšou smennosťou. Naopak pri unikátnych strojoch, automatoch, ozubárenských strojoch a pod. treba rátať s trojsmennou prevádzkou.

Najbežnejším výpočtom efektívneho časového fondu výrobného stroja je výpočet podľa vzorca:

T_ef = p.h.(1-t_pr/100) [h]

• T_ef – ročný efektívny časový fond stroja
• p – počet pracovných dní v roku
• h – počet pracovných hodín v jednom dn
• t_pr – plánované prestoje v percentách z nominálneho časového fondu

Normy času výrobného zariadenia

Určujú množstvo času potrebného na výrobu určitej jednotky produkcie alebo na vykonanie určitej operácie. Normy prácností sa vyjadrujú v normominútach (Nmin) alebo v normohodinách (Nh). Normovaná prácnosť sa vzťahuje na operáciu, súčiastku alebo celý výrobok.

Normovaná prácnosť operácie (norma času výrobného zariadenia) sa stanoví podľa vzorca:

t_op = t_k/60 + t_d/60d [Nh/kus]

• t_op je prácnosť operácie [Nh]
• t_k – čas jednotkovej práce (kusový čas) [Nmin]
• t_d – dávkový čas [Nmin]
• d – výrobná dávka [kus]

Normovaná prácnosť súčiastky je súčet normovaných prácnosti včetkých operácií. Normovaná prácnosť výrobku je daná súčtom normovaných prácností všetkých súčiastok a množstvom živej práce potrebnej pri jeho kompletovaní (montáži).

Na základe normovanej prácnosti možno vypočítať výrobnú kapacitu výrobných zariadení. Napríklad, pri výrobe jedného druhu výrobkov možno výrobnú kapacitu skupiny výrobných zariadení (Q_k) vyjadriť vzťahom:

Q_k = T_ef.n.k_s/t_op

n – počet výrobných zariadení v skupine

Q_k – počet výrobných skupín

Ak prácnosť operácie je vyjadrená v naturálnych jednotkách (kusoch, kg, a pod.) a treba ju vyjadriť v pracovných hodinách, vypočíta sa pomocou koeficienta plnenia výkonových noriem (kn):

t = t_op/k_n

• Zostavenie údajovej a poznatkovej základne potrebnej pre tvorbu systému a jej podrobná analýza
• Zostavenie virtuálneho modelu
• Zostavenie konštruktívneho modelu – podrobná projektová dokumentácia
• Impklementácia na reálnej výrobnej ploche

Úlohou virtuálnej etapy projektovania je určenie základných štruktúrnych prvkov systému, ich vzťahov a funkcií. Konštruktívna etapa projektovania rieši podrobné špecifikácie systému až do úrovne projektovej dokumentácie.

Projektovanie výrobných pracovísk, systémov a zoskupení vzhľadom na špecifické technické a organizačno-ekonomické podmienky využíva nové meotdické postupy a algoritmy činnosti. Z obsahového hľadiska pri projektovaní výrobných pracovísk, systémov a zoskupení je potrebné zabezpečiť spracovanie súboru funkcií podľa technického zadania. Tieto funkcie je možné štrukturalizovať do nasledovných typových modulov projektovej činnosti.

Spracovanie vstupných údajov a cieľových funkcií v zmysle technického zadania – predstavuje analýzu všeobecnej množiny obmedzujúcich podmienok a optimalizačných funkcií, vrátane výberu tých, ktoré sú pre daný projekt rozhodujúce so stanovením ich priority.

Profilácia výrobkov a výrobných zariadení – analyzuje a vyhodnocuje súčiastkovú základňu a výrobky z hľadiska technologických, manipulačných, skladových, systémových a resp. iných kritérií. Realizuje sa výber výrobných metód a štruktúr.

Kvantifikácia potrieb a zdrojov – kapacitné výpočty – pre uvažovaný sortiment vyrábaných objektov na výrobnom pracovisku a systéme sa na základe príslušných výpočtových postupov stanovuje potrebný počet výrobných, manipulačných, skladovacích, riadiacich a systémových prostriedkov a prvkov zaznamenaných v informačnom systéme – s vektorom požadovaných vlastností.

Syntéza štruktúr výrobného pracoviska – systému – zabezpečuje sa zlúčenie funkcií realizovaných technickými prostriedkami a prvkami realizačného celku. Zlučovanie sa vykonáva na základe vyhodnocovania vhodnosti technických prostriedkov a prvkov plniť funkcie výrobných metód a štruktúr.

Riešenie zonálnych a priestorových vzťahov, materiálových a informačných rozhraní – v tejto etape sa riešia zonálne problémy v 2D, resp. 3D priestore. Optimalizácia rozmiestňovacích úloh sa vykonáva na základe geometrických prepočtov a výpočtov a vyúsťuje do grafického znázornenia výrobného systému.

Spracovanie funkčného režimu činnosti a jeho simulácia – spracováva sa funkčný režim činnosti výrobného pracoviska, resp. systému, t.tj. sled technologických, manipulačných, riadiacich a pomocných operácií, plán činnosti a pod.

Výpočet technicko-ekonomických ukazovateľov – rozpracované, resp. zvolené varianty riešenia výrobného pracoviska, resp. systému, posudzujú sa na základe presného výpočtu technických a ekonomických ukazovateľov.

Vypracovanie výstupnej dokumentácie – vypracováva sa v dvoch formátoch:

• grafický záznam príslušneho riešenia (dispozičné, priestorové riešenie, grafy manipulačných cyklov, atď…)
• výpis kvantitatívnych údajov na príslušné tlačivá (špecifikácia technických prostriedkov a prvkov, výpis technicko-ekonomických ukazovateľov a pod.)

Ovplyvňuje výrobnosť, kvalitu výrobkov a ekonomické výsledky výrobného procesu.

Projektovanie operácií je základnou úlohou pri tvorbe nových výrobných zariadení, pri projektovaní výrobných liniek, pružných výrobných systémov, a počítačom riadených systémov.

Na navrhovanie operácií je potrebné koncentrovať tvorivé aktivity technológov a projektantov, využívať progresívne metodické postupy a poznatky z praxe na zabezpečenie optimálnosti výrobných operácií a ich zoskupenia do výrobných postupov.

Projektovanie metódy technologickej operácie:

1. Po konštrukčne-technologickom posúdení výkresov súčiastky a prehodnotení spôsobu výroby polovýrobku sa vymedzia jednotlivé funkcie plochy súčiastky a vykoná sa celková množina technologických postupov.
2. Z množiny technologických postupov sa pre konkrétne hodnoty parametrov objektov vyberú varianty, ktoré vyhovujú z hľadiska obmedzení na tvar, polohu a rozmerov plochy.
3. Množina týchto variantov sa ďalej analyzuje z hľadiska zabezpečovania vyžadovaného stavu, povrchu a presnosti výroby.
4. Pre varianty sa vypočítajú a porovnajú technologické parametre a hodnota strojového času. Optimálny variant (technologická metóda) je ten, ktorý má minimálny strojový čas.
5. Pre optimálny variant sa urobí kontrolný prepočet kinematickej nepresnosti vytváranej plochy a drsnosti povrchu.
6. Urobí sa súhrnná analýza možností výroby viacerých plôch súčiastky súčasne a vykonajú sa príslušné korekcie vo výbere.
7. Experimentálne skúšky, korigácia výberu.

Projektovanie štruktúry technologickej operácie:

Rozvoj výroby sa zakladá predovšetkým na rozvoji štruktúr technologických operácií. Každú technologickú operáciu možno skúmať z hľadiska skladby jej prvkov.

Projektovanie manipulačných operácií:

V pôvodných technológiách strojárskej výroby sa operačná manipulácia vykonávala ručne. V súčasnosti v súvislosti so širokým nástupom automatizovaných manipulačných zariadení sa tento prístup javí nesystémovým a žiada sa manipulačné operácie analyzovať v nadväznosti na technologické operácie.

Identifikácia manipulačných operácií – metódy analýzy

1. Študijná karta – čo, ako, kto, kde., Otázky v karte sú v poradí: účel, prostriedok, poradie, miesto, zodpovedná osoba
2. Diagram pohybov oboch rúk – sú zaznamenané priebehy pohybov rúk pomocou formálnych symbolov, analyzuje, či sú obidve ruky zosúladené, identifikujú sa stratové časy
3. Mikropohybové štúdie robia sa filmovými kamerami a a vyhodnocujú pomocou synogramov
4. Metóda MTM – metóda je určená na normovanie ručných manipulačných úkonov podľa predpísaných kritérií

Metóda a štruktúra manipulačných operácií:

Pri manipulačnej operácii sa odlišuje metóda a štruktúra. Metóda súvisí s funkciou operácie a vyjadruje, ako dochádza k zmene polohy súčiastky, jej orientácie a pod. Štruktúru manipulačnej operácie možno vyjadriť časovou skladbou jednotlivých úkonov a skladbou prvkov zúčastňujúcich sa na jej realizácii.

Základné druhy polovýrobkov a ich triedenie:

• tyčové materiály rôzneho profilu – vyrábajú sa s voľnými toleranciami alebo sú kalibrované
• delený tyčový materiál – delený na potrebnú dĺžku – v mnohých prípadoch majú tyče opracované čelá a strediace otvory
• polovýrobky kované alebo lisované
• odliatky vyhotovené do pieskových alebo kovových foriem, alebo presným liatím
• zvarky z plechu alebo v kombinácii s odliatymi polovýrobkami
• kombinované výkovky a zvarky
• lisované polovýrobky z platov

V praxi sa najviac používajú polovýrobky z valcovaného materiálu a polovýrobky tvarové.

Odliatky

majú odôvodnenie vo výrobách so špeciálnymi požiadavkami na vlastnosti výrobku (tlmenie kmitov, vysoká tuhosť) a pri zložitých tvaroch súčiastok vyrábaných vo veľkých sériách. Triedenie sa zakladá na charakteristikách odliatkov a spôsobe ich výroby.

Delia sa na:

• odliatky bez dutín jednoduché
• odliatky bez dutín členité
• odliatky duté jednoduché
• odliatky duté členité
• odliatky duté skriňovité

Výroba polovýrobkov technológiami liatia:

Základné množstvo odliatkov sa vyrába liatím do pieskových foriem. Presnosť odliatkov sa značne zvyšuje strojovým formovaním. Mechanizácia umožňuje prechod na progresívnejšie formy liatia. Požaduje sa špecializácia lejární a rentabilné vybavovanie výkonným technologickým a transportným zariadením.

Progresívnym spôsobom riešenia ťažkostí, ktoré vznikajú pri zhotovovaní pieskových foriem je liatie do kokíl. Uplatňuje sa najmä v leteckom priemysle a pri výrobe automobilov, poľnohospodárskych strojoch… Kokilové liatie zabezpečuje vysokú kvalitu získaných polovýrobkov. Kovové formy pri dostatočnej starostlivosti zachovávajú svoje rozmery po dlhý čas, tým sa zaručuje konštantnosť rozmerov polovýrobkov.

Kovová forma sa volí vtedy, ak výroba polovýrobkov je sériová alebo hromadná. Ekonomicky je efektívne používať kovové formy vtedy, ak má séria 300 až 400 kusov pri liatí do malých foriem, 3000 až 5000 kusov pri odlievaní do stredne zložitých foriem a 8000 až 10000 kusov pri liatí do zložitých foriem.

Liatie pod tlakom sa používa v hromadnej výrobe na výrobu tenkostenných odliatkov zo zliatin neželezných kovov. Liatie pod tlakom je všeobecne hospodárne v hromadnej a veľkosériovej výrobe. Čas tuhnutia kovu pri liatí pod tlakom je krátky (sekundy).

K presnému liatiu patrí aj liatie do škrupinových foriem. Škrupinové formy na bakelitovom základe sa používajú na odliatky s hrúbkou stien 5 až 10 mm. Náklady na odliatky do škrupinových foriem sú vyššie ako na odliatky vyrobené v pieskových formách. Pevnosť je o 5 až 10% vyššia oproti odliatkom vyrobených v pieskových formách.

Zvarky

Využívajú sa v kusových a malosériových výrobách

Polovýrobky tyčové z valcovaného materiálu

Uplatňujú sa vo výrobách všetkých druhov. Pri ich použití sa vychádza z tvarov profilov.

Polovýrobky vyhotovené kovaním

Používajú sa na tvarovo zložitejšie a vysoko namáhané súčiastky.

Výkovky – voľné a zápustkové

Norma klasifikuje voľné výkovky do tried:

1. neosadené výkovky
2. jednostranne osadené výkovky – hriadele, pastorky
3. obojstranne osadené výkovky – hriadele, valce, príruby
4. dierované výkovky – ozubené kolesá
5. výkovky s vybraním – hriadele
6. tvarové výkovky – konzoly, ťahadlá
7. tvarové ohýbané výkovky – konzoly, vahadlá

Zápustkové výkovky sa klasifikujú do tried na základe charakteristického tvaru výkovku:

1. rotačné
2. rotačné a súmerné
3. nesúmerné
4. súmerné výkovky pozdĺžne
5. nesúmerne výkovky pozdĺžne
6. s nabíjacou hlavou
7. osobitne zložité
8. kované v uzavretých zápustkách
9. kované na horizontálnych kovacích strojoch

Výroba polovýrobkov technológiami tvárnenia:

Tvárnenie je najrozšírenejší spôsob výroby polovýrobkov a strojových súčiastok. Okrem úspory kovu je dôležité aj zvyšovanie produktivity práce.

Voľné kovanie sa využíva v malosériovej a kusovej výrobe. Pokrok pri voľnom kovaní zabezpečuje používanie kľukových a hydraulických lisov namiesto bucharov, používanie valcovaného materiálu namiesto ingotov, používanie manipulátorov, priípravkov, ktorými možno regulovať tečenie kovu a zmenšovať dotyk s nástrojom.

Zápustkové kovanie nahrádza voľné kovanie. Prednosť – väčšia presnosť, úspora kovu, väčšia výrobnosť. Vhodné pre výrobu polovýrobkov ľubovoľného tvaru. Kovanie v zápustkách sa skladá z etapy prípravných operácií (vplýva na rozdelenie kovu) a z etapypresného tvárnenia (celý výrobok sa zakryje pásovými plochami zápustky). Pokrok pri zápustkovom kovaní zabezpečuje vybavovanie pracovísk manipulátormi, robotmi a inými zariadeniami.

Polovýrobky vyrábané lisovaním

Triedia sa podľa použitej technológie lisovania a tvaru geometrických prvkov výlisku:

• rôzne priamky ohraničujúce vonkajší tvar
• zaoblenia uhlov a polomery
• rôzne umiestnené priamkové a kruhové otvory
• ohyby

Hlavné ukazovatele a zásady pri výbere polovýrobku:

• funkcie súčiastky, materál, technické podmienky
• veľkosť výrobných sérií
• typ a konštrukcia súčiastky
• rozmery súčiastky a výrobného zariadenia
• požadovaná akosť polovýrobku a jej skutočné charakteristiky
• ekonomická výhodnosť spôsobu výroby polovýrobkov

Strojárske výrobky sa klasifikujú na skupiny:

• Finálne výrobky s určitou funkciou, napr. obrábacie stroje, tvárniace stroje, automobily, práčky, vysávače…
• Výrobky kompletizačného charakteru, ako sú montážne skupiny alebo podskupiny, ktoré sa montujú do finálnych strojárskych výrobkov – ložiská, prevody, pohony…
• Strojové súčiastky, ktoré sa rozdeľujú na tzv. normálie so všeobecným použitím a špeciálne súčiastky, ktoré možno použiť vo finálnych výrobkoch.

Analýza súčiastkovej základne:

• vstupom pre analýzu je výrobný program
• analýza určuje súhrn hodnôt určitej sortimentovej skladby a kvality výrobkov, ktoré sa majú vyrábať
• plán výroby je záväznou konkretizáciou výrobného programu v danom období

Všeobecnú metodickú bázu analýzy súčiastkovej základne tvorí:

1. systém opisu konštrukčných, technologických a ekonomicko-výrobných údajov
2. systém zberu a techniky spracovania údajov
3. systém použitia spracovaných údajov

Vstupné podklady rozboru súčiastkovej základne:

• kusovníky, výkresy
• výrobné postupy, plánovacia dokumentácia
• triedniky, kódovacie pravidlá

Výsledky rozboru údajov o výrobkoch:

• Prvá skupina – údaje o výskyte a charaktere rozdelenia súčiastok podľa parametrov
• Druhá skupina – tvoria ju bilančné údaje, rozborom možno určiť celkovú pracnosť pre jednotlivé operácie, pre pracoviská…
• Z časových ročných fondov pracovníkov a pracovísk možno určiť aj teoretický počet pracovníkov
• Treťou skupinou sú údaje na stanovenie predstaviteľov súčiastkovej základne ako východiskovej bázy pre špecializáciu výroby, zavádzanie typovej a skupinovej technológie

Konkurencieschopnosť strojárskych výrobkov

Konkurencieschopnosť výrobku možno kategorizovať podľa etáp životného cyklu výrobku.

Projektové faktory – súvisia so zrýchľovaním inovačných cyklov – nároky na výskum, kapacitné možnosti podniku…

Výrobné faktory schopnosti konkurencie zahŕňajú široký okruh problémov súvisiacich so zabezpečením polovýrobkov, technologickým spracovaním, montážou a skúšaním. Prakticky všetky charakteristiky výrobku (rozmery, materiál…) vplývajú na výrobné faktory a hodnotia sa ukazovateľmi technologickosti konštrukcie.

Marketingové faktory súvisia s odbytom výrobkov – nasýtenosť trhu, dopravné, skladovacie a distribučné hľadiská…

Aplikačné faktory majú pri posudzovaní konkurencieschopnosti spravidla prioritné postavenie. Zahŕňajú komplex úžitkových vlastností výrobku zvyčajne zahrňovaných pod pojem kvalita.

Deštrukčné (ekologické) faktory, ktoré charakterizujú výrobok po ukončení jeho výroby.

Fázy objektu výroby (výrobku) a charakteristika fáz

1. Zavedenie na trh – zisťovanie prvých reakcií zákazníkov, hodnotenie pripomienok, reklamácií, skúseností používateľov a robia sa korekcie výrobkov.
2. Rast – vyznačuje sa rastom výroby a predaja, zabezpečený je plynulý odbyt. Technicko-ekonomické parametre sú ustálené, skončené obdobie zvýšených výrobných nákladov.
3. Zrelosť – pri zavedenom výrobku zabezpečenom dobrou servisnou službou prejavuje prudký nárast odbytu, výrobok sa zdokonaľuje racionalizačnými a inovačnými zmenami.
4. Nasýtenie trhu – pokles dopytu, výrobky sú morálne zastaralé a ich inovačný potenciál sa vyčerpáva. Tendencie na zníženie cien výrobku, čím sa pri zachovaní výrobných nákladov znižuje rentabilita.
5. Pokles – útlm, ťažkosti v predajnosti sa prejavujú prudkým poklesom výroby – nasleduje zastavenie výroby.

Projektovanie technológie treba orientovať na inovačné projekty výroby.

Technologické procesy spracovania materiálov a polovýrobkov v strojárstve možno klasifikovať na základné druhy:

• Procesy delenia materiálov – lámanie strihanie – uplatňujú sa vo výrobe polovýrobkov
• Procesy spájania materiálov – zváranie, spájkovanie, spekanie, lisovanie, lepenie
• Procesy tvarovania materiálu a polovýrobkov – tvarovanie materiálu v tekutom stave (liatím do pieskových a kovových foriem, liatie pod tlakom, liatie s vytaviteľným modelom, odstredivé liatie), tvarovanie materiálu plastickou deformáciou (kovanie, lisovanie, valcovanie), tvarovanie práškovou metalurgiou (lisovanie prášku za studena s jeho následným spekaním, lisovanie za tepla), tvarovanie rezaním materiálu (sústruženie, frézovanie, vŕtanie, brúsenie), tvarovanie odstraňovaním materiálu fyzikálno-chemickým úberom (elektroimpulzové a elektroiskové obrábanie, chemické obrábanie)
• Procesy zmenou fyzikálno-chemických vlastností materiálov – tepelné spracovanie (normalizovanie, žíhanie, starnutie, kalenie), termomechanické spracovanie, chemicko-tepelné spracovanie (centrovanie, nitridovanie), galvanizovanie (poniklovanie, pochrómovanie, pokovovanie)
• Rozmerové opracovanie súčiastok – odstraňuje vzniknuté nepresnosti tvaru, rozmerov odoberaním špeciálne ponechaného prídavku. Zabezpečuje vysokú presnosť výroby a je to najmä obrábanie rezaním
• Procesy zmenou stavu povrchu – zlepšujú kvalitu povrchu pri zmene rozmerov a tvaru v rámci tolerančného poľa súčiastky (brúsením, honovaním, superfinišovaním, dokončovaním)

Projektová práca sa rozdeľuje na 3 základné časti:

• Prípravná etapa
• Riešenie a spracovanie projektu
• Realizácia

Postup projektanta sa rozčleňuje na rad čiastkových procesov. Rozlišujú tieto stupne projektovania technologického procesu:

• návrh principiálnej schémy technologického procesu
• projektovanie operácií v technologickom procese
• detailné projektovanie technologických operácií na základe skôr získaného postupu
• projektovanie pri strojoch s číslicovým riadením
• v prvej etape sa uskutoční konštrukčno-technologické posúdenie výkresu vyrábanej súčiastky
• v druhej etape sa navrhuje polovýrobok súčiastky a spôsob jeho výroby
• ďalšia časť návrhu pozostáva z výberu metód technologického spracovania jednotlivých elementárnych súčiastok
• vybrané technologické metódy sa ďalej prehodnocujú z hľadiska možnosti súčasného technologického spracovania
• v nasledujúcom kroku sa venuje pozornosť výberu štruktúry operácií
• Predchádzajúce kroky predstavujú štúdium na vytvorenie optimálneho technologického postupu, v ďalšej etape technologického postupu sa určuje sled operácií a ich detailný návrh
• Do technologického projektu sa zahŕňajú aj etapy súvisiace s prípravou realizácie výroby

Tento cyklus možno rozčleniť na:

• základný výskum, ktorý zahŕňa teoretické a objaviteľské práce – získanie nových všeobecných poznatkov, odkrytie zákonitostí, objavenie nových princípov a formulácia možností ich využitia (teoretické práce, záverečné správy, publikácie, objavy, patenty).
• aplikovaný výskum, ktorý hľadá a skúma využitie výsledkov teoretických a objaviteľských prác – vypracovanienových druhov výrobkov a výrobných postupov, tvorba odporúčaní a metodík, analýza informácií, výpočty, zdôvodnenia, príprava vzoriek a modelov, experimentálne práce.
• vývojové práce (napr. v strojárstve vývojovo-konštrukčné práce) – inak môže byť konštrukčný, technologický, projektový, ekonomický, organizačný a pod. – zdokonaľovanie konštrukcií výrobkov, technologických procesov, príprava výrobnej dokumentácie, výroba prototypov a ich následné skúšanie.
• projektová činnosť (závody, pracoviská, dielne) – projektovanie nových výrob – spracovanie plánovacej, konštrukčnej a technologickej dokumentácie na výstavbu výrobných jednotiek.
• výstavba – nových závodov, dielní, prevádzok – včasné a kvalitné uvedeniíe výrobných kapacít do činnosti – stavebné práce, montáž technologických zariadení
• osvojenie nových výrob (technické, výrobné a ekonomické osvojenie) – spresňovanie a zlepšovanie práce
• výroba – výroba v plánovaných objemoch a sortimntnej skladbe – práca v podmienkach zabehanej výroby

Potrebné je poznať ciele a pracovný obsah činností v jednotlivých etapách.

Základné sú vzťahy v čase a vo finančných nákladoch. Počas cyklu, ktorý trvá viac rokov vzniká rad pracovných vzťahov a väzieb vo vnútri etáp a medzi etapami, ktoré je žiadúce synchronizovať a harmonizovať, napr. rozpracovaním sieťových grafov.

Z hľadiska práce technológa, či už pri navrhovaní technologických postupov, alebo pri projektovaní pracovísk a pri realizácii, je potrebné zhromažďovať informácie o cykle “výskum-vývoj-výroba” s orientovaním sa na konkrétne súčiastky, uzly a stroje a využívať informácie podľa zadania úlohy.

Aplikovaný výskum a vývojové práce prinášajú nové alebo zdokonalené materiály, výrobky, technologické procesy a pod. Vývojové inžiniersko-technické práce sú jedným z najdôležitejších etáp cyklu. Od časových intervalov a od kvality práce v tejto etape závisí úroveň a komplexnosť novej techniky. Samotná výroba, jej technika, technológia a organizácia majú odzrkadľovať nielen pokrok vo vede, ale aj pokrok v konštrukčných a projektových riešeniach.

Do predvýrobných etáp výroby strojárskych výrobkov sa zahŕňajú nasledujúce činnosti:

1. Zostavenie principiálnej schémy práce strojárskeho výrobku
2. Teoretické rozpracovanie funkčného poslania strojárskeho výrobku a stanovenie jeho pracovnej funkcie
3. Spracovanie konštrukčnej schémy
4. Určenie pracovných síl, teplôt a parametrov, vykonanie základných funkčných prepočtov
5. Vytvorenie konštrukčných makiet, prepočítanie a navrhnutie rozmerov súčiastok, voľba materiálov pre súčiastky so zreteľom na podmienky práce pri plnení funkčných úloh s cieľom dosiahnuť požadovanú kvalitu, spoľahlivosť a životnosť.
6. Určenie východiskového a konečného stavu materiálov vybraných pre súčiastky strojárskeho výrobku
7. Spresnenie rozmerov súčiastok, prepočet rozmerových obvodov a stanovenie rozmerových tolerancií
8. Projektovanie technológie výroby skúšobného prototypu
9. Projektovanie a výroba tzv. nultého náradia
10. Vyhotovenie skúšobného prototypu
11. Skúšky a štúdia na skúšobnom prototype
12. Spresnenie konštrukcií, rozmerov a tolerancií, spresnenie technologických postupov na základe výsledkov skúšok a štúdií na prototype
13. Výroba skúšovných sérií na základe spresnených technologických postupov, rozmerov a konečnej špecifikácie materiálov súčiastok
14. Skúšky výrobkov nultej série
15. Zostavenie technických podmienok na preberanie súčiastok a výrobku do celku
16. Spracovanie výkresov a technologických postupov na sériovú výrobu nového strojárskeho výrobku so zreteľom na podmienky vyrábajúceho závodu
17. Návrh a výroba náradia pre sériovú výrobu
18. Zavedenie sériovej výroby a jej zabezpečenie

Predvýrobné etapy sa realizujú v technickej príprave výroby. Technická príprava výroby (TPV) je súbor vzájomne spojených činností realizovaných vo výrobnom podniku, ktorých cieľom je pripraviť technicky a ekonomicky účelne a efektívne riešenie výrobkov, technológií, projektov výrobných systémov, organizácie a prevádzkovania výrob v súlade s požiadavkami trhu a s vlastnými ekonomickými i mimoekonomickými cieľmi firmy v súlade s jej kapacitnými a technologickými možnosťami.

Predmetom TPV môže byť nový ako aj upravovaný výrobok a jeho výroba.

Príprava výroby môže mať charakter:

• vývojový, spojený so vznikom nových výrobkov
• prevádzkový, spojený so zlepšením a zmenami výrobkov

Vzhľadom k rozsahu činností dochádza metodicky, prakticky a organizačne k následnému členeniu TPV:

• konštrukčná príprava výroby
• technologická príprava výroby
• projektová príprava výroby (technologické projektovanie)

Dôležité sú tri faktory:

• cieľavedomá činnosť, resp. samotná práca človeka
• objekty výroby, polovýrobky, ktoré sa pretvárajú na výrobky (napr. stroje, mechanizmy, funkčné skupiny, uzly, súčiastky)
• výrobné prostriedky (stroje, technologické zariadenia, nástroje, prípravky, transportné a manipulačné zariadenia, riadiaca technika a pod.)

Primárne sú vo výrobnom procese objekty výroby (výrobky). Používajú sa aj názvy: materiál, polovýrobok, obrábaný predmet, súčiastka, montážny uzol, montážny celok, finálny produkt, finálny výrobok, stroj, zariadenie a pod.

Výrobok počas svojej životnosti prechádza etapami:

• tvorby – na základe cieľavedomej výskumnej a vývojovej činnosti
• výroby – zo základných materiálov a polovýrobkov sa vyrábajú súčiastky a tie sa následne skladajú do montážnych celkov a finálnych výrobkov
• použitia – keď sa využíva funkcia výrobkov

V životnosti výrobku sa rozlišujú aj predvýrobné etapy, výroba a využitie

Pri výrobe sa rozlišujú hlavné, pomocné a vedľajšie procesy:

Hlavné výrobné procesy:

• výroba polovýrobkov a súčiastok (delenie materiálov, spájanie materálov, tvarovanie, zmeny fyzikálnomechanických vlastností)
• montáž (podskupín, celkov)

Pomocné výrobné procesy:

• výroba náhradných dielov, náradia, modelov
• opravy – mechanické, elektrotechnické

Vedľajšie výrobné procesy:

• skladové hospodárstvo
• energetické hospodárstvo
• doprava, zásobovanie
• starostlivosť o zamestnancov