Материалоемкость продукции характеризует технологичность изделий

Разработка нового изделия является сложной технической задачей, предусматривающей выполнение комплекса научно-исследовательских работ. Особенность рассматриваемого процесса заключается в необходимости обеспечения требуемого технического уровня продукта, а также придания ему определенных свойств. Они должны обеспечить минимальную трудоемкость изготовления и последующей эксплуатации изделия, а также снизить расход материальных и энергетических ресурсов на всех этапах жизненного цикла. Материалоемкость производства продукции характеризует те затраты, которые несет предприятие при разработке и запуске изделий в серийное производство.

Технологичность изделия

Основная цель любого изделия – удовлетворить потребности заказчика. При этом с одной стороны необходимо стремиться к максимальной его полезности, а с другой не забывать про те его свойства, которые связаны с ресурсоемкостью продукта. Комплекс свойств изделия, которые позволяют его конструкции быть оптимальной с точки зрения затрат на изготовление и эксплуатацию (при этом обеспечивая требуемый уровень качества и объемы выпуска), называют технологичностью конструкции.

Для технологичности применяют ряд показателей, к которым относят:

• материалоемкость продукции – характеризует заложенные затраты материальных ресурсов (изготовление, эксплуатация и ремонт);
• энергоемкость изделия – объемы затрат топливно-энергетических ресурсов;
• удельная материалоемкость – показывает соответствие полезному эффекту продукции.

Указанные параметры являются универсальными для всех выпускаемых объектов. При необходимости сравнения различных вариантов конструкции, с целью выбора наиболее соответствующего, прежде всего проводится анализ именно материалоемкости продукции.

Характеристика и расчет

Материалоемкость продукции характеризует то количество различных ресурсов, которое необходимо для создания и последующего использования объектов (систем) в определенных эксплуатационных условиях. Существует несколько разновидностей данного показателя. Часть из них касается этапов изготовления, другие – только области ремонта или обслуживания.

В практике проведения расчетов довольно часто используют удельные показатели материалоемкости, которые помогают проследить взаимосвязь с расходом материала. В общем виде удельная производственная материалоемкость (М_уд) рассчитывается так:

М_уд = М_п/(Р*Т)

М_п – это расход материала при изготовлении; Т – нормативное время в эксплуатации; Р – максимальное значение основного параметра (полезный эффект, определяемый по научным данным).

Выбранные характеристики тесно коррелируют с затратами материала. При изменении параметра изменяется и расход. Примерами полезных эффектов, в зависимости от рассматриваемой технической системы или объекта, может быть пробег в километрах (для автомобилей, велосипедов, грузового транспорта), мощность (для насосных станций), производительность (холодильники) и т. д. Как видно, материалоемкость продукции характеризует комплексную составляющую при выборе новых конструкций.

Для конкретизации вида материала, который комбинировано используется в технологии ремонта или при изготовлении, можно проводить дифференциацию показателя по видам материала – металлоемкость, пластмассоемкость, древесиноемкость. Анализ удельных показателей позволяет выбрать общую стратегию и направление улучшения разрабатываемых объектов.

Помимо представленных характеристик рекомендуются и дополнительные оценки использования материалов. Материалоемкость продукции характеризуют следующие показатели: коэффициент применяемости, коэффициент использования материалов и др.

К примеру, коэффициент применяемости определяется как:

К_пр = М_ні/М_н

М_ні – норма расхода конкретного (i) материала; М_н – норам расхода всех материалов на изготовление изделия.

Указанный коэффициент позволяет использовать перспективные марки материалов.

Для анализа степени рационального использования материалов можно применять соответствующий коэффициент:

К_и.м. = М_i/М_ні, где М_ні – номинальное значение массы материала (i).

Методы определения

При проведении анализа конструкции изделия необходимо обеспечить выполнение следующих условий:

• предполагаемые условия эксплуатации должны быть на одинаковом организационно-техническом уровне;
• должны использоваться наиболее прогрессивные технологии на момент создания образцов;
• у изделий должен быть практически одинаковый уровень трудоемкости;
• значения материалоемкости определяются одним методом для всех конструкций.

К наиболее распространенным методам определения можно отнести расчетный и метод взвешивания. Также используется метод аналогий, метод учета масс, метод удельного нормирования и др. Помимо всего прочего, они определяют какой показатель характеризует материалоемкость продукции.

Перспективы использования

Результаты проведенного анализа по материалоемкости можно использовать для совершенствования системы проектирования и разработки новых изделий. В частности, для:

• получения новых материалов;
• прогрессивных технологий изготовления и ремонта;
• повышения уровня надежности изделий;
• оптимизации условий эксплуатации;
• использования новых методов контроля качества;
• анализа возможности вторичного использования материалов.

Заключение

Современные подходы к обеспечению технологичности изделий должны базироваться на точных методах определения свойств изделий. Материалоемкость продукции характеризует не только расход материалов на тот или иной продукт, но и оптимальное распределение ресурсов на всех этапах использования.