Исследование и разработка модулей технологической системы обеспечения качества швейных машин бытового назначения

В современных условиях качество и эффективность технических средств (в том числе швейных машин бытового назначения) на предприятиях коммунально-бытового обслуживания КБО во многом определяют эффективность функционирования, рентабельность этой сферы экономики. Добиться эффективности и качества технических средств бытового обслуживания — многоаспектная актуальная проблема народного хозяйства. Анализ показывает, что вопросы теории и практики решения данной проблемы заслуживают особого внимания к ней. Основной недостаток сферы бытовых услуг — их низкое качество, зависящее в первую очередь от качества продукции, техники и технологии их производства.

Отечественное швейное машиностроение многие годы развивалось в условиях государственного заказа, что негативно сказалось при переходе к рыночной экономике. Так крупнейший завод швейных машин — ПМЗ (г. Подольск), выпускавший как промышленные, так и бытовые швейные машины, вынужден был остановить свое производство. В настоящее время на тех же производственных площадях предпринимается попытка возродить выпуск некоторых типов швейных машин.

Естественно, возрождение должно происходить на более высоком техническом уровне. Выпускать необходимо новые виды машин или тех типов, которые зарекомендовали себя в прошлом. Требуется разработка современных методов проектирования механизмов швейных машин, способов оценки параметров рабочих процессов и многого другого, что обычно связывают с быстрым возрождением производства.

В прошлые годы завод выпускал достаточно надежные и конкурентоспособные бытовые швейные машины типа «Чайка», которые после некоторой модернизации могли бы стать в один уровень с зарубежными машинами подобного типа. Есть и новые разработки многооперационных швейных машин, полученные изобретателями в МГУС за последние годы (Патенты РФ №№ 2 073 758, 2 084 571, 2 087 607). Общие вопросы разработки механизмов и машин проработаны к настоящему времени достаточно глубоко и всесторонне, показаны тенденции развития машиностроения и современные его проблемы, предложены методы совершенствования, что несомненно при внедрении позволит наладить выпуск более качественных и соответствующих международным стандартам швейных машин.

Следует иметь в виду, что хотя качество само по себе является характеристикой существенной, не менее важно, какой ценой оно достигается. Таким образом, качество и эффективность бытовых швейных машин (БШМ) и других технических средств и оборудования коммунально-бытовых предприятий взаимосвязаны и требуют системного подхода для изучения их с разных сторон.

Согласно классическому определению B.C. Корсакова, под технологической системой следует понимать «совокупность функционально взаимосвязанных средств технологического оснащения, предметов производства и исполнителей, предназначенную для выполнения в регламентированных условиях производства заданных технологических процессов и операций в соответствии с требованиями нормативно-технической документации» [49].

Технологическая система обеспечения качества машин и агрегатов (ТСОКМА) на предприятиях коммунального хозяйства и бытового обслуживания, в соответствии с вышеприведенным методологическим научным подходом, должна быть высокоэффективной, т. е. имеющей значительное превышение экономического эффекта от их внедрения над затратами на разработку системы и ее качественное совершенствование.

Задача автора заключалась в том, чтобы на основе проведенных научных исследований и анализа практического передового опыта предприятий швейного машиностроительного производства и КБО, разработать модули технологической системы обеспечения качества швейных машин бытового назначения, при этом особое внимание рекомендуется уделить следующим задачам: — внедрение теоретических и экспериментальных исследований по проблеме трения в конкретные объекты машин- - создание новых методов моделирования- - разработка методов расчета конкретных машин на прочность и ресурс- - разработка методики контроля технического состояния и остаточного ресурса машин.

В сложных механических системах, к которым в полной мере можно отнести швейное оборудование, требования к выходным параметрам надо устанавливать как к отдельным механизмам, узлам, агрегатам, так и к оборудованию в целом. При этом значения параметров оборудования будут зависеть от параметров, характеризующих состояние отдельных составляющих его элементов.

Важным аспектом проектирования сложных технических систем является наличие математических зависимостей, связывающих основные их параметры с условиями функционирования. Применительно к механизмам челнока швейных машин, где происходит влияние сил инерции шпуледержателя на процессы нагружения и изнашивания деталей челночных устройств различных типов. Полученные математические зависимости проверялись автором, что позволило предложить рекомендации по совершенствованию челноков, от которых во многом зависит надежность рабочего процесса швейных машин.

Особое внимание по мнению автора следует уделить, вопросам вибраций и колебаний в технике, существующим разработкам в швейном машиностроении. Очевидно, что надо искать пути повышения жесткости конструктивных элементов машин не за счет увеличения их габаритных размеров, а в снижении нагрузок на детали и узлы, в использовании известных и разработке новых методов гашения периодических и случайных возмущений и силовых воздействий в механических системах машин. Это в полной мере относится и к бытовым швейным машинам.

В подтверждение сказанному надо отметить, что наступило время миниатюризации технических средств, а это потребует новых подходов к проектированию швейного оборудования и дополнительных исследований известных задач.

Учитывая, что функционирование технических средств, в том числе и швейных машин, характеризуется, как рядом общих показателей, так и специфическими, при проектировании их механических систем, естественно, надо опираться как на фундаментальные труды, так и на разработки прикладного характера.

Таким образом, надо отметить, что многие технические задачи при выпуске швейных машин в настоящее время надо будет разрабатывать практически заново. Однако фактор конкуренции видимо заставит руководство завода искать связь с наукой и инновационными разработками.

Для того чтобы разработать направления развития бытового швейного машиностроения и швейного сервиса в нашей стране, необходимо кратко рассмотреть исторический путь их развития в России, начиная с зарождения (начала XX в.) и заканчивая сегодняшним уровнем.

История развития отечественного бытового швейного машиностроения проистекает с начала прошлого века, когда в г. Подольске по предложению Правления «Компании Зингер» был приобретен земельный участок для основания собственного механического завода по выпуску бытовых швейных машин в России. После создания завода производство БШМ быстро росло (в 1913 г. достигло максимального выпуска — 615,6 тыс. шт.). К 1914 г. количество рабочих и служащих увеличилось до 5614 чел., продаваемые в России БШМ почти полностью изготавливались в Подольске (только 109 наименований деталей завозились из-за границы).

После национализации завода швейных машин 30 ноября 1918 г. наступил резкий спад их производства. И только с начала 30-х годов этот рост был восстановлен (с 1931 г. было организовано производство первых промышленных швейных машин). В период с 1902 по 1940 гг. было выпущено 5 млн. 788 тыс. штук БШМ и 172 тыс. штук промышленных машин. После окончания Великой Отечественной войны (с 1946 г.) завод получил название.

Подольский механический завод" (ПМЗ), и на него была возложена задача организовать производство БШМ, с выпуском их в 1950 г. в количестве 450 тыс. штук (фактический выпуск составил — 501 тыс. БШМ).

В 1961 г. финансирование реконструкции ПМЗ было приостановлено, с учетом начавшегося уменьшения спроса населения на БШМ, и дальнейшее наращивание мощностей фактически прекратилось. В этом же году выпуск БШМ достиг максимальной величины -2 570 314 штук и в дальнейшем стал снижаться. Снижение спроса населения на БШМ повлекло за собой организацию работ по улучшению их качества. В 1963 г. была создана новая конструкция БШМ класса 2 М (вместо 1-А), которая в течение многих лет пользовалась большим спросом у населения из-за своей надежности и простоты эксплуатации. В 1965 г. началось внедрение в производство совершенно нового типа БШМ многооперационного действия, получивших название «Чайка».

В 1981 г. ПМЗ был преобразован в производственное объединение ПО «Подольскшвеймаш», в который были включены Гусь-Хрустальный механический завод, Сызранский завод запасных частей, Абаканский завод, а затем Майдаковский литейно-механический завод и Московский завод «Швеймаш». К концу 1990 г. объединение вышло на объем производства порядка 1,5 млн. БШМ и 40−50 тыс. штук промышленных швейных машин при общей численности персонала 20 000 чел. В это время продукция ПО экспортировалась более чем в 50 стран мира, обеспечивая полное сервисное обслуживание и поставку запчастей. В самом благоприятном 1990 г. ПО осуществляло гарантийный ремонт БШМ более чем в 360 городах страны.

С 1991 г. ПО «Подольскшвеймаш» было преобразовано в арендно-акционерный концерн «Подольск», который осуществил выкуп земли и средств производства, а также предпринял работу по акционированию предприятия. В ноябре 1994 г. АОЗТ «Концерн Подольск» вошел во всемирную корпорацию «Зингер», что позволило находящемуся в тяжелом финансово-экономическом положении предприятию сохранить в целом отрасль швейного машиностроения. В сотрудничестве с иностранными партнерами был налажен выпуск конкурентоспособных БШМ.

Производственные мощности предприятия (с 1996 г. оно называется ОАО «Зингер») позволяют выпускать значительно больше продукции, но объем производства (в т.ч. БШМ) в требует решения ряда сложных технических и технологических задач. В состав ОАО «Зингер» входит ряд дочерних предприятий, организованных на базе концерна.

БШМ по своей конструкции, как показывает проведенный автором анализ отечественного и зарубежного опыта швейного машиностроения, принципиально похожи (единый принцип устройства, основные узлы и механизмы одни и те же), хотя процесс их совершенствования неотвратим, что ведет к определенному разнообразию их конструкций. Это и простейшие прямострочные швейные машины бытового назначения, и БШМ сложной зигзагообразной строчки, и многооперационные бытовые машины и агрегаты.

Уровень унификации, типизации, модульности БШМ представляется одним из наиболее высоких по сравнению с другими видами машиностроительных изделий. Этот показатель, по данным предварительного анализа автора, выполненного по материалам научной и практической литературы, каталогов, международных выставок, патентов и других информационных материалов, составляет 75−95%.

До сих пор не решена проблема обеспечения запчастями владельцев БШМ различных классов и времени их выпуска. В нашей стране в 70−80-ых годах прошлого века была ситуация, когда почти каждая семья считала предметами первой необходимости, наряду с телевизором, холодильником и другими сложными бытовыми аппаратами, и швейные машины бытового назначения.

Сегодня многие БШМ в домашних условиях простаивают помногу лет, причем нередко находясь в состоянии неисправности, хотя в идеале каждый владелец швейной машины хотел бы ее иметь исправной и нормально работающей. Отсутствие в продаже новых сравнительно недорогих (по доходам социальных групп населения) БШМ в настоящее время является стимулом ремонта старых и неисправных машин, обеспечения их запчастями.

БШМ — аппарат высокой точности и строгой согласованности всех ее механизмов при работе. Производство их требует высокой технической культуры и организации труда. Кроме того, необходимо создать эффективную систему бытового обслуживания (ремонтные мастерские, Дома быта, муниципальные и частные предприятия с направленностью работ в области швейного сервиса), с обучением населения культуре и высокому качеству работ при эксплуатации БШМ.

В связи с этим проблема совершенствования БШМ и разработки новых поколений их в настоящее время станет очень остро. Задачи, решаемые в этой области, являются актуальными.

Целью диссертационной работы является исследование и разработка модулей технологической системы обеспечения качества швейных машин бытового назначения и рекомендаций совершенствования ТСОКМА КБН.

В соответствии с целью в работе решены следующие основные задачи: — разработана методика системного анализа эффективности и качества техники коммунально-бытового назначения (КБН) на примере бытовых швейных машинразработаны методические рекомендации по совершенствованию технологической системы обеспечения качества машин и агрегатов (ТСОКМА) и ее основных подсистем;

— разработана методика оценки качества бытовых швейных машин, выбран обобщенный показатель и критерий их качества;

— на основе исследования (ТСОКМА) разработаны модули технологической системы обеспечения качества швейных машин бытового назначения, оптимизированы эксплуатационные затраты на модули БШМ, проведена оценка эффективности технологических систем обеспечения их качества.

Объект исследования — швейные машины бытового назначения, эксплуатируемые на предприятиях сервиса, в малом и среднем бизнесе и в бытовых условиях.

Методика исследования заключалась в исследовании, разработке и совершенствовании технологических систем обеспечения качества БШМ на этапах производства и эксплуатации. В основу исследований легли положения общей теории систем, теорий вероятностей, графов, оптимизации и эффективности.

При проведении исследования использованы научные методы системного анализа, модульного подхода, целевых функций, конструктивно-технологической преемственности, оценки качества и эффективности машин технологической системы. Решение сформулированных в диссертационной работе задач выполнено на основе системного подхода к объективно существующим взаимосвязям функциональных элементов БШМ, технологических систем на предприятиях коммунально-бытовой сферы сервиса.

Научная новизна заключается в исследовании условий производства и функционирования швейных машин бытового назначения и разработке путей их совершенствования: предложены принципиально новые структурные решения основных механизмов БШМпредложены новые методики исследования процесса изнашивания механизмов швейных машин и получены предельные значения их износапредложена методика проектирования и оценки показателей качества механических систем БШМразработаны методические рекомендации оценки качества БШМ по обобщенному показателюразработан алгоритм непрерывного совершенствования ТСОКМА КБН на основе модульного принципа.

Практическая значимость обусловлена результатами теоретических и экспериментальных исследований БШМ, что позволило разработать систему обеспечения качества данной техники на ОАО «Зингер» (г. Подольск Московской обл.):

— методика системного анализа эффективности и качества бытовых швейных машин нашла применение на ОАО «Зингер» при планировании мероприятий по совершенствованию швейных машин типа «Чайка»;

— методика расчета и результаты экспериментальных исследований процесса изнашивания основных механизмов БШМ позволяет на стадии проектирования задавать показатели качества и срок службы данного вида технических средств;

— значения предельных износов основных механизмов БШМ дают возможность прогнозировать показатели эффективности данного вида техники и могут быть применены для совершенствования ТСОКМА КБН в целом.

Практическая значимость проведенных исследований подтверждена актом внедрения в производство ОАО «Мособлбытсоюз» с годовым экономическим эффектом 7,35 млн руб.

Результаты работы внедрены в учебный процесс подготовки специалистов по направлению «Сервис» МГУС.

Основные положения диссертационной работы были представлены на Международных научно-практических конференциях «Наука — индустрии сервиса» (Москва, 2002 г), «Индустрия сервиса в XXI веке» (Москва, 2003 г.), «Наука — сервису» (Москва, 2003, 2004 гг.), «Системный анализ в проектировании и управлении» (Москва 2003, 2004 гг.). По результатам выполненных исследований опубликовано 17 печатных работ. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, библиографического списка из 125 наименований и приложений.

8. Результаты работы имеют научное значение, апробированы, внедрены в учебный процесс и на производстве с годовым экономическим эффектом 7,35 млн. рублей.