Методы стандартизации

Методы стандартизации

 

Метод стандартизации - это  прием или совокупность приемов, с помощью которых достигаются  цели стандартизации.

Стандартизация базируется на общенаучных и специфических  методах.

 

Параметрическая стандартизация

 

Стандартизация определяет основу не только настоящего, но и будущего развития хозяйственно-экономической  деятельность общества должна осуществляться в полном соответствии с научно-техническим  прогрессом.

Теоретической базой современной  стандартизации является система предпочтительных чисел. Предпочтительными числами называются числа, которые рекомендуется выбирать как преимущественные перед другими при назначении величин параметров для вновь создаваемых изделий.

Параметр - это количественная характеристика свойств продукции. Различают размерные параметры; весовые параметры; параметры, характеризующие производительность машин и приборов; энергетические параметры.

Продукция определенного  назначения характеризуется рядом  параметров. Набор установленных  значений параметров называется параметрическим  рядом.

Процесс стандартизации параметрического ряда - параметрическая стандартизация - заключается в выборе и обосновании  целесообразной номенклатуры и численных  значений параметров. Решается эта  задача с помощью математических методов.

Предпочтительные числа  получают на основе геометрической прогрессии:

a₁- первый член прогрессии;

q - знаменатель прогрессии, q=

n - принимает целые значения в интервале от 0 до R, где R = 5,10,20,40,80, 160

Если придерживаться строго обоснованного ряда предпочтительных чисел, то параметры и размеры  отдельного изделия или группы изделий  наилучшим образом будут согласованы  со всеми соответствующими видами продукции: электродвигателей - с технологическим  оборудованием, грузоподъемными устройствами; предохранительных клапанов - с паровыми котлами, комплектующих изделий - с  присоединительными и посадочными  местами в машине. Несоблюдение этого  условия вызывает излишние затраты  материалов, электрической и других видов энергии, неполное использование  оборудования, снижение производительности труда, рост себестоимости продукции. Например, несоответствие сортамента круглого проката, выпускавшегося ранее металлургическими заводами, и нормального ряда диаметров в машиностроении приводило к излишнему стружкообразованию, снижению коэффициента использования металла, дополнительной непроизводительной загрузке металлорежущих станков, в результате требовалось больше станков.

Предпочтительные числа  и их ряды служат основой упорядочения выбора величин и градаций параметров производственных процессов, оборудования, приспособлений, режущего измерительного инструмента, штампов, материалов, полуфабрикатов, транспортных средств и т.п. Создают  предпосылки для сокращения номенклатуры изделий, сокращения длительности цикла  технологической подготовки производства, организации массового изготовления продукции.

Ряды предпочтительных чисел  должны удовлетворять следующим  требованиям:

• представлять рациональную систему градаций, отвечающую потребностям производства и эксплуатации;
• быть бесконечными в направлении уменьшения и увеличения чисел;
• включать все последовательные десятикратные или дробные значения каждого числа ряда;
• быть простыми, легко запоминаемыми.

Многие промышленно развитые страны приняли национальные стандарты  на нормальные линейные размеры. ГОСТ 8032-84 «Предпочтительные числа и  ряды предпочтительных чисел», составленный с учетом рекомендаций Международной  организации по стандартизации (ИСО), устанавливает четыре основных ряда предпочтительных чисел (R 5, R 10, R 20, R 40) и два дополнительных ряда ( R 80, R 160). Цифра указывает количество чисел в десятичном интервале. При выборе нужно отдавать нормальным размерам из рядов с более крупной градацией. На базе ГОСТ 8032 утвержден ГОСТ 6636 «Нормальные линейные размеры (см.приложение 2).

Введение единого порядка  при переходе от одних численных  значений параметров к другим во всех отраслях промышленности уменьшает  количество типоразмеров, приводит к  более экономному раскрою исходных материалов, позволяет согласовать  увязать между собой различные  виды изделий, материалов и полуфабрикатов, транспортных средств, производственного  оборудования (по мощности, габаритам  т.п.).

Если, например, на каком-то заводе предполагается выпускать семь типоразмеров двигателей (минимальная  мощность первого типоразмера 10 кВт), то по нормальному ряду чисел со знаменателем прогрессии q= параметрический ряд будет включать в себя двигатели следующих мощностей: 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160 квт.

В машиностроении и приборостроении  предпочтительные числа, принятые за основу при назначении классов точности, размеров, углов, радиусов, канавок, уступов, линейных размеров, сокращают номенклатуру режущего и измерительного инструмента, штампов, пресс-форм, приспособлений. Это способствует росту уровня взаимозаменяемости, повышению серийности, технического уровня и качества выпускаемой продукции, расширению объемов ее производства, улучшению организации инструментального хозяйства на предприятиях. В результате значительно снижается себестоимость изделий увеличивается экономическая эффективность производства.

 

Унификация и  агрегатирование продукции

 

К числу основных методов  стандартизации относятся унификация, агрегатирование.

Унификация - это деятельность по рациональному сокращению числа типов деталей, агрегатов одинакового функционального назначения. Она базируется на классификации и ранжировании, селекции и симплификации, типизации и оптимизации элементов готовой продукции.

Унификацию можно рассматривать  как средство оптимизации параметров качества и ограничения количества типоразмеров выпускаемых изделий  и их составных частей. При этом унификация воздействует на все стадии жизненного цикла продукции, обеспечивает взаимозаменяемость изделий, узлов  и агрегатов, что, в свою очередь, позволяет предприятиям кооперироваться  друг с другом.

К основным видам унификации относят конструкторскую и технологическую  унификацию. При этом первая предполагает унификацию изделий в целом и их составных частей (деталей, узлов, комплектующих изделий и т.п.), а вторая - унификацию нормативно-технической документации (стандартов, технических условий, инструкций, методик, руководящих документов, конструкторско-технологической документации и др.).

Результатом работ по унификации могут быть альбомы типовых (унифицированных) конструкций, деталей, узлов, сборочных  единиц и т.д.

В зависимости от области  проведения унификации изделий унификация может быть межотраслевой, отраслевой и заводской.

Степень унификации характеризуется  уровнем насыщенности изделия унифицированными деталями, узлами и сборочными единицами.

Показателем уровня унификации является коэффициент применимости:

 

 

п - общее число деталей в изделии, шт.;

п₀ - число оригинальных деталей, шт.

Агрегатирование - это метод создания машин, приборов и оборудования из отдельных стандартных унифицированных узлов, многократно используемых при создании различных изделий на основе геометрической и функциональной взаимозаменяемости. Другим словами метод конструирования и эксплуатации изделий, основанный на функциональной и геометрической взаимозаменяемости их основных узлов и агрегатов.

Важнейшим преимуществом  изделий созданных на основе агрегатрования, является конструктивная обратимость. Агрегатирование позволяет также многократно применять стандартные детали, узлы и агрегаты в новых модификациях изделий при изменении их конструкции.

Использование агрегатирования как метода стандартизации обеспечивает решение целого ряда актуальных задач в различных отраслях промышленности.

В настоящее время на повестке дня переход к производству техники  на базе крупных агрегатов - модулей. Модульный принцип широко распространен  в радиоэлектронике и приборостроении. Это основной метод создания гибких производственных систем.

 

Упорядочение  объектов стандартизации

 

Результатом работ по упорядочению является, например, ограничительные  перечни комплектующих изделий, альбомы типовых конструкций, типовые  формы технических, управленческих и прочих документов.

Упорядочение, как универсальный  метод, состоит из отдельных методов: систематизация, селекция, симплификация, типизация и оптимизация.

Систематизация объектов стандартизации заключается в научно-обоснованном, последовательном классифицировании и ранжировании совокупности конкретных объектов стандартизации. Примером работы по систематизации может служить Общероссийский классификатор промышленной и сельскохозяйственной продукции (ОКП).

Селекция объектов стандартизации - деятельность заключается в отборе таких конкретных объектов, которые признаются целесообразными для дальнейшего производства и применения.

Симплификация - деятельность, заключающаяся в определении таких конкретных объектов, которые признаются не целесообразными для дальнейшими производства и применения.

Процессы селекции и симплификации осуществляются параллельно и предшествуют процессам классификации и ранжирования объектов.

Типизация объектов стандартизации - деятельность по созданию типовых объектов - конструкций, технологических правил, форм документации. В отличие от селекции отобранные конкретные объекты подвергают каким-либо техническим преобразованиям, направленным на повышение их качества и универсальности.

Оптимизация объектов стандартизации заключается в нахождении оптимальных значений главных параметров, а также значений других показателей качества и экономичности. В отличие от работ по селекции и симплификации, базирующихся на несложных методах оценки и обоснования принимаемых решений, например, экспертных методов, оптимизацию объектов стандартизации осуществляют путем применения специальных экономико-математических методов и моделей оптимизации.

Целью оптимизации является достижение оптимальной степени  упорядочения и максимально возможной  эффективности по выбранному критерию (рис.8). Оптимальное значение параметра  выбирают при минимальном значении функции потерь.

 

Рис. 8 Определение оптимального значения параметра

 

1 - Зависимость функции  потерь в случае, когда выбрано  максимально возможное значение  параметра Qmax.

2 - Зависимость функции  потерь в случае, когда выбрано  минимально возможное значение  параметра Qmin.

3 - Средние суммарные  потери. Оптимальное значение может  быть выбрано при минимальном  значении функции потерь.

 

Комплексная стандартизация

 

Тенденции научно-технического прогресса требовали и требуют  постоянного сокращения сроков создания новой техники, обладающей более  прогрессивными производственно-техническими показателями. Ведущая роль в решении  этих задач принадлежит  комплексной стандартизации, осуществление которой обеспечивает наиболее полное и оптимальное удовлетворение взаимоувязанных требований как к самому объекту комплексной стандартизации в целом, так и к его основным элементам.

Комплексная стандартизация обеспечивает взаимосвязь и взаимозависимость  смежных отраслей по совместному  производству готового продукта. Например, требования на автомобиль затрагивают  металлургию, подшипниковую, химическую, электротехническую и другие отрасли  промышленности. Качество современного автомобиля определяется качеством  более 2 тысяч изделий и материалов - металлов, пластмасс, резинотехнических  изделий, лаков, красок, масел, топлива, смазок, изделий легкой промышленности и др. Условная взаимосвязь отдельных  составных частей при комплексной  стандартизации показа на рис.9.

 

Рис. 9. Комплексная стандартизация изделия

 

Комплексная стандартизация позволяет устанавливать наиболее рациональные в техническом отношении  параметрические ряды и сортамент  промышленной продукции, устранить  ее излишнее многообразие, неоправданную  разнотипность. Практической реализацией  этого метода выступают программы  комплексной стандартизации, которые  являются основой создания новой  техники, технологии и материалов.

В настоящее время реализуется  программа комплексной стандартизации «Безопасность в чрезвычайных ситуациях». В разработке стандартов для указанной  программы принимает участие  около 60 организаций, уже разработано  около 50 стандартов, которые установили:

• терминологию в области обеспечения безопасности и чрезвычайных ситуаций (ЧС);
• классификацию природных, техногенных и биолого-социальных ЧС;
• основные требования к мониторингу прогнозированию ЧС, ликвидации ЧС;
• требования к аварийно-спасательным средствам и способам проведения аварийно-спасательных работ.