Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Стандартизация и техническое регулирование в аспекте качества продукции: Учебное пособие

Голосов: 1

Рассмотрены основные аспекты стандартизации и технического регулирования в разрезе достижения высокого качества продукции. Учебное пособие предназначено для бакалавров и специалистов, обучающихся по специальности "Управление качеством", применимо для специальностей "Коммерция", "Менеджмент организации" и других экономических специальностей. Может быть полезно студентам специальностей "Технология машиностроения", "Станки и инструменты", "Системы автоматизированного проектирования" и другим, а также специалистам предприятий, связанным с производством качественной продукции.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
          В Российской Федерации и других странах СНГ код изготовителю
присваивает Ассоциация «ЮНИСКАН/ЕАМ Россия», которая представляет
интересы своих членов в Международной ассоциации ЕАN. Став членом
Ассоциации ЮНИСКАН, предприятие или фирма включается в мировую
систему товарной нумерации, получая уникальный по своим качествам
номер в международной системе ЕАN, который можно распознать в любой
точке земного шара.
      Таким образом, идентификация, классификация и кодирование ши-
роко используются в отечественной и зарубежной практике стандартиза-
ции для работ с информацией. Без этих методов невозможно обойтись и
при использовании специальных методов стандартизации: унификации,
типизации, агрегатирования, модулирования, оптимизации.

                2.5. Специальные методы стандартизации
                            2.5.1. Унификация
      Слово «унификация» в переводе с латинского обозначает приведение
чего-либо к единообразию, к единой форме или системе.
      Под унификацией понимается один из важнейших методов стан-
дартизации, заключающийся в приведении объектов одинакового функ-
ционального, конструктивного или технологического назначения к едино-
образию путем рационального сокращения неоправданного разнообразия
их элементов. Фактически это означает, что унификация имеет целью со-
кратить разнообразие изделий (машин, агрегатов, узлов, деталей) для со-
кращения разнообразия систем, в которых эти изделия применяются как
элементы. Следует заметить, что при производстве новых изделий в рам-
ках больших технических систем: предприятий, отраслей промышленности
(техноценозов) избежать их неоправданного разнообразия практически не-
возможно.
       Доказано [15], что развитие больших технических систем эволюционно. Техно-
эволюция (ТЭ), согласно Б. И. Кудрину, – наука об общих законах развития техниче-
ской реальности (техники, технологии, материала, продукции, отходов) и принципах
создания изделий и их сообществ. Элементарным фактором, направляющим техноэво-
люцию, является информационный отбор, действие которого векторизировано. ТЭ
представляет собой процесс творческий, основой которого является вариофикация.
Вариофикация – делание различного; явление ускоряющегося во времени и увеличи-
вающегося количественно изготовление новых видов продукции эволюционирующих
семейств. Это общее стремление к многообразию находит сейчас воплощение в дивер-
сификации, когда завод-изготовитель начинает выпускать самую разнообразную, мо-
жет быть, совсем непрофильную продукцию (металлургические заводы – и стиральные
машины). И, наконец, третье – ассортица, когда в одном месте эксплуатации (предпри-
ятие, город) встречаются машины одного назначения и близких параметров, но разных
заводов-изготовителей. Это делает их эксплуатацию и ремонт крайне затруднительными.
      В основе унификации лежит конструктивное подобие деталей, узлов,
агрегатов, машин и приборов, которое определяется общностью рабочих
                                        61


процессов, условиями работы, т. е. общностью эксплуатационных требо-
ваний. В качестве информационной поддержки в процессе унификации
часто используют методы систематизации и классификации. Унификация
может осуществляться без документальной стандартизации, то есть ее ре-
зультаты могут и не оформляться стандартом, однако стандартизация из-
делий обязательно предусматривает их унификацию.
      Основными целями унификации являются:
      1) ускорение темпов научно-технического прогресса путем сокраще-
ния сроков разработки, подготовки производства, изготовления, проведе-
ния технического обслуживания и ремонта изделий;
      2) обеспечение высокого качества и взаимозаменяемости изделий и
их составных элементов;
      3) снижение затрат на проектирование изделий;
      4) уменьшение трудоемкости изготовления.
      Чем больше унифицированных узлов и деталей в машине, тем коро-
че сроки проектирования и изготовления, так как сокращается количество
чертежей, вновь разрабатываемых технологических процессов, проекти-
руемой оснастки и т. п. Унификация позволяет повысить серийность и
уровень автоматизации производственных процессов, обеспечить мобиль-
ность промышленности при выпуске новых изделий, организовать специа-
лизированные производства. Задачами унификации являются:
       использование во вновь создаваемых группах изделий одинакового
или близкого функционального назначения ранее спроектированных, осво-
енных в производстве составных элементов (агрегатов, узлов, деталей);
       разработка унифицированных составных элементов для примене-
ния во вновь создаваемых или модернизируемых изделиях;
       разработка конструктивно-унифицированных рядов изделий;
       ограничение целесообразным минимумом номенклатуры раз-
решаемых к применению изделий и материалов.
      Конструктивно-унифицированный ряд – это закономерно построен-
ная совокупность машин, приборов, агрегатов или других изделий, вклю-
чая базовое изделие и его модификации одинакового или близкого функ-
ционального назначения, а также изделия с аналогичной или близкой ки-
нематикой и схемой рабочих движений.
      Объектами унификации могут быть изделия массового, серийного и
единичного производства. Номенклатуру изделий, подлежащих унифика-
ции, определяют, исходя из важности и перспективности этих изделий,
объема и характера их производства, наличия стандартов на основные па-
раметры изделий и их составных частей, характера взаимосвязи унифици-
руемых изделий с другими изделиями в процессе производства и применения.
      Базой унификации является стандартизация с ее системой предпоч-
тительных чисел, которая позволяет устанавливать оптимальные значения

                                  62


параметров и размеров изделий, а также комплексы стандартов на основ-
ные нормы, обеспечивающие взаимозаменяемость унифицированных де-
талей, узлов (агрегатов), изделий. Выделяют два основных направления
развития унификации: ограничительное и компоновочное.
      Ограничительное направление характеризуется тем, что анализиру-
ется номенклатура выпускаемых изделий с целью ее ограничения до целе-
сообразного минимума. Это направление в мировой практике получило на-
звание «симплификация».
      Симплификация объектов стандартизации – это элементарный вид
унификации, основанный на простом сокращении наименее употребляе-
мых элементов. Проведение симплификации возможно на любом уровне.
      Компоновочное направление характеризуется проведением анализа
номенклатуры изделий, с целью выявления их потребности экономике
страны. В результате такого анализа создаются новые ряды машин и их
типоразмеры на основе компоновки из определенного набора унифициро-
ванных сборочных единиц в пределах стандартных типоразмерных рядов.
При этом используют метод селекции объектов стандартизации.
      Селекция объектов стандартизации – отбор конкретных объектов,
которые признают целесообразным для дальнейшего производства.
      Процессы селекции и симплификации часто осуществляются парал-
лельно (например, из 50 типоразмеров кастрюль при разработке соответ-
ствующего ГОСТ выбраны только 22, исключены емкости 0,9, 1,3, 1,7 л;
оставлены 1 л и 1,5 л). Заметим, что указанным процессам предшествуют
классификация и ранжирование объектов, специальный анализ перспек-
тивности и сопоставление в производстве.
      Работы по унификации могут проводиться на трех уровнях: заво-
дском (автомобили ВАЗ), отраслевом (электролампы для любых автомо-
билей), межотраслевом (крепежные изделия, пригодные для любых меха-
низмов). Кроме того, в последнее время успешно развивается междуна-
родная унификация.
      Работа по унификации проводится в определенной последовательно-
сти. В первую очередь необходимо определить направление, вид и уровень
унификации, затем собрать и проанализировать чертежи унифицируемых
изделий, классифицировать чертежи в соответствии с поставленной зада-
чей. Дальше либо разрабатывается новая конструкция, либо выбирается
одна из существующих в качестве унифицированной конструкции, которая
сможет заменить все ранее применявшиеся. Затем устанавливается опти-
мальное количество типоразмеров и разрабатывается стандарт на конст-
руктивно-унифицированный ряд деталей. Завершающим этапом работы по
унификации является организация специализированного производства
стандартных деталей.
      Работа по унификации проводится в определенной последовательности:

                                  63


      □ проводится анализ для определения направления, вида и уровня
унификации;
      □ анализируются чертежи унифицируемых изделий (сб. единиц, де-
талей);
      □ классифицируются чертежи в соответствии с поставленной задачей;
      □ выбирается в качестве унифицированной одна из существующих
конструкций, заменяющая все ранее применявшиеся, или разрабатывается
новая конструкция;
      □ устанавливается оптимальное количество типоразмеров;
      □ разрабатывается стандарт на конструктивно-унифицированный
ряд деталей;
      □ организуется специализированное производство унифицированных
деталей.
      На рис. 2.6 приведена схема проводимых работ по унификации.
      Из рисунка видно, что наряду с классификацией базой унификации
является стандартизация с ее системой предпочтительных чисел, которая
позволяет установить оптимальные значения размеров и параметров стан-
дартизованных объектов, а также разработать комплекс государственных
стандартов на основные нормы, обеспечивающие взаимозаменяемость
унифицированных деталей и узлов.




        Рис. 2.6. Последовательность осуществления работ по унификации
                      в машиностроении и приборостроении

      Эффективность работ по унификации и стандартизации характеризу-
ется ее уровнем. Под уровнем унификации и стандартизации изделий по-
нимают насыщенность их соответственно унифицированными или стан-
дартными составными частями (деталями, узлами, механизмами).
      Уровень унификации изделий или их составных элементов характе-
                                     64


ризуется различными показателями, основным из которых является коэф-
фициент применяемости Кпр – выраженное в процентах отношение количе-
ства заимствованных, покупных и стандартизованных типоразмеров к об-
щему количеству типоразмеров изделия.
      Типоразмером называют такой предмет производства (конструктив-
ный элемент, деталь, узел, машину), который имеет определенную, прису-
щую только ему, конструкцию, конкретные параметры и размеры и запи-
сываются отдельной позицией в спецификацию изделия (без учета количе-
ства на изделие).
      1. Показатель уровня унификации (коэффициент применяемости) по
числу типоразмеров в изделии определяют по формуле:
                                        n  n0
                             К ПР.Т           100% ,            (2.2)
                                          n
      n – общее число типоразмеров в изделии;
      n0 – число оригинальных типоразмеров.
      Коэффициент применяемости определяют также и по количеству со-
ставных частей (сборочных единиц), разработанные для данного изделия.
      В общее число составных частей в изделии входят стандартные,
унифицированные и покупные составные части, а также сборочные едини-
цы общемашиностроительного, межотраслевого и отраслевого примене-
ния. К оригинальным относятся составные части, разработанные для дан-
ного изделия.
      2. Показатель уровня унификации по числу составных частей в изде-
лии определяют по формуле:
                                  N  Nо
                       К ПР.Ч           100% ,                  (2.3)
                                    N
     где N– общее число составных частей в изделии; Nо – число ориги-
нальных составных частей в изделии.
     Чаще всего в изделии уровень унификации рассчитывают для деталей.
     3. Показатель уровня унификации по стоимостному выражению оп-
ределяют по формуле:
                       Кпр.с =( С – Со)/ С 100%,                  (2.4)
     где С – стоимость общего числа составных частей в изделии;
         Со – стоимость оригинальных составных частей в изделии.
     Любая из приведенных формул характеризует уровень унификации
только с одной какой-либо стороны. Более полную характеристику уровня
унификации изделия может дать комплексный показатель - коэффициент
применяемости, который можно представить в виде


                                                             (2.5)
     где Су – средняя стоимость массы материала унифицированных де-
                                        65


талей; Ст – средняя стоимость массы материала изделия в целом; h – сред-
няя стоимость нормочаса; Аул – масса всех унифицированных деталей в из-
делии; Ау.т – суммарная трудоемкость изготовления унифицированных де-
талей; Адв – общая масса изделия; Адт – полная трудоемкость изготовления
изделия.
       Коэффициент повторяемости Кп характеризует уровень унификации и взаимо-
заменяемости составных частей изделий определенного типа
                                            Nn
                                      КП        100% ,                  (2.6)
                                            N -1
       где N – общее число составных частей в изделии;
       n – общее число типоразмеров в изделии
       Средняя повторяемость составных частей в изделии характеризуют коэффици-
ент средней повторяемости Кп
                                        Ксп = N /n .                      (2.7)
      По своему содержанию унификация подразделяется на три вида:
      • внутриразмерную, когда унификацией охваываются все разновид-
ности (модификации) определенной машины в отношении как базовой мо-
дели, так и ее модификаций;
      • межразмерную, когда унифицируют не только модификации од-
ной базовой модели, но и базовые модели машин разных размеров данного
параметрического ряда;
      • межтиповую, когда унификация распространяется на машины раз-
ных типов, входящих в различные параметрические ряды.
      При всем этом унификация может проводиться на трех уровнях: за-
водском, отраслевом и межотраслевом. Заводская (в рамках завода), отрас-
левая и межотраслевая (для ряда заводов отрасли или отраслей) унифика-
ции в машиностроении и приборостроении могут охватывать номенклату-
ру изделий, сборочных единиц и деталей, которые производят и применя-
ют в различных отраслях народного хозяйства
      Пример и методические указания по решению
      Пример. Определить уровень стандартизации и унификации про-
дольно-обрабатывающего станка по коэффициенту применяемости (по
числу типоразмеров, составным частям изделия и в стоимостном выраже-
нии), а также уровень унификации и взаимозаменяемости по коэффициен-
там повторяемости составных частей и средней повторяемости составных
частей данного изделия.
      Дано: общее число типоразмеров п = 1657, число оригинальных ти-
поразмеров п0 = 203; общее число деталей N — 5402, оригинальных N 0 =
620, стоимость всех деталей С = 85 000 руб., оригинальных С0 =
27 200 руб. (здесь и далее в ценах 2000 г.)
      Решение. По формулам (2.2) – (2.4) определяем


                                      66


     Коэффициент повторяемости вычисляем по формулам (2.6) и (2.7):



     Задания для практической работы по расчету уровня унификации
приведены в прил. 6.
                          2.5.2. Типизация

      Типизация – метод стандартизации, заключающийся в установле-
нии типовых для данной совокупности объектов, принимаемых за основу
(базу) при создании других объектов, близких по функциональному назна-
чению.
      Этот метод иногда называют методом «базовых конструкций», так
как в процессе типизации выбирается объект, наиболее характерный для
данной совокупности, имеющий оптимальные для нее свойства. При
получении конкретного объекта (изделия или технологического процесса)
выбранный типовой объект может претерпевать лишь некоторые частич-
ные изменения или доработки. Эффективность типизации обусловлена ис-
пользованием проверенного решения при разработке нового изделия, ус-
корением и снижением стоимости подготовки производства изделий, соз-
даваемых на одной базе. Типизация завершается стандартизацией разрабо-
танных типовых объектов.
      Типизация как эффективный метод стандартизации развивается в
трех основных направлениях:
       стандартизация типовых изделий общего назначения;
       стандартизация типовых технологических процессов;
       создание технических документов, устанавливающих порядок про-
ведения каких-либо работ, расчетов, испытаний и т. п.
      Наибольшее внимание уделяется типизации технологических про-
цессов (ТП). Это обусловлено неоправданно большим разнообразием су-
ществующих вариантов ТП при изготовлении аналогичных деталей, что
приводит к повышению себестоимости изготовления продукции. Очень
часто новый технологический процесс изготовления (обработки или сбор-
ки) изделия разрабатывается заново без учета существующего опыта. На
разных заводах на одну и ту же деталь (узел) могут быть созданы различ-
ные технологические процессы. При смене объекта производства весь объ-
ем технологических разработок повторяется заново и значительная часть
                                  67


технологических процессов дублирует ранее разработанные, в то время как
установлено, что для отдельных элементов конструкций до 70–80 % всей
их номенклатуры переходит из изделия в изделие с незначительными из-
менениями, сохраняя основные конструктивно-унифицированные пара-
метры, характерные для данного типа.
      В гибких производственных системах (ГПС) при быстрой смене кон-
струкций изделий необходимо создавать технологические процессы не
применительно к одному, конкретному изделию, а в расчете на использо-
вание их при изготовлении большинства типовых деталей узлов данного
вида, т. е. на основе типизации.
      Первым этапом типизации технологических процессов является
классификация объектов основного и вспомогательного производства, тех-
нологических операций и средств технологического оснащения (оборудо-
вания, приспособлений, режущего и измерительного инструментов). Она
ведется на базе классификаторов, например, «Технологического классифи-
катора деталей машиностроения и приборостроения» (ТКД) [16], в соот-
ветствии с которым детали группируют по признакам, определяющим
общность их конструкции и технологических процессов их изготовления.
      Типизация технологических процессов включает анализ возможных
технологических решений при изготовлении деталей классификационной
группы и проектирование оптимального типового (группового) процесса
для каждой группы. Затем определяют типовой технологический процесс,
являющийся общим для каждой группы деталей, имеющий единый план
обработки по основным операциям, однотипное оборудование и техноло-
гическую оснастку. При разработке типового технологического процесса
за основу может быть взят наиболее совершенный действующий техноло-
гический процесс или спроектирован новый.
      Заключительным этапом типизации является стандартизация типово-
го технологического процесса и его документальное оформление в соот-
ветствии с требованиями стандартов ЕСТД. Типовой технологический
процесс оформляется в виде карт технологического маршрута и набора
стандартных карт, технологических стандартов организации (СТО). Таким
образом, мы получаем нормативный документ, действующий на уровне
организации и положительно влияющий на общую эффективность произ-
водственного процесса.

                        2.5.3. Агрегатирование
      Конструкции большинства изделий (машин, приборов и оборудова-
ния) могут быть расчленены на ряд автономных агрегатов (узлов). Расчле-
нение машин производится на основе структурного анализа их составных
частей, позволяющего выделить автономные функциональные узлы (агре-
гаты) с учетом применения их в ряде других машин. Затем эти агрегаты
унифицируются, стандартизуются и могут составлять конструктивно-
                                  68


унифицированные (типоразмерные) ряды. Изготавливаются они независи-
мо друг от друга и обладают полной взаимозаменяемостью по всем экс-
плуатационным показателям и присоединительным размерам. Унифициро-
ванные агрегаты должны иметь оптимальную конструкцию высокого каче-
ства и состоять, по возможности, из наименьшего числа наименований де-
талей. Сборка этих агрегатов должна быть простой и надежной. После
сборки машины оборудование или приборы должны обладать требуемой
точностью, прочностью, жесткостью, надежностью, долговечностью и
иметь другие оптимальные показатели качества, определяемые их эксплуа-
тационным назначением.
      Агрегатирование – это метод создания и эксплуатации машин,
приборов и оборудования из отдельных стандартных, унифицированных
узлов, многократно используемых при создании различных изделий на ос-
нове геометрической и функциональной взаимозаменяемости. Агрегатиро-
вание позволяет не создавать каждую машину как оригинальную, единст-
венную в своем роде, а в большинстве случаев перекомпоновывать имею-
щиеся машины, используя уже спроектированные и освоенные производ-
ством узлы и агрегаты.
      Агрегат – укрупненный, унифицированный узел машины или при-
бора, обладающий отделимостью и полной взаимозаменяемостью; завер-
шенный в функциональном и конструктивном отношении; имеет стан-
дартные габаритные и присоединительные размеры, допускающие быст-
рую и надежную сборку, а также отработанный технологически и хорошо
изученный в эксплуатации. Для определения рациональной разбивки кон-
струкций на элементы также необходимо использовать классификатор деталей.
      Агрегатирование обеспечивает расширение области применения ма-
шин путем замены их отдельных узлов и блоков, возможность компоновки
машин, приборов, оборудования разного функционального назначения из
отдельных узлов, изготавливаемых на специализированных предприятиях,
создания универсальных приспособлений при разработке технологической
оснастки и т. д. Агрегатирование дает возможность уменьшить объем про-
ектно-конструкторских работ, сократить сроки подготовки производства,
снизить трудоемкость изготовления изделий, а также расходы на ремонт-
ные операции.
      Принципиальное преимущество метода агрегатирования заключается
также в том, что при специализированном производстве стандартных агре-
гатов и их поставке заказчикам последние получают возможность само-
стоятельно компоновать необходимое оборудование. Кроме того, приобре-
тение готовых узлов, изготовляемых на специализированных заводах, по-
зволит удешевить и упростить ремонт машин и оборудования.
      Отечественный и зарубежный опыт показывает, что при частой сме-
няемости или модернизации изготовляемых изделий агрегатирование яв-
ляется наиболее прогрессивным методом конструирования, обеспечиваю-
щим ускорение технического прогресса и большой экономический эффект.
                                   69


Безусловно, создавая принципиально новые машины или изделия, нельзя
обойтись без проектирования конструктивно новых составных частей этих
изделий. Но и они должны проектироваться из автономных агрегатов, ко-
торые при дальнейшем развитии изделий можно было бы унифицировать.
                         2.5.4. Модулирование
      Модулирование – метод создания машин, приборов, аппаратуры и
др. с использованием унифицированных узлов и агрегатов. Под модулем
понимается конструктивно и технологически законченная унифицирован-
ная или стандартная сборочная единица, обладающая строго фиксирован-
ными параметрами (функциональными характеристиками, геометрически-
ми размерами и др.). Модули могут легко соединяться, образуя сложные
системы различных типов и типоразмеров, заменяться при ремонте или
модернизации с целью получения систем с другими характеристиками.
      Таким образом, построение техники на основе унификации, типиза-
ции, агрегатирования и модулирования позволяет сократить сроки проек-
тирования и изготовления изделий, экономить трудовые и материальные
ресурсы, упростить и ускорить ее ремонт и модернизацию, а также повы-
сить их качество. Заметим, что при реализации указанных методов широко
используется классификация.

                 2.5.5. Параметрическая стандартизация
      Параметрическая стандартизация заключается в выборе и обосно-
вании целесообразной номенклатуры и численного значения параметров.
      Параметр продукции – это количественная характеристика ее свой-
ства. Наиболее важными параметрами являются характеристики, опреде-
ляющие назначение продукции и условия ее использования:
      1) размерные параметры (размер одежды и обуви, вместимость посуды);
      2) весовые параметры;
      3) параметры, характеризующие производительность машин и при-
боров;
      4) энергетические параметры.
      Набор установленных значений параметров называется параметри-
ческим рядом.
      Многие промышленно развитые страны приняли национальные
стандарты на нормальные линейные размеры. ГОСТ 8032–84 составлен с
учетом рекомендаций ИСО и устанавливает четыре основных ряда пред-
почтительных чисел (ПЧ) (К5, К10, К20, К40) и два дополнительных (К80
и К160). В эти ряды входят предпочтительные числа, представляющие со-
бой округленные значения иррациональных чисел.
      Почти во всех случаях необходимо использовать 40 основных пред-
почтительных чисел, входящих в четыре ряда (табл. 2.3).
      Предпочтительные числа и их ряды, принятые за основу, служат при
                                   70



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика