Со 3 стр. Ст. изд.текст

изготовитель серийных изделий. Функции этих участников в технологическом обеспечении создания продукции на различных стадиях разработки и постановки изделий на производство устанавливает ГОСТ Р 50995.3.1-96 «Технологическое обеспечение создания продукции. Технологическая подготовка производства». На уровне предприятий организация и управление процессами технологического обеспечения создания продукции осуществляются в соответствии с рекомендациями Р 50—297—90 Технологическая подготовка производства. Основные положения и Р—50—54—94—88 Правила организации и управления процессом технологической подготовки производства.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1.В чем заключаются цели и задачи стандартизации изделий

итехнологических процессов?

2.В чем заключаются принципы стандартизации изделий и технологических процессов?

3.Охарактеризуйте участников системы обеспечения создания продукции и их функции.

РАЗДЕЛ 1. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СТАНДАРТИЗАЦИИ ИЗДЕЛИЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

При работе с данным разделом Вам предстоит

рассмотреть следующие вопросы:

-преемственность при разработке изделий и технологических процессов;

-методы обеспечения преемственности при разработке изделий и технологических процессов;

-оптимизации параметрических рядов изделий.

1.1. ПРЕЕМСТВЕННОСТЬ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ИЗДЕЛИЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Закономерности развития технических систем. Любой объект техники, любой объект, созданный в процессе деятельности че-

23

ловека (совокупность машин, механизмов, устройств, приборов и т. д.) может рассматриваться как техническая система (Т - система). В общем случае любая Т-система состоит из многих конструктивно и функционально связанных конструктивных элементов и частей, которые являются физическими объектами, а конкретнее детали, сборочные единицы, комплексы и комплекты. Конструктивные объекты объединены в Т-системе по определенной структуре. Таким образом, Т-система характеризуется многокомпонентностью и определенной структурной организацией. От других материальновещественных системных образований Т-система отличается тем, что она создается искусственно из природных материалов с использованием природных процессов и закономерностей с целью осуществления определенной трудовой деятельности и жизнеобеспечения человека. Таким образом, Т-система принципиально отличается от других системных образований нетехнического характера тем, что она создана в результате целенаправленной деятельности человека в соответствии с его потребностями.

Технические системы взаимодействуют с одной стороны с окружающей средой, а с другой стороны - с человеком. Законы развития, принципы развития Т-систем изучает системотехника.

Т-система характеризуется целью, структурой и поведением. Под целью Т-системы понимается обеспечение той функции, для выполнения которой система проектируется, изготавливается и эксплуатируется.

Структура Т-системы - это организация системы из отдельных элементов, отнесенных к соответствующим уровням.

Технические системы классифицируются по конструктивному исполнению и по характеру взаимодействия с окружающей средой.

При классификации по конструктивному исполнению учитывается состав и структура Т-систем.

Гомогенная система - система образованная однородными элементами, которая формируется с использованием секционирования и компаундирования.

Гетерогенная система - система образованная разнородными элементами. При создании используется унификация элементов, на

24

основе которой уменьшается разнообразие элементов системы, но не устраняется полностью разнородность элементов.

Система с иерархической структурой - система, элементы которой (подсистемы) расположены на нескольких ступенях членения (уровнях иерархии) и связаны соотношениями подчиненности. При формировании учитываются особенности вертикальных связей, число реализуемых целей, характер связей между элементами (подсистемами, иерархический метод классификации.

Система с матричной структурой - система, элементы которой образованы взаимодействием ее функциональных и целевых подсистем.

Формирование системы основано на том, что каждый элемент должен обеспечивать в рамках определенной функциональной подсистемы реализацию хотя бы одной цели.

Статическая система - система при изменении параметров внешней среды сохраняющая свое состояние (состав, структуру и свойства).

При формировании определяются границы изменения параметров среды, в пределах которого система не меняет свое состояние.

Гемеостатическая система - система, которая приспосабливается к изменению параметров внешней среды изменением свойств отдельных компонентов при сохранении своего состава и структуры.

При формировании гемеостатической системы особое внимание уделяется встраиванию в ее состав и структуру специальной системы регулирования.

Динамическая система - система, которая адаптируется в меняющихся условиях внешней среды, как путем изменения своих параметров, так и перестройкой структуры.

При формировании динамической системы определяется диапазон изменения ее параметров, за пределами которого необходим переход к другим исполнениям системы.

Детерминированная система - система, поведение которой подчиняется динамическим закономерностям, описываемым уравнениями с жесткими, детерминированными связями между парамет-

25

рами.

Формируется для применения в процессах, характеризующихся детерминированными связями между исходными и конечными параметрами.

Стохастическая (вероятностная) система - система, поведение которой является вероятностным, т. е. не может быть однозначно определено заданием исходных параметров.

При формировании состава и структуры системы и анализе ее свойств используются вероятностные методы исследования.

При классификации Т-систем учитываются количество входящих элементов и сложность систем.

Конструктивно простые системы состоят из небольшого числа элементов (М = 101 … 104) и небольшого числа связей между ними легко поддающихся описанию (часы, станки, приборы).

Конструктивно сложные системы состоят из большого, но конечного числа элементов (М = 105 … 106) и связей между ними, поддающихся описанию (быстродействующая ЭВМ, гибкая произв. система).

Функционально простые системы обладают легко предсказуемым поведением, энтропия их внутреннего состояния и внешнего поведения вычисляется сравнительно просто.

Функционально сложные системы - системы обладающие такими особыми свойствами как уникальность и слабопредсказуемость. Уникальность функционально сложной системы состоит в том, что такая системе не имеет полных аналогов поведения.

Слабопредсказуемость выражается в том, что невозможно предсказать поведение на временном интервале, если известно ее поведение на предыдущем интервале. В какой-то степени для определенных целей она управляема, в целом нельзя вычислить энтропию внутреннего состояния и внешнего поведения.

Принципы развития технических систем. При формиро-

вании свойств Т-системы в процессе разработки и конструирования можно из множества свойств выделить совокупность тех свойств, которые в наибольшей степени влияют на содержание конструкторской разработки. Эти свойства могут быть систематизированы в соответствии с уровнями описания Т-системы.

26

В зависимости от уровня рассмотрения системы описания ее может быть представлено на различных уровнях: на уровне параметрических рядов исполнений с учетом внешних связей со средой; на уровне типоразмерных рядов исполнений; на уровне состава отдельно взятого исполнения.

Для некоторых свойств могут быть сформулированы принципы общего формирования объекта с учетом его пространственновременных преобразований. К их числу относятся принцип единства изменяемости и повторяемости Т-системы - раскрывает сущность преемственного развития Т-системы и заключается в том, что на любом этапе развития системы любые ее исполнения и их компоненты развиваются в единстве их изменяемости и повторяемости. Изменяемость - это склонность Т-систем к постоянному обновлению признаков (параметров, состава и структуры) под воздействием меняющихся условий среды ее существования, внешних условий. Повторяемость - это противоположная тенденция по отношению к изменяемости - относительная устойчивость отдельных признаков развития системы на тех или иных этапах развития Т-системы.

Поэтому при оценке развития системы нужно учитывать и новизну и повторяемость ее признаков.

Принцип единства изменяемости и повторяемости в развитии Т-системы является основным при рассмотрении вопросов преемственности. Кроме этого принципа нужно учитывать соподчиненные по отношению к нему принципы;

принцип целесообразной преемственности; принцип обязательности учета достижений науки и техники; принцип адаптивности; принцип совместимости; принцип взаимозаменяемости.

Принцип целесообразной преемственности заключается в том, что для конкретных условий существуют наиболее рациональные с точки зрения технической и экономической пропорции изменяемых и повторяемых признаков исполнения (параметров и компонентов) Т-системы.

Принцип обязательности учета достижений науки и техники заключается в том, что в процессе обновления исполнений и компо-

27

нентов технического объекта следует использовать технические решения, наиболее прогрессивные, проверенные и обработанные. Если не использовать прогрессивные достижения, то техника не совершенствуется.

Принцип адаптивности заключается в том, что любой развивающийся технический объект может приспосабливать свои параметры, свойства, состав и структуру к новым условиям производства и эксплуатации.

Принцип совместимости заключается в том, что при образовании нового исполнения технического объекта необходима совместимость изменяемых и повторяемых компонентов (внутренняя совместимость), и совместимость обновленного исполнения со смежными объектами (внешняя совместимость)

Принцип взаимозаменяемости заключается в том, что старые и новые компоненты технических объектов должны быть взаимозаменяемы, если их параметры и характеристики находятся в пределах, допускаемых условиями производства и эксплуатации.

Реализация этого принципа является обязательным условием непрерывного развития и совершенствования объектов техники.

Эти соподчиненные принципы должны учитываться комплексно для осуществления рационального конструирования Т- системы.

Принцип полноты компонентов исполнения системы заключается в том, что развитие технической системы обеспечивается при условии наличия в ее исполнениях полного состава компонентов, необходимых для соблюдения внешних и внутренних условий функционирования системы на всех этапах ее жизненного цикла.

Принцип согласованности компонентов исполнения системы заключается в том, что развитие Т-системы обеспечивается при наличии согласованности всех компонентов ее исполнения по признакам, определяемым внешними и внутренними условиями функционирования этого исполнения.

В первую очередь условием согласованности компонентов в процессе функционирования исполнения системы является энергетическая, информационная и техническая совместимость компонентов. Соблюдение этого принципа является обязательным условием

28

обеспечения жизнеспособности исполнения. С течением времени для любого функционирующего исполнение технического объекта на определенном этапе наступает рассогласование его компонентов.

Например, для отдельных видов машин и приборов с течением времени может наступить рассогласование периодичности действия их составных частей.

Так, в технологии машиностроения принцип согласованности компонентов исполнения системы конкретизируется как принцип материально-технического единства орудий труда по точностным параметрам и характеристикам технического состояния. Реализация этого принципа является обязательным условием рационального построения, функционирования и совершенствования технологических процессов, но на определенном этапе функционирования системы "станок-инструмент-приспособление" неравномерность развития и старения элементов этой системы неизбежно разрушает их единство.

Принцип неравномерности развития компонентов исполнения системы заключается в том, что неравномерность развития компонентов системы обусловлена относительной самостоятельностью компонентов как объектов формирования, функционирования и развития вследствие чего периоды эволюционного развития компонентов, образующих исполнение системы не совпадают.

Относительная самостоятельность любого компонента обусловлена тем, что он выполняет ограниченную по своему назначению функцию и поэтому является независимым по своему составу, структуре и исходным материалам по отношению к другим компонентам исполнения.

Неравномерность развития компонентов приводит к тому, что новое появляется в недрах старого как правило, - «отличающееся тем, что...»

Степень неравномерности развития компонентов зависит от сложности исполнения системы. Чем сложнее исполнение, тем неравномерное развитие его компонентов, В результате неравномерности развития компонентов возникают противоречия физического, технического и экономического характера, которые следует учитывать и по возможности устранять при конструировании.

29

При проектировании сложного технического объекта приходится соизмерять сроки разработки и освоения его составных частей друг с другом и с объектом в целом. Согласованность сроков промышленного освоения составных частей изделия и сроков постановки изделия на производство - является одним из основных факторов, который следует учитывать при организации опытно-конструк- торских работ.

Принцип предпочтительности исполнений системы заключается в том, что при выполнении конструкторских разработок, как правило, на исходных этапах существует возможность выявления и сравнительной оценки нескольких исполнений, сходных по выполняемым функциям. Принцип предпочтительности проявляется в отборе из множества возможных инженерно-технических решений тех, которые в технико-экономическом отношении и социальном представляются наиболее целесообразными, Сущность этого принципа заключается в том, что между двумя любыми исполнениями, обладающими одинаковыми функциональными параметрами, существует отношение доминирования по определенным признакам, обусловленным критериями технического, экономического и социального характера.

Принцип аналогий в развитии технических систем заключается в том, что системы, которые являются однотипными по системообразующим компонентам и по условиям применения, тождественно формируются и совершенствуются - одними и теми же путями. Так, например, конструкции валиков, втулок, шестерен, болтов, гаек и других деталей общемашиностроительного применения, разрабатываемые специалистами различных отраслей промышленности и различных стран аналогичны по форме и содержанию конструктивных исполнений и обладают общностью в своем развитии.

В различных странах в соответствии с определенной закономерностью появляются одинаковые или сходные изобретения вследствие:

-одинаковых потребностей в технических объектах определенного типа;

-однотипности эталонных решений в природе однотипные материалы, процессы, законы;

30

-однотипность методов и средств решения инженернотехнических задач;

-одинаковость тенденций развития однотипных объектов.

Преемственность технических систем. Невозможны ка-

кие либо изменения в материальном мире без одновременного повторения тех или иных признаков в изменяемых объектах.

Преемственность - объективная необходимая связь между новым и старым в процессе развития. Старое и новое связывают понятия "изменяемость" и "повторяемость" Эти понятия и объединяются понятием "преемственность". Правильное применение этих понятий позволяет раскрыть механизм развития любого предмета и явления природы в единстве противоположностей в сохранении и развитии (в пространстве и во времени) всего прогрессивного, что было накоплено этими объектами на предыдущих ступенях развития.

Преемственность в развитии предметов и явлений материального мира является следствием воздействия на них постоянно меняющихся условий внешней среды (в пространстве и во времени).

Изменяемость - это склонность предметов и явлений к постоянному изменению состава, структуры и других признаков под воздействием внешних условий, в результате чего возникает новое в процессе развития объекта.

Повторяемость является отражением противоположной тенденции в развитии. Она рассматривается как относительная устойчивость отдельных признаков развивающихся объектов.

Повторяемость и изменяемость диалектически взаимосвязаны и образуют механизм взаимодействия старого и нового в процессе развития.

Таким образом, преемственность состоит в повторении определенны признаков (свойств, элементов и связей), присущих рассматриваемым объектам развития - развивающимся объектам на последующих стадиях, ступенях их развития или в других объектах материального мира.

Процесс развития техники на всех уровнях от отдельных технических устройств до системы техники в целом подчиняется строго определенным внешним и внутренним закономерностям.

31

Внешние закономерности развития техники складываются в результате ее взаимодействия с другими общественными явлениями (общества в целом) и связаны с движущейся силой развития техники, которые выражаются в фундаментальном противоречии между ростом потребностей и имеющимися возможностями их удовлетворить. Это противоречие конкретизируется в каждой области в виде определенного закона на развитие техники.

Внутренние закономерности связаны с источниками ее развития и охватывают изменения в материальной основе, структуре и функциях техники и выступают как существенные связи, отношения, устойчивые тенденции, обусловливающие изменения внутри системы техники.

Техника представляет систему искусственных предметов, создаваемых и применяемых человеком на основе познания и практического использования законов природы и общественной жизни для реализации его личных и общественных целей и интересов.

Процесс развития техники от примитивных орудий труда до самых совершенных, не смотря на ряд качественных изменений, протекает, в целом, в условиях полной преемственности как единой цепи технического развития общества.

Преемственности технических систем способствует относительная самостоятельность элементов каждой отдельно взятой системы по их функциональному назначению по сравнению с системой в целом. В результате этого многие элементы могут применяться без изменений в различных системах. Такие элементы могут быть унифицированы и стандартизованы и из них могут создаваться гаммы технических устройств различного назначения при дополнении их необходимым числом оригинальных элементов.

Преемственность проявляется в упорядочении номенклатуры изделий и конструктивных элементов путем применения рядов предпочтительных чисел, разработки параметрических и типоразмерных рядов с рационально выбранными интервалами с учетом технико-экономических критериев оптимальности:

Из общей теории преемственности систем следует:

1. Преемственность является всеобщим свойством развивающейся материи и проявляется на различных уровнях ее органи-

32