9.2. Научно-технические принципы стандартизации
К основным научно-техническим принципам стандартизации относятся предпочтительность (параметрическая стандартизация), динамичность, оптимальность, плановость, комплексность и перспективность.
Многообразие типов, размеров и параметров изделий регламентируется параметрическими стандартами. Это позволяет предотвратить производство неоправданно большой номенклатуры изделий, создает благоприятные условия для широкой унификации узлов и деталей. Согласование параметров и размеров методом параметрической стандартизации позволяет координировать работу различных отраслей промышленности.
Сущность параметрической стандартизации состоит в том, что параметры и размеры серийно выпускаемой продукции устанавливаются не произвольно, а в соответствии с рядом предпочтительных чисел.
Ряды предпочтительных чисел должны удовлетворять следующим требованиям:
должны представлять рациональную систему градации, отвеча-ющую потребностям производства и эксплуатации;
быть бесконечными в направлении увеличения и уменьшения чисел;
должны включать все последовательные десятикратные или дробные значения каждого числа ряда;
быть простыми и легко запоминающимися.
Наипростейшие ряды предпочтительных чисел строятся на основе арифметической прогрессии, любой член которой вычисляется по формуле
an = a1 + d(n – 1), (9.1)
где a1 – первый член прогрессии; d – разность прогрессии; n – номер взятого члена прогрессии.
Ряды предпочтительных чисел, основанные на арифметической прогрессии, используются в параметрических стандартах сравнительно редко, однако такие стандарты есть, например стандарты на размер обуви, на диаметр подшипников качения.
Достоинством рядов предпочтительных чисел, построенных на арифметической прогрессии, является простота, недостатком – относительная неравномерность. Так, в прогрессии, где d = 1, второй член прогрессии превышает первый на 100 %, девятый превышает десятый на 11 %, а сотый превышает девяностый на 1 %. Большие числа следуют друг за другом чаще, поэтому их оказывается больше, чем малых чисел, что не всегда соответствует необходимым потребностям.
Для построения рядов предпочтительных чисел используют геометрическую прогрессию, т. е. последовательность чисел, в которой отношение последующего числа к предыдущему остается постоянным. Геометрическая прогрессия выражается формулой
an = a1 gn 1, (9.2)
где g – знаменатель прогрессии.
Появление рядов предпочтительных чисел, основанных на геометрической прогрессии, связано с именем офицера французского инженерного корпуса Шарля Ренара. Он разработал спецификацию на диаметр канатов для аэростата с таким расчетом, чтобы их могли изготовлять заранее. За основу Ренар взял канат массой а г на 1 м длины и построил ряд чисел, используя преимущество геометрической прогрессии, при этом знаменатель прогрессии обеспечивал десятикратное увеличение каждого пятого члена: а·g5 = 10a.
ГОСТ 8032 "Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел" устанавливает четыре ряда предпочтительных чисел:
R5
– 1,00; 1,60; 2,50; 4,00; 6,30… – знаменатель
прогрессии
;
R10
– 1,00;1,25; 1,6; 2,00; 2,50… – знаменатель
прогрессии
;
R20
1,00; 1,12; 1,25; 1,40… – знаменатель прогрессии
;
R40
– 1,00; 1,06; 1,12… – знаменатель прогрессии
.
Положительным свойством приведенных прогрессий является то, что количество членов в каждом десятичном интервале данных прогрессий постоянно и соответственно равно 5, 10, 20, 40, 80, 160.
При разработке параметрических стандартов выбирают номенклатуру параметров и диапазон параметрического ряда. Применение системы предпочтительных чисел позволяет не только унифицировать параметры продукции определенного типа, но и увязать по параметрам продукцию различного типа. Так, в целях эффективного использования тары для консервных банок и транспортных средств для их перевозки предлагается ряд грузоподъемности автомашин, ряд размеров контейнеров, ящиков и отдельных консервных банок строить по ряду R5.
Планирование работ по стандартизации на всех уровнях начинают с планов работ по стандартизации на предприятиях и заканчивают разработкой государственного плана по стандартизации.
Планирование работ по стандартизации является составной частью системы государственного планирования. Оно осуществляется на основе взаимосвязанных перспективных и годовых планов.
Перспективный план государственной стандартизации включает основополагающие и организационно-методические стандарты межотраслевого назначения, стандарты на промышленную продукцию и т. д.
На основе перспективных разрабатываются годовые планы, состоящие из разделов, включающих мероприятия по разработке новых и пересмотру действующих государственных стандартов, осуществлению государственного надзора за внедрением стандартов, разработке рекомендаций по стандартизации в рамках ИСО. Проект плана государственной стандартизации разрабатывается на основе предложений технических комитетов по стандартизации, а также заинтересованных предприятий и организаций.
В планах более низкого уровня (отраслевых, планах объединений) уточняются и развиваются позиции планов государственной стандартизации.
Принцип прогрессивности и оптимальности предусматривает соответствие показателей качества, норм, характеристик и требований стандартов мировому уровню развития науки, техники и производства с учетом тенденции развития стандартизируемых объектов. Необходимо устанавливать экономически оптимальные показатели качества, т. е. наиболее благоприятные для выполнения заданного функционального назначения, учитывающие не только эффективность нового качества продукции, но и затраты на ее изготовление и эксплуатацию. Для достижения этой цели используют методы опережающей и комплексной стандартизации.
Комплексность – это упорядочение объектов на основе создания их совокупности (или комплексов). При комплексной стандартизации осуществляется планомерное установление системы взаимосвязанных требований как к объекту комплексной стандартизации, так и к его основным элементам с целью оптимизации решения конкретной проблемы, например установление взаимосвязанных требований к качеству готовой продукции, к необходимым для ее изготовления сырью, материалам, условиям хранения и использования. Комплексная стандартизация предусматривает оптимальную увязку, систематизацию и оптимизацию отраслевых и межотраслевых требований для оптимизации уровня качества конечной продукции на основе научных исследований потребностей общества и возможностей производства.
К основным задачам комплексной стандартизации относятся:
обеспечение всемерного повышения эффективности общественного производства, технического уровня и качества продукции;
повышение научно-технического уровня стандартов и их организующей роли в ускорении научно-технического прогресса на основе широкого использования результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ;
регламентация норм и требований к взаимосвязанным объектам (сырью, материалам, полуфабрикатам, таре, упаковке, комплектующим изделиям и т. п.), технологическим процессам изготовления, транспортирования и эксплуатации, показатели которых должны быть регламентированы на уровне, определяемом требованиями, предъявляемыми к объекту стандартизации.
Для решения этих задач разрабатываются программы комплексной стандартизации, которые направлены на решение важных хозяйственных проблем и предусматривают "сквозные" требования на сырье, материалы, полуфабрикаты, оборудование, технические средства контроля и испытаний, метрологическое обеспечение, методы организации и технологической подготовки производства. Многие программы комплексной стандартизации представляют собой крупные межотраслевые комплексы, например системы общетехнических стандартов.
Среди межотраслевых систем стандартов можно выделить следующие:
Единая система конструкторской документации (ЕСКД);
Единая система обеспечения единства измерений (ГСИ), которая является нормативной основой для метрологического обеспечения единства и точности измерений;
Система показателей качества продукции (СПКП);
Система стандартов безопасности труда (ССБТ);
Единая система технологической подготовки производства (ЕСТПП).
Перспективность (опережающая стандартизация) предполагает выпуск опережающих стандартов, устанавливающих повышенные по отношению к достигнутому уровню нормы и требования к объектам стандартизации, которые будут оптимальны в будущем. Опережение может относиться как к изделию в целом, так и к наиболее важным параметрам и показателям качества, методам и средствам производства, испытания, контроля и т. п.
В опережающих стандартах отражаются результаты завершенных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, выполненных на производственной стадии создания продукции.
Особое значение опережающей стандартизации заключается в том, что благодаря ей быстрее внедряются прогрессивные стандарты, которые позволяют экономить материальные и трудовые ресурсы и побуждают научно-исследовательские центры и производственные организации к целенаправленному внедрению новых видов продукции.
Одним из направлений дальнейшего развития опережающей стандартизации является долгосрочное научное прогнозирование, которое позволяет установить основные направления дальнейшего совершенствования продукции, наметить конкретные пути улучшения стандартов, правильно планировать эту работу.
К опережающим стандартам предъявляются следующие требования:
базирование на перспективных планах экономического и социального развития страны, на долгосрочном и краткосрочном научном прогнозировании;
изучение новейших открытий как в стране, так и за рубежом;
широкое использование патентной информации.