7.4. Унификация

Унификация (от лат. unio - единство и facare - делать, т. е. приведение чего-либо к единообразию, к единой форме или системе) - это приведение объектов одинакового функционального назначения к единообразию (например, к оптимальной конструкции) по установленному признаку и рациональное сокращение числа этих объектов на основе данных об их эффективной применяемости. На 17-й сессии совета ИСО было принято предложенное французскими стандартизаторами определение термина унификация. «Унификация - вид стандартизации, состоящий в объединении в один документ двух или более технических условий с таким расчетом, чтобы регламентируемые документом изделия были взаимозаменяемыми». Это определение несколько необычно для отечественной практики, но подчеркивает приоритет технической документации и не противоречит приведенному ранее определению.

Объектами унификации могут являться изделия массового, серийного, а также индивидуального производства: детали, сборочные единицы, машины и т.д. При унификации базируются на системе предпочтительных чисел, которая позволяет установить оптимальное значение размеров и параметров стандартизируемых объектов, обеспечивать взаимозаменяемость.

Унификация - наиболее распространенная и эффективная форма стандартизации. Унификацию можно осуществлять до стандартизации, если её результаты не оформляются стандартом. Но стандартизация изделий, их составных элементов обязательно предполагает их унификацию.

Основными целями унификации являются:

- ускорение темпов научно-технического прогресса в отраслях промышленности за счет сокращения сроков разработки, подготовки производства, изготовления, проведения технического обслуживания и ремонта изделий;

- создания условий при проектировании и производстве для обеспечения высокого качества изделий и взаимозаменяемости их составных частей в эксплуатации;

- повышение экономической эффективности создания и эксплуатации изделий за счет снижения затрат в процессе проектирования изделий, изготовления их в условиях специализации производства и технического обслуживания;

- обеспечение требований обороны страны.

Часто унификацию пытаются привести к одной простой схеме: унификация - сокращение - число изделий (номенклатура). Подобная процедура определена международным термином «симплификация», под которой понимается элементарный вид унификации, основанный на простом сокращении наименее употребительных элементов, - ограничительная унификация. Тем не менее, проводя унификацию, зачастую не сокращают типоразмерный ряд изделий, а увеличивают. В зависимости от целей, задач и конкретных способов реализации следует различать три вида унификации: заимствование, построение рядов, сокращение (симплификация).

Унификация заимствованием – это использование в каком-либо изделии при его проектировании ранее разработанных деталей, узлов, элементов конструкции, технологических процессов и т.д. Заимствование может проводиться как из предыдущих моделей данного изделия, так и из изделий другого функционального назначения. Заимствование может происходить нерегламентируемо (стихийно), однако необходимо убедиться в том, что конкретное заимствование не противоречит действующим нормативным документам.

Унификация построением рядов – это построение оптимальных рядов изделий, которые по своему функциональному назначению заменяют неунифицированные изделия. В этом случае разрабатываются типовые решения для создания новых изделий, процессов или проведения соответствующих работ. Например, в области пожарной безопасности при конструировании защитной одежды можно использовать создание конструктивно унифицированного ряда изделий на основе базовой модели. В качестве такой базовой модели может служить боевая одежда пожарного I уровня тепловой защиты (БОП-1). Задачи создания такого ряда решается двумя способами:

1. вначале разрабатывается простая модель, а затем, постепенным усложнением конструкции, создается весь базовый ряд;

2. сразу начинается разработка наиболее сложной модели.

По такому принципу была создана СЗО ПТВ легкого (СЛЗ), полутяжелого (ТОК-200-25) и тяжелого (ТОК-800-40) типов.

В основе конструкции всех трех указанных изделий заложены общие базовые элементы, например, капюшон с иллюминатором и удлиненной пелериной, комбинезон, бахилы. Использовались одни и те же материалы - металлизированная негорючая ткань на кремнеземной основе, теплоизоляционные материалы, стекло для иллюминатора.

Все это позволит снизить трудоемкость разработки, ее стоимость и общее время создания изделий. Как показала практика, данный метод можно применять не только при создании типоразмерного ряда для СЗО одного вида, но и при разработке на основе какой-то базовой модели всех видов спецодежды пожарных - спасателей, в том числе СЗО входящую в принятую классификацию.

Другими словами, если взять за основу определенную базовую модель и добавлять к ней либо убирать, в зависимости от назначения и условий применения, унифицированные (в том числе и по материалам) конструктивные элементы, то можно получать тот или иной вид (тип) специальной защитной одежды.

Использование этого принципа ведет к унификации технической документации на изделия, в том числе ремонтной и эксплуатационной документации, и уменьшает не только время разработки и финансовые расходы на проектирование и изготовление, но и затраты на обслуживание, ремонт, эксплуатацию. Возможность замены вышедших из строя унифицированных элементов повышает срок службы СЗО.

Обобщенная схема трансформации БОП-1 с помощью специальных съемных конструктивных элементов в различные виды защитной одежды, в зависимости от условий эксплуатации показана на рис. 17.

Как уже упоминалось, такой подход позволяет разрабатывать единые требования к конструктивному исполнению СЗО, применяемым для ее изготовления материалам. Эти требования закладываются в единую нормативно-техническую документацию (технические условия, руководство по эксплуатации и т.д.).

t, °C

q, кВт/м²

800

200

25

- зона нормальных климатических условий

- самостоятельное изделие

- дополнительные конструктивные элементы

Рис. 17. Схема трансформации СЗО пожарного-спасателя на основе БОП-1

Все это, в конечном счете, позволит снизить расходы на разработку, изготовление и эксплуатацию комплекта специальной защитной одежды пожарного-спасателя.

Такой вид унификации используется тогда, когда предполагается полная или существенная смена изготавливаемой продукции. Результатом разработки типовых решений будут унифицированные детали, узлы, технологические операции и процессы, базовые конструкции и базовые изделия, ряды изделий, параметров и т.д. Унификация данного типа завершается созданием стандарта или альбома унифицированных конструкций. Таким образом, при унификации заимствованием типоразмера детали получают из проектной документации (чертежей) соответствующих изделий, а при унификации построением рядов - из нормативной документации (рис. 18).

Рис 18. Взаимосвязь понятий «унифицированное изделие»

Полностью унифицированная деталь – это деталь, изготовленная по унифицированному рабочему чертежу. Деталь в этом случае получает определенное обозначение, которое полностью и однозначно определяет все ее характеристики.

Различают также следующие виды унификации: типоразмерную, внутритиповую и межтиповую.

Типоразмерная унификация применяется в изделиях одинакового функционально назначения, отличающихся друг от друга числовым значением главного параметра.

Внутритиповая унификация осуществляется в изделиях одного и того же функционального назначения, имеющих одинаковое функциональное значение главного параметра, но отличающихся конструктивным исполнением составных частей.

Межтиповая унификация проводится в изделиях различного типа и различного конструктивного исполнения.

Работы по унификации могут проводиться на различных уровнях: заводском (предприятия, организации, учреждения), отраслевом, межотраслевом и международном.

К унификации на предприятии (в объединении) относят унификацию изделий, изготовленных данным предприятием.

К отраслевой (ведомственной) относят унификацию изделий одного или близкого назначения, изготовляемых (применяемых) одной отраслью промышленности.

К межотраслевой относят унификацию изделий одного или близкого назначения, изготовляемых (применяемых) двумя или более отраслями промышленности.

Организационно-методическое руководство работами по унификации в стране, разработку научных основ межотраслевой унификации, координацию работ в этой области осуществляет Ростехрегулирование.

Основные этапы работ по унификации заключаются в следующем:

• выбор номенклатуры изделий, подлежащих унификации;

• сбор и анализ данных применяемости изделий;

• проведение работ в соответствие с установленными целями, задачами и направлениями;

• оценка результатов работ по унификации;

• разработка мероприятий по внедрению результатов работ по унификации.

При выборе номенклатуры изделий, подлежащих унификации, основываются на:

• основных целях и задачах унификации;

• важности и перспективности изделий для хозяйства страны и требований обороны страны;

• годовых объемах и типах производства изделий с учетом их экономических характеристик;

• характере распределения объемов производства и потребления изделий по министерствам;

• принятых обязательствах страны на двусторонней или многосторонней основе в связи с научно-технической и экономической интеграцией и международным разделением труда.

Унифицированным является изделие (узел, деталь, конструктивный элемент, технологический процесс и.т.д.), которое создано на базе некоторого количества ранее существующих различных исполнений путем приведения их к единому исполнению, заменяющему любое из первичных. Оценка результатов работ по унификации включает в себя определение достигнутого уровня унификации изделий и технико-экономической эффективности. Уровень унификации характеризуется теми или иными показателями. Например, показатель уровня унификации по количеству унифицированных элементов в изделии, У_Э:

У_Э = , (5)

где _уэ – количество унифицированных элементов в изделии; _оэ– общее количество элементов.

Если имеет большое значение масса, то рассчитывается показатель уровня унификации (ПУУ) по весу унифицированных частей, У_В:

У_В = , (6)

где _УВ – масса унифицированных частей в изделии; _ОВ – общая масса изделия.

Также используется ПУУ по трудоемкости, У_т:

У_т = , (7)

где _УТ – суммарная трудоемкость изготовления унифицированных частей (элементов, деталей); _ОТ – полная трудоемкость изготовления изделия.

Приведенные показатели уровня унификации характеризуют уровень унификации только с одной стороны. Более полную характеристику уровня унификации изделия дает комплексный показатель уровня унификации:

У_Э = , (8)

где С_У - средняя стоимость единицы массы материала унифицированных элементов; С_Т - средняя стоимость единицы массы материала изделия в целом; _СЭВ – масса стандартных элементов в изделии.

Комплексный показатель уровня унификации можно записать как:

К_n = , (9)

где n – общее количество элементов (составных частей, деталей) в изделии (стандартные, оригинальные, покупные, унифицированные), шт.; n₀ – число оригинальных деталей (разработанных впервые), шт.

Таким образом, комплексный показатель уровня унификации это процентное отношение части производственных затрат на изготовление унифицированных элементов (частей, деталей) к производственным затратам на изготовление всего изделия.

Применение унификации позволяет заметно уменьшить объем конструкторских работ и сократить сроки проектирования; уменьшить время на подготовку производства и освоение выпуска новой продукции; повысить объем выпуска продукции за счет специализации, а также качество выпускаемой продукции.

Однако проведение унификации, сопровождающейся определенными затратами, требует экономического обоснования. Неоправданно осуществленная унификация может дать отрицательный эффект, в частности, когда приходится использовать ближайшие большие унифицированные детали, вызывающие неоправданное эксплуатационными условиями увеличение массы, габаритов и трудоемкости изготовления объектов.

Таким образом, формируется закономерность, которая состоит в обратной связи между степенью унификации и объемом затрат ресурсов (времени, трудовых, материальных и т. п.) при достижении заданного технического уровня продукции (рис. 19).

Перемещая точку опоры (уровень унификации) к нулевой отметке, мы повышаем технический уровень. Приближая уровень унификации к единице, мы экономим ресурсы, но при этом снижается технический уровень. Повышение технического уровня продукции, т. е. разработка оригинальной продукции затянется на длительный срок с выделением существенного объема ресурсов.

1

0

Рис. 19. Схема обратной связи между степенью унификации