Казахстан Республикасының білім және ғылым министрлігі
Министерство образования и науки Республики Казахстан
М. Қозыбаев атындағы Солтүстік Қазақстан мемлекеттік университеті
Северо-Казахстанский государственный университет им М.Козыбаева
Инжерлік-техникалық факультет Инженерно-технический факультет
«Көлік және машина жасау» кафедрасы Кафедра «Транспорт и машиностроение»
Специальность 5В071200 - «Машиностроение»
Дисциплина – «Принципы инженерного творчества»
ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
Разработчик: к.т.н., доцент Бондарев В.К.
Петропавловск, 2014
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 4 (ПиТ)
Тема 9 Критерии развития и показатели качества технического объекта
(продолжительность 3 часа)
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучение функциональных критериев и показателей качества технического объекта (ТО)
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
2.1 Систематика критериев развития ТО
Критерии развития технического объекта являются одновременно важнейшими показателями, или критериями качества, т.е. имеют большое значение при оценке качества ТО. Значение критериев развития особенно важно для специалистов, которые стремятся при разработке новых изделий превзойти уровень лучших мировых достижений или приобрести изделия на уровне лучших мировых достижений. Для решения этих задач критерии развития играют роль компаса, указывающего направления магистрального прогрессивного развития изделий и технологий.
Поскольку любой ТО, как правило, имеет несколько критериев развития, то принцип прогрессивного развития для каждого нового поколения ТО заключается в улучшении одних и не ухудшении других критериев.
В настоящее время разработаны многие показатели оценки технического объекта. Примерами их могут служить: производительность, затухание во времени переходного процесса, силовой режим, характеристики напряженного состояния и виброустойчивость, мощность, долговечность, стабильность, надежность, быстродействие, частотный спектр, масса, грузоподъемность, коэффициент полезного действия, герметичность и т.д.
Среди параметров и показателей, характеризующих любой ТО, всегда имеется один или несколько таких, которые на протяжении длительного времени (иногда всей истории существования рассматриваемого класса ТО) имеют тенденцию монотонного изменения (улучшения) до достижения предельного значения. Эти показатели всеми осознаются как мера совершенства и прогрессивности, и они оказывают существенное влияние на развитие отдельных классов ТО и техники в целом.
Такие параметры и показатели называются критериями развития ТО.
Критерии развития для различных классов ТО в значительной степени совпадают, поэтому развитие техники в целом в большой мере подчинено единому перечню (рисунок 1).
На рисунке 1 представлены четыре группы критериев:
1) функциональные, характеризующие важнейшие показатели реализации функции ТО;
технологические, связанные только с возможностью и простотой изготовления ТО;
экономические, определяющие только экономическую целесообразность реализации функции с помощью рассматриваемого ТО;
антропологические, связанные с оценкой степени соответствия и приспособления ТО к человеку (дискомфорт, эмоциональность, вредные и опасные или, наоборот, положительные воздействия ТО на человека).
Каждый технический объект, особенно несколько объектов, составляющих сложную систему, оцениваются комплексом показателей, которые в целом характеризуют процесс ее жизнедеятельности.
Рисунок 1 - Систематика критериев развития технических объектов
Чтобы определить показатели сложной системы, необходимо выяснить ее свойства и установить определяющие их факторы. Результатом измерения воздействий этих факторов являются значения параметров. Например, для определения показателя массы следует выяснить связь между объемом и габаритами элементов системы. Параметрами здесь будут линейные размеры и конфигурация элементов.
Параметров элементов сложных систем множество. Это связано с разнообразием элементов и самих систем. Большое число параметров непросто классифицировать, однако можно выделить наиболее часто встречающиеся типы. Параметры делят на размерные и безразмерные, абсолютные и удельные (относительные), традиционные и нетрадиционные, субъективные и объективные и др.
К относительным, или удельным, показателям можно отнести степень механизации какого-либо технологического процесса, удельную материалоемкость или энергоемкость ТО.
К субъективным показателям относится внешний вид ТО.
Традиционные параметры общеизвестны, приведем некоторые из них:
прочность, Па;
масса, кг;
устойчивость, Н или Па;
жесткость, м или рад;
коррозионная стойкость, мм/год;
вибропрочность, 1/с;
несущая способность, Н или Па;
хрупкость, °К;
герметичность, кг;
вместимость, м3 или кг.
Часть нетрадиционных параметров становится известна разработчикам в ходе испытаний технических объектов в экстремальных режимах или при измерении средствами повышенной точности. Например, понятие флаттера возникло в авиации после испытаний самолетов, развивающих скорость, приближающуюся к скорости звука. По существу, эти параметры определяют степень приближения системы к реальности.
Сформулируем условия и требования, которым должны удовлетворять параметры, относящиеся к критериям развития ТО.
Условие измеримости. За критерии развития могут быть приняты только такие параметры ТО, которые допускают возможность количественной оценки по одной из шкал измерений: шкале отношений, интервалов или порядка. Предпочтение отдается первой, но если она неприемлема, то оценку проводят по шкале интервалов и в последнюю очередь по шкале порядка.
Условие сопоставимости. Критерий должен иметь такие единицы измерения, которые позволяют сопоставлять ТО разных времени стран. Лучше всего .подходят безразмерные и удельные величины, с помощью которых можно сопоставлять ТО с различными и одинаковыми или близкими функциями.
Условие исключения. В качестве критериев могут быть приняты такие параметры ТО, которые в первую очередь характеризуют его эффективность и оказывают определяющее влияние на развитие этого объекта. Если эти параметры не принимать во внимание при создании новых поколений ТО (такой мысленный эксперимент нетрудно провести), то последствия будут таковы:
нежелательное развитие рассматриваемого класса ТО;
полное отсутствие развития;
недостаточное удовлетворение потребностей человека (пользователя) или полное неудовлетворение.
Условие постоянства. За критерии развития могут быть приняты такие параметры ТО, для которых всегда имеет место условие исключения.
Условие минимальности и независимости. Вся совокупность критериев развития должна содержать только такие, которые не могут быть логически выведены из других критериев или быть их прямым следствием.