1.9.3. Экономический критерий развития

Экономический критерий развития (К_э) зависит соответственно от четырех коэффициентов К_р.м..; К_р.э.; К_з.и.о; К_г.р. и условий их выполнения (рис. 1.16):

К_э = À(К_р.м..; К_р.э.; К_з.и.о; К_г.р.). (1.10)

Ň(У_и,; У_с; У_ис; У_п ; У_м.н.)

Для определения экономического критерия К_э также как и технологического критерия К_т необходимо определить, хотя бы приближенно коэффициент полезного действия (КПД) ТС, так как критерий К_рэ. по содержанию, характеру и диапазону изменения близок к

Рис. 1.16. Блок – схема экономического критерия развития энергетическому КПД.

Критерий расхода материала К_м можно определить из отношения:

К_м = G/Q , (1.11)

т.е. представляет собой удельную массу материалов на единицу получаемой эффективности, при значениях: G – масса технической системы; Q - показатель эффективности.

Всесторонняя экономия материалов при разработке и изготовлении ТО вызвана рядом факторов. К основным причинам уменьшения расхода материалов относятся:

- снижение стоимости ТО, поскольку стоимость материалов в ТО составляет 25 - 60% их себестоимости;

- снижение транспортных и погрузо – разгрузочных расходов при перевозке исходного сырья и материалов для изготовления ТО и при транспортировании готовых ТО к месту их использования;

- экономия энергии при эксплуатации ТО (таких, как транспортные, обрабатывающие и другие машины и устройства), в которых значительная часть энергии затрачивается на обеспечение поступательного, вращательного и других видов механического движения.

Критерий расхода материалов является одним из самых древних. Актуальность его на протяжении всей истории техники всегда была и остается весьма высокой и неизменной. Критерий К_м, как правило, представляет собой убывающую функцию при условии, что сопоставление различных поколений ТО ведется по одному показателю эффективности. Критерий расхода энергии. При изготовлении и (или) эксплуатации ТО, как правило, расходуется определенное количество энергии. Поскольку удовлетворение возрастающих потребностей людей обычно жестко ограничивается имеющимися энергетическими возможностями, то указанные затраты энергии всегда стремятся свести к минимуму. В связи с этим существует и действует критерий расхода энергии:

К_эн = (W_п + E)/T·Q, (1.12)

где W - полная затрата энергии за время эксплуатации ТО; Е – затраты энергии при изготовлении ТО; Т – время эксплуатации ТО. Если в (1.10) слагаемые W_n и Е не соизмеримы, тогда используется более простая формула:

К_эн = W/Q, (1.13)

где W - затрата энергии при эксплуатации ТО в единицу времени. Поскольку большинство конструктивных мероприятий направлено по улучшению критерия (2.10) сводится к повышению доли энергии, используемой непосредственно выполнения полезной работы, то в инженерной практике широко используют критерий расхода энергии, называемый коэффициентом полезного действия:

К_кпд = W_о/W_, (1.14)

где W_о – полезная энергия. Критерии (1.10) и (1.11), как правило, представляют собой монотонно убывающую во времени функцию при условии, что сравнение различных поколений ТО ведется по одному и тому же сопоставимому показателю эффективности Q. Критерий расхода энергии является одним из самых древних, поскольку, начиная с каменного века, люди стремились при получении единицы продукции минимизировать затраты энергии. Критерий (1.11) проявляет свое действие и влияние (в большей или меньшей мере) по отношению к любому классу ТО.

Основные, широко используемые способы абсолютного снижения материалов следующие:

- преобразование формы;

- преобразование структуры;

- преобразование в пространстве;

- преобразование во времени;

- преобразование материала и вещества;

- приемы дифференциации;

- количественные изменения;

- преобразование по аналогии;

- повышение технологичности.

Критерий затрат на информационное обеспечение. В настоящее время затраты на подготовку и обработку информации становятся сопоставимыми с затратами на материалы и энергию. Критерий затрат на информационное обеспечение можно записать в виде:

К_ио. = S/Q, (1.15)

где S – затраты на подготовку и обработку информации, включающие стоимость или эксплуатацию вычислительной техники, разработку (или аренду) программного и информационного обеспечения и т.д. Критерий (1.15) представляет собой монотонно убывающую функцию. Однако может иметь скачки, когда дополнительные затраты S связаны с переходом на принципиально новую перспективную вычислительную технику, которая сразу не дает опережающего повышения эффективности ТО. Критерий габаритных размеров равен отношению основных габаритных размеров ТО объема V к его эффективности:

К_г = V/Q. (1.16)

За эффективность Q принимают те же показатели, что и в критерии использования материалов. Снижение габаритных размеров ТО и их элементов связано в первую очередь с получением следующих выгод:

- уменьшением площади и объема зданий и помещений, в которых постоянно находится ТО;

- уменьшение площади земли, занимаемой непосредственно ТО или зданиями, в которых находятся ТО;

- увеличение полезного объема, в ТО типа летательных и космических аппаратов, судов, подводных лодок и т. п.;

- сокращение расходов по защите ТО (расходы на материал корпуса, кожуха, чехлы, лакокрасочные покрытия и т. п.) и уходу за ними;

- сокращение расходов по транспортированию ТО. Критерий К_г, как правило, представляет собой монотонно убывающую функцию при условии сопоставления различных поколений ТО по одному и тому же сопоставимому показателю эффективности Q. Критерий К_г имеет влияние на развитие подавляющего большинства ТО за исключением тех, у которых уменьшение габаритных размеров функционально ограничено, например, размерами человека, животных и других объектов,имеющих неизменные размеры.