1.1.2 Систематика задач поиска и выбора технологических

решений

При разработке любого ТО, когда ставится задача получить изделие с параметрами, не уступающими лучшим мировым образцам, технологу необходимо решать иерархическую последовательность задач выбора и оптимизации технического решения. Систематика поиска основывается на поэтапном анализе альтернативных вариантов для каждого компонента, характеризации ТО в их иерархической последовательности:

Этап 1 – составление описания потребности (технической функции). Кроме качественного описания, указывают основные количественные характеристики реализуемой функции и условий (ограничений) накладываемых на ее реализацию.

Этап 2 – выбор физической операции. Для реализации одной и той же потребности практически всегда можно использовать несколько альтернативных вариантов операций.

Например, для реализации потребности в консолидации порошкообразной смеси могут быть применены несколько способов (физических операций): высокотемпературная обработка, отверждение с использованием цемента, пропитка полимерными композициями и др.

Этап 3 – выбор принципа реализации функции. При реализации процесса высокотемпературной обработки могут быть задействованы различные физико-химические эффекты, обеспечивающие достижения заданного уровня прочности:

спекание –термодиффузия

горячее прессование – вязкое течение

литье расплава – кристаллизация

Этап 4 – выбор технического решения. Один и тот же принцип реализации функции может быть выполнен несколькими практически приемлемыми вариантами ТР. Например, спекание может быть осуществлено разогревом объекта за счет конвективной передачи тепла от внешних источников, прямым пропусканием электрического тока через объект или теплом химических реакций между компонентами объекта.

Выделенные для поиска компоненты характеризации и их последовательность имеют определенную условность, поскольку на практике выбор оптимального технологического решения ведут итерационным путем, а решение смежных этапов часто совмещают.

Перечисленные этапы поиска и выбора технологического решения имеют важную закономерность. Относительное влияние этапов поиска на технико-экономический эффект всей разработки значительно возрастает от четвертого (выбор ТР) к первому (выбор ТФ). Наиболее важным с этой точки зрения является изобретение новых ФО и прогнозирование новых потребностей.

1.2 Критерии развития техники и технических объектов

Среди параметров и показателей, характеризующих любой ТО, всегда можно выделить такие, которые имеют тенденцию монотонного изменения или поддержания на определенном уровне при достижении своего предела и являются мерой совершенства и прогрессивности техники. Такие параметры называют критериями развития (эффективности) ТО.

К ним относят: производительность и стабильность параметров, расход сырья и энергии, степень механизации и безопасности, срок эксплуатации и надежность и др. Критерии эффективности часто называют потребительскими качествами ТО, которые являются основными характеристиками для оценки технического уровня и конкурентоспособности ТО. При решении актуальных технологических задач критерии развития позволяют определить магистральное направление прогрессивного развития изделий и технологий данного класса техники. В технологии высокотемпературных материалов и изделий к основным критериям развития можно отнести постадийный переход от природного сырья к материалам, прошедшим предварительную технологическую подготовку, с целью регулирования содержания и соотношения компонентов, влияющих на уровень параметров ТО.

Наряду с критериями развития выделяют показатели качества отдельного ТО – параметры, изменение которых может повысить его эффективность и которые служат для оценки альтернативных вариантов при выборе оптимального ТР. К таковым для высокотемпературных изделий относят огнеупорность, термомеханические, термические, химические и другие свойства.

Значение критериев развития особенно важно для специалистов, которые при разработке новых изделий стремятся превзойти уровень лучших мировых достижений. Поскольку любой ТО, как правило, имеет несколько критериев эффективности, то принцип прогрессивного развития для каждого нового поколения ТО заключается в улучшении одних и не ухудшении других критериев (свойств).

Наборы критериев для различных классов ТО в значительной степени совпадают, поэтому в целом прогресс в технике в большой мере определяет единый набор критериев развития, который включает четыре группы критериев:

• функциональные критерии, характеризующие важнейшие показатели реализации функций ТО;

• технологические критерии, связанные только с возможностью и простотой изготовления ТО;

• экономические критерии, определяющие только экономическую целесообразность реализации функции с помощью рассматриваемого ТО;

• антропогенные критерии, связанные с человеческим фактором и положительными или отрицательными воздействиями созданного ТО на людей и окружающую среду.