книги из ГПНТБ / Черникова П.Д. Технико-экономические расчеты и обоснования в дипломных проектах (при разработке, производстве и эксплуатации новых радиоэлектронных приборов и устройств) [методические рекомендации]

мических показателей довольно затруднительно. Однако обобщающая оценка технико-экономического уровня но­ вого прибора желательна. С этой целью ряд авторов рекомендует различные методы балльной оценки новой техники, метод расчета сложного коэффициента качест­ ва и др. [6, 8]. Балльная оценка заключается в том, что каждому параметру прибора присваивается определен­ ный балл в зависимости от различных факторов, напри­ мер для технических показателей —■в зависимости от их уровня по отношению к лучшим мировым образцам [6]. В качестве обобщающей оценки технического уровня прибора берется произведение оценок по всем показате­ лям (другие авторы берут их сумму [8]).

По приведенной в табл. 2.3 шкале можно производить сопоставление нового варианта прибора как с лучшими существующими образцами, так и с возможными вари­ антами новой техники. На основе данной шкалы в табл. 2.4 приведен пример балльной оценки технико-эко­ номического уровня двух вариантов проектируемого при­ бора. Из таблицы видно, что технический и экономиче­ ский уровень прибора II варианта имеет более высокую оценку, чем I варианта.

20

Таблица 2.4

Пример балльной оценки двух вариантов проектируемого прибора

Разновидностью балльной оценки является исполь­ зование обобщающего индекса технического уровня / т<у, определяемого как произведение частных индексов [8]. Рассмотрим использование этого показателя на примере нового частотомера (см. табл. 2.2).

Приведенные в табл. 2.5 данные подтверждают вы­ воды, сделанные ранее.

21

Однако балльные методы оценки технического уровня новых приборов имеют существенный недостаток. Они не учитывают значимости отдельных параметров для про­ ектируемого прибора. Поэтому при окончательном выбо­ ре варианта по балльным оценкам необходимо провести анализ значимости отдельных показателей, выделить из них самые важные и получить по ним высокий уровень.

2.3.ОЦЕНКА НАУЧНОГО, ТЕХНИЧЕСКОГО

ИЭКОНОМИЧЕСКОГО УРОВНЯ НИР

Имеются балльные методы оценок и для научно-ис­ следовательских работ [6, 23]. Они приведены в табл. 2.6. Здесь за базовый индекс принят «О», соответствующий удовлетворительной оценке. Сумма индексов по всем факторам определяет целесообразность проведения ра­ боты (табл. 2.7).

Научный, технический и экономический уровень НИР может быть определен также и по формуле [23]

'-'НИР Ж ИР

где I — важность работы для народного хозяйства; Тсл — техническая сложность выполнения рабо­

ты;

Rp — результативность работы;

п— показатель использования результатов НИР;

Снир — стоимость работы, тыс. руб.; ^нир — время, необходимое для проведения НИР

(начиная с исследования и кончая изготов­ лением опытного образца), лет.

Важность работы оценивается по ее назначению: ре­ шение проблемных вопросов, удовлетворение требований специальной техники, поиски принципиально новых кон­ структивных и технологических решений и т. п. Числен­ ное значение / можно принять в пределах 2—5.

Сложность выполнения работы определяется сравне­ нием полученных результатов с предельными характери­ стиками или параметрами известных аналогичных или подобных приборов; Тсл = 1—3.

22

Таблица 2.6

Критерии и их балльная оценка для определения научного, технического и экономического уровня НИР [6]

по сравнению с другими отраслями машиностроения н ассортимент изделий здесь меняется через каждые 4—5 лет (см.: «Экономическая газета», 1970, № 52), сроки окупаемости и время на разработку в таблице несколько изме­ нены по сравнению с работой (6] в сторону их уменьшения.

23

Результативность НИР определяется по полноте ре­ шения поставленной задачи: полученный результат луч­ ше планируемого, соответствует планируемому, удовле­ творительный (частичное решение) или отрицательный;

R= 1—4.

Показатель использования результатов НИР может принимать следующие значения: п = О — результат рабо­ ты не используется; п= 1 — частичное использование ре­ зультатов работы; п —2 — результат работы использует­ ся в ОКР; п = 3 — результат может быть использован без проведения ОКР.

Если Снир> 50 и 4шр>2, то в формулу вводятся со­ ответствующие поправочные коэффициенты, и в резуль­ тате получим

При/Снир исследовательскую работу можно счи­ тать эффективной с высоким научным, техническим и экономическим уровнем.

Конкретные значения величин 1, Тсл, Rp и п долж­ ны обосновываться самим дипломником и согласовывать­ ся с руководителем проекта.

2.4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СХЕМНЫХ РЕШЕНИИ НОВЫХ ПРИБОРОВ

Выбор структурной схемы нового прибора рекомен­ дуется осуществлять в два этапа. На первом этапе, когда еще нет всех данных расчета технических и экономиче­ ских показателей (на самой ранней стадии проектиро­ вания), выбор схемы осуществляется на основе прибли­ женных технико-экономических расчетов. Специально вы­ полненные технические расчеты, дополненные укрупнен­ ными экономическими расчетами, позволяют дипломнику и на первом этапе довольно правильно подойти к выбору варианта структурной схемы.

На втором этапе по мере проведения всех необходи­ мых технических и экономических расчетов первоначаль­ но принятый вариант схемы уточняется и еще раз сопо­ ставляется с базовым, в результате чего окончательно выбирается нужный вариант схемы. В пояснительной

24

записке может быть представлен только второй (окон­ чательный) этап выбора структурной схемы.

При выборе структурной схемы проектируемого при­ бора дипломник должен определить также наиболее ра­ циональное количество отдельных блоков, так как из­ вестно, что изменение их количества в приборе связано с величиной затрат при проектировании, с длительно­ стью производственного цикла, с затратами труда на монтаж, настройку и ремонт. Кроме того, принятая структурная схема, определяя степень расчлененности радиоизделия, влияет на степень специализации и коо­ перирования производства.

По выбранной структурной схеме принципиальная схема прибора в целом и его отдельных частей (блоков, элементов) должна быть разработана в нескольких ва­ риантах. Эта варианты предполагают одинаковое удов­ летворение заданным техническим условиям и обеспече­ ние соответствующего технико-экономического уровня нового прибора. Лучший из них сравнивается с базовым. В пояснительной записке может быть приведено только это последнее сравнение (с базовым вариантом).

Сопоставление вариантов структурной и принципи­ альной схем проектируемого прибора следует произво­ дить по форме табл. 2.1.

Принципиальная схема нового прибора должна быть по возможности простой, с минимальным количеством элементов. Выбор элементов принципиальной схемы обо­ сновывается дипломником также исходя из улучшения характеристик схемы и экономической целесообразности затрат в'условиях производства и эксплуатации нового прибора.

Пример 2.1. Для вывода алфавитно-цифровой информации из электронно-вычислительной машины могут быть использованы: элект­ роннолучевая трубка типа «харатрон» и быстродействующее печа­ тающее устройство. Требуется выбрать наиболее эффективное из них.

Из табл. 2.8 видно, что вывод информации из ЭВМ на элект­ роннолучевую трубку типа «харатрон» является высокоэффективным по сравнению с выводом информации на быстродействующее печа­ тающее устройство, так как производительность при этом повышает­ ся примерно в 16 раз, соответственно уменьшаются удельные капи­ тальные вложения. Хотя абсолютная величина эксплуатационных расходов значительно выше (в 4,6 раза), однако ввиду резкого по­ вышения производительности устройства типа «харатрон» удельные эксплуатационные расходы получаются в 3,5 раза ниже, чем при вы­ воде информации на быстродействующее печатающее устройство.

25

Пример 2.2. В следящих системах, работающих на постоянном токе, в качестве усилителя напряжения может быть применен один из двух типов усилителен: усилитель типа УПТ (на лампах) и автогенераторный усилитель (на полупроводниках). Необходимо обо­ сновать выбор типа усилителя.

Так как усилитель типа УПТ основан на лампах, а автогенераторный усилитель — на полупроводниках, то источники их пита­ ния также различны. Поэтому при выборе типа усилителя необхо­ димо сравнить технические и экономические показатели не только самих усилителен, но и их источников питания.

Из табл. 2.9 видно, что автогенераторнып усилитель при гораздо меньших габаритах, весе и цене (с учетом источника питания) обес­ печивает достаточный коэффициент усиления по напряжению, высо­ кую точность, значительно большую надежность и меньшие эксплуа­ тационные расходы, чем усилитель типа УПТ. Поэтому из сопо­ ставления можно сделать вывод, что автогенераторный усилитель следует применять во всех следящих системах, работающих на по­ стоянном токе, когда требуется коэффициент усиления по напряже­ нию в пределах 5000—30 000. Особенно это относится к устройствам автоматического регулирования, контроля и моделирования, где тре-

26

Таблица 2.9

Основные данные сопоставляемых усилителей и их источников питания

буется большой коэффициент усиления при одновременном обеспече­ нии малых габаритов и веса (например, для летательных аппа­ ратов).

При проектировании новых радиоэлектронных прибо­ ров и устройств следует избегать завышения точности радиоэлементов. Установление завышенной точности ве­ дет к их удорожанию и, следовательно, к повышению за­ трат на производство и эксплуатацию новых приборов. Например, керамический конденсатор с допускаемыми отклонениями действующей емкости от нормальной ± 2% дороже конденсатора с отклонениями емкости от нор­ мальной ±5% в 1,28, с отклонениями ±10% — в 1,4 и с отклонениями ±20% — в 1,73 раза. Резисторы с завы­ шенным классом точности при той же мощности рассеи­ вания также имеют более высокую цену.

Устройства, требующие подбора элементов при их за­ мене во время ремонта, неэффективны, так как они свя­ заны с дополнительными затратами на запчасти, на ре­ гулирование во время ремонта.

27

По возможности необходимо выбирать варианты принципиальных схем, которые не требуют стабилизи­ рованных источников питания и могут устойчиво рабо­ тать при широком диапазоне колебаний питающих на­ пряжений. Схемы, ориентированные на стабилизирован­ ные источники питания, обычно более сложные и до­ рогие.

Задачей дипломника при выборе варианта принци­ пиальной схемы является также установление значения отдельных показателей сравниваемых вариантов. Зна­ чение отдельных показателей при сравнении вариантов принципиальной схемы должно быть выявлено в направ­ лении:

а) повышения уровня основных технических показа­ телей;

б) сокращения сроков технической подготовки про­ изводства и ее удешевления за счет, например, большего применения стандартных, нормализованных и унифици­ рованных радиоэлементов;

в) снижения себестоимости проектируемого прибора; г) снижения эксплуатационных издержек; д) улучшения условий труда и техники безопасности.

Раздел дипломного проекта по выбору варианта структурной и принципиальной схем проектируемого из­ делия должен содержать:

1)краткое описание вариантов схем;

2)таблицы, в которых даются перечни сравниваемых показателей;

3)обоснование приведенных таблиц, пояснения и рас­ четы к ним;

4)графические материалы (эскизы, схемы, диаграм­ мы), поясняющие методику сравнения;

5)обоснование выбора варианта структурной и прин­ ципиальной схем по совокупности сравниваемых пока­

зателей, исходя из соображений народнохозяйственного характера.

2.5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ВЫБОР ВАРИАНТА

к о н с т р у к ц и и

Конструктивное оформление проектируемого прибо­ ра, техническая и экономическая целесообразность кото­ рого обоснована в предыдущих разделах дипломного

28

проекта, должно быть разработано в нескольких вари­ антах. При одинаковом удовлетворении установленным техническим условиям эти варианты могут различаться степенью расчлененности изделия на блоки и узлы, ком­ поновкой деталей и узлов в изделии, конструкцией при­ вода, конструкцией деталей (корпусов, шасси, па­ нелей и др.), габаритами, материалами, внешним оформ­ лением (отделкой, окраской) и т.'д.

При выборе варианта должны быть сопоставлены воз­ можные конструкции проектируемого прибора на базе выбранной в предыдущем разделе принципиальной схе­ мы, после чего выбранный вариант следует сравнить с лучшими существующими конструкциями приборов того же (или аналогичного) эксплуатационного назначения. Если разрабатывается прибор для решения качественно новых задач и в практике нет приборов аналогичного назначения, то можно ограничиться лишь сопоставлени­ ем возможных вариантов, появившихся в процессе кон­ струирования.

Показателями, по которым можно оценить конструк­ цию проектируемого прибора или устройства, является:

а) габариты и вес; б) надежность и долговечность;

в) удовлетворение требованиям технической эстетики; г) технологичность; д) себестоимость;

е) эксплуатационные издержки; ж) годовая народнохозяйственная экономия.

Форма таблицы для сопоставления та же, что и табл.

2. 1.

Габариты (и частично вес) прибора, конструктивно оформленного на базе одной и той же выбранной прин­ ципиальной схемы, могут различаться в зависимости от компоновки деталей и узлов в изделии. При конструи­ ровании нового прибора следует стремиться к улучше­ нию использования его объема, что приведет к уменьше­ нию габаритных размеров новой конструкции. Необходи­ мо также иметь в виду, что на эксплуатационные качест­ ва прибора влияет степень плотности размещения дета­ лей в его конструкции. Увеличение плотности размеще­ ния деталей ведет к ухудшению теплового режима работы прибора, поэтому при конструировании в этом

29