книги из ГПНТБ / Аристов О.В. Основы стандартизации и контроль качества в радиоэлектронике учеб. пособие

и техники и оперативного внедрения в народное хозяйство откры­ тий, изобретений и рационализаторских предложений за счет луч­ шей организации и упорядочения работ на этапе опытно-конструк­ торских работ, подготовки производства и внедрения;

ускорение научно-технического прогресса за счет внедрения перспективных и эффективных видов продукции и регламентации важнейших показателей ее качества;

повышение роли стандартизации в координации, организации и

рукторско-технологическая разработка — подготовка производст­ ва ■— промышленное производство»;

более полное и эффективное использование возможностей стан­ дартизации путем установления прогрессивных показателей и свое­ временного их пересмотра.

Таким образом, опережающие стандарты являются прогрессив­ ной формой стандартизации. Они должны устанавливать несколько ступеней качества и сроки их внедрения в действие. Первая сту­ пень — действующая, является обязательной и действует на правах государственного стандарта. Последующие ступени являются пер­ спективными для внедрения и вводятся после прекращения действия предыдущей. Количественные показатели, регламентированные стандартами, могут уточняться по мере перехода со ступени па ступень с учетом происшедших изменений.

Точкой отсчета опережаемости (уровень опережения) такого стандарта следует считать начало промышленного производства продукта.

На схеме (рис. 9) показывается примерная последовательность разработки опережающего стандарта в процессе «наука — произ­ водство». Приводится условная шкала времени в годах и относи­ тельный уровень показателей качества объектов стандартизации.

Опережающий стандарт, являясь составной частью общих ра­ бот по стандартизации, отличается от обычных стандартов тем, что разрабатывается и утверждается до начала промышленного про­ изводства; фиксирует значения параметров еще не достигнутые в промышленном производстве; устанавливает ступени уровней ка­ чества и сроки действия и ввода каждой ступени; план внедрения стандарта фактически совпадает с планом подготовки и освоения производства продукта; практически снимаются противоречия между изготовителями продукта и органами стандартизации.

Критериями выбора объектов опережающей стандартизации являются: народнохозяйственное значение объекта; длительность процесса «научно-исследовательские работы — промышленное производство»; перспективность объекта и стабильность его свойств во времени; относительная автономность объекта; возможности производства и потребности общества; состояние стандартизации данного и родственных объектов.

102

Выбор объекта стандартизации зависит от многих факторов, но доминирующим является перспективность объекта, т.е. качество изделия и возможность его повышения, спрос на изделие и его стоимость, относительная новизна характера продукции и т. п.

Большую роль играет также при выборе объекта опережающей стандартизации состояние развития стандартизации в данной сфе­ ре производства. Только высокий относительный уровень стандар­ тизации, в широком смысле этого слова, является залогом успеш­ ного создания и внедрения опережающих стандартов.

Рис. 9. Примерная последовательность разработки опережающего стандарта в процессе «наука — производство»

Практически рекомендуется при применении к выбранному объекту методов опережающей стандартизации создавать стан­ дарты в процессе проведения опытно-конструкторских работ и за­ вершать работу над опережающим стандартом сразу после их окон­ чания; в процессе подготовки производства утверждать опережа­ ющий стандарт до или одновременно с началом промышленного производства.

103

Начиная работу над модернизацией или разработкой новой продукции, необходимо сразу же приступить к разработке опере­ жающего стандарта.

Стандартизовать все характеристики продукта, которые опре­ деляют его качество, практически пет необходимости. Достаточно установить определенную совокупность некоторых из них для каж­ дого конкретного случая. Эта работа связана с изучением, анали­ зом, проведением экспериментов, сравнением с зарубежными об­ разцами, а также с учетом требований потребителей. Указанная работа и является по существу работой по подготовке к стандарти­ зации показателей качества. Нельзя правильно оценить изделие, не рассмотрев всей совокупности его показателей и не выделив в них главных (доминирующих) показателей, определяющих качество. К ■стандартизуемым показателям относится количественная оценка свойств изделия, позволяющая сравнивать и измерять эти свойства.

Методика и организация работ по опережающей стандартиза­ ции в принципе те же, что и при обычной стандартизации. Однако характер этих работ требует более глубокой проработки вопроса на всех этапах и особенно при изучении и анализе имеющихся ма­ териалов. Большие трудности представляют также и другие этапы создания и внедрения опережающего стандарта. Но та прогрессив­ ная роль и те экономические выгоды для государства, которые при­ носит с собой опережающий стандарт, с лихвой окупают повышен­ ную трудоемкость и значительные затраты на его создание и внед­ рение.

Опережающая стандартизация в промышленности находится на ■стадии становления. На пути ее развития стоит еще ряд проблем, которые необходимо решить в ближайшие годы. Но бесспорно эти проблемы будут решены, и опережающая стандартизация получит широкое развитие.

Объекты, которые можно рассматривать с точки зрения опере­ жающей стандартизации и которые обеспечат максимальный тех­ нико-экономический эффект в радиоэлектронике, приводятся ниже.

Р а д и о и з м е р и т е л ь н а я тех н и к а. Радиоизмерительная техника связана со многими отраслями народного хозяйства и дол­ жна носить опережающий характер по сравнению с развитием объектов измерения. Этим будет обеспечиваться ее прогрессивная роль в науке и технике. Совершенствование конструкций, повыше­ ние точности измерений, расширение диапазонов измеряемых вели­ чин, повышение надежности и долговечности являются постоянной задачей промышленности. Радиоизмерительная техника является весьма приемлемым объектом опережающей стандартизации, пос­ кольку в ней могут получать опережение многие, относительно взя­ тые, нормы н показатели. В то же время перспективность точных измерений и все возрастающая потребность в измерительных при­ борах ни у кого не вызывает сомнений.

Р а д и о и п р о в о д н а я с в я з ь . Техника связи в ее много­ численных видах и проявлениях является основным способом пере­

104

дачи все возрастающих потоков информации. Пределам совершен­ ствования показателен качества практически здесь нет границ, а роль и значение связи для народного хозяйства делают эту от­ расль весьма эффективной для практического применения методов опережающей стандартизации.

В ы ч и с л и т е л ь н а я т е х н и к а . В силу бурного развития вычислительной техники и ее решающего значения на современном этапе научно-технической революции происходит быстрая сменя­ емость объектов. В течение нескольких лет происходит замена од­ них ЭВМ другими, принципиально новыми. Такой процесс смены целых ЭВМ делает малоэффективными работы по фиксирующей стандартизации. Стандарты в вычислительной технике отличаются малой стабильностью. Исключение представляют лишь стандарты на носители информации, которые сами по себе в силу фиксирую­ щего и накапливающего во времени характера имеют моральный срок жизни до десятка лег.

Однако быстрая сменяемость ЭВМ и их составных частей, боль­ шая сложность современных вычислительных комплексов требуют применения именно опережающих стандартов в процессе создания таких систем. Стандартизации должны быть подвергнуты в первую очередь те параметры объектов, которые обеспечивают пх сопряже­ ние с другими объектами.

Работы по опережающей стандартизации должны предшество­ вать опытно-конструкторским работам и определять выбор основ­ ных решений, исключать параллельность в разработке, обеспечи­ вать возможность сокращения сроков освоения производства. В радиоэлектронике в настоящее время создан и действует целый комплекс опережающих стандартов на составные части, элементы сопряжения, языки, программы, документы, используемые в систе­ ме ЭВМ.

Д е т а л и и у з л ы р а д и о э л е к т р о н н о й а п п а р а т у р ы . Эти изделия определяют конструктивно-элементную базу и многие качественные характеристики радиоэлектронных устройств. Их со­ вершенствование и опережающая стандартизация является насто­ ятельной необходимостью. Создание опережающих стандартов в

весьма перспективными объектами для опережающей стандарти­ зации.

Особое внимание должно быть уделено созданию опережающих методических стандартов на различные элементы и процессы, ис­ пользуемые в автоматизированных системах управления производ­ ством (АСУП) и разработками (АСУР), где создание и утверж­ дение стандарта опережает, как правило, функционирование систе­ мы.

105

Можно .приводить еще много различных направлений радио­ электроники, перспективных для опережающей стандартизации. И бесспорно она получит должное развитие.

§ 19 Задачи и методы оптимизации в стандартизации

Оптимизация — нахождение или выбор лучшего, наиболее рационального варианта решения той или иной проблемы. Под понятием «проблема» здесь может подразумеваться разработ­ ка конструкции какого-либо изделия, разработка стандарта, орга­ низация производства новых изделий и др.

Выбор лучшего варианта из числа возможных производится пу­ тем их сравнения по каким-либо показателям — критериям опти­ мизации. Критерии оптимизации могут быть в каждом случае раз­ ными: достижение максимальной надежности, минимального веса изделия или расхода материалов, получение наибольшей произво­ дительности или наименьшей себестоимости производства. Однако в практике промышленного хозяйства чаще всего применяются критерии наибольшей экономической эффективности. Ограничен­ ность ресурсов в обществе требует решения задач — при минималь­ ных или заданных затратах достичь максимального эффекта. Та­ кие задачи называют задачами оптимального планирования и уп­ равления. Развитие таких дисциплин, как теория’ исследований операций, системный анализ и математическое программирование, наряду с использованием современных ЭВМ, позволяют ставить вопрос о количественном решении многих задач оптимизации. Од­ нако до настоящего времени нет еще достаточно удовлетворитель­ ных методов решения задач оптимизации при нескольких крите­ риях и многих параметрах или показателях качества.

Задачами оптимизации в стандартизации являются: обоснова­ ние номенклатуры объектов стандартизации; определение типо­ размерных и параметрических рядов; установление оптимальных норм и требований в стандартах; установление рациональных сис­ тем выборочного (статистического) контроля и др.

Вобщем можно считать, что указанные задачи оптимизации сводятся к одной общей задаче — оптимизации требований или по­ казателей качества, устанавливаемых в стандартах.

Внастоящее время разработка стандартов в большинстве случаев опирается на эвристические способы и интуицию, т. е. обрабатываются высказывания людей, предприятий и организа­

ций, устно или письменно изложивших свои мнения по содержанию того или иного стандарта и его показателям. Системой стандарти­ зации предусматриваются специальные этапы работ по сбору и об­ работке отзывов и согласования проекта стандарта со всеми заин­ тересованными предприятиями и организациями, т. е. количествен­ ные методы обоснования требований стандарта пока еще играют второстепенную роль.

106

Задачи оптимизации показателей стандартов в общем виде мо­ гут быть разделены на два этапа:

1)анализ и постановка задач оптимизации;

2)определение оптимальных параметров при принятой поста­ новке задачи.

Первый этап — это обработка исходной (входной) информации, определение точности и совокупности оптимизируемых параметров, увязка требований стандартов с внешними ограничениями и, нако­ нец, установление критериев оптимизации.

Второй этап — программирование и решение поставленной за­ дачи. Сложность и в ряде случаев многовариантность решения за­ дач приводят к необходимости уточнить или изменить постановку задачи и вновь решать задачу оптимизации, т. е. действовать мето­ дом последовательного приближения.

Важным этапом в такой оптимизации является правильное прогнозирование на будущее динамики изменения различных пара­ метров, требований и объема производства.

Общая схема решения задач оптимизации требований стандар­ тов может быть представлена в виде функционально-блочной схе­ мы, показанной на рис. 10.

Рис. 10. Схема решения задач оптимизации требований стандартов

На схеме предусмотрено, что имеется в наличии определенная исходная информация: 3 — затраты, Э — эффект, Е — капиталь­ ные вложения, Н — показатели (параметры) качества. Далее ис­ следуется и пригнозируется поведение этих параметров в буду­ щем. Одновременно вырабатываются цели и задачи оптимизации, т. е. выбирается целевая функция.

В систему вводится дополнительная информация, не зависящая от показателей качества объекта оптимизации. Разрабатывается алгоритм оптимизации на основании функциональных и объектив­ ных связей параметров и ряда неравенств, описывающих возмож­

107

параметрических и размерных рядов в стандартах и нормалях» является пока единственным опробированиым методическим мате­ риалом до оптимизации параметров стандартов, исходя из эконо­ мических критериев.

В указанной рекомендации при обосновании типоразмерного ряда за основу принимается некоторый ряд, названный исходным. Для этого ряда задается программа выпуска и величина затрат («Прочие затраты») па производство. В величину «Прочих затрат» включается основная заработная плата и накладные расходы. Далее анализируется изменение себестоимости годовой програм­ мы производства совокупности всего ряда при изменениях его гу­ стоты, предполагая, что вся совокупная программа остается по­ стоянной. При изменении серийности производства изменяется се­ бестоимость производства каждого члена ряда (изменяется трудо­ емкость II стоимость материалов и комплектующих изделий). За­ дача сводится к нахождению методом последовательных прибли­ жений минимальной стоимости годовой программы производства при заданных граничных значениях показателей ряда. Рекоменда­ ция исходит только из факта снижения себестоимости при увели­ чении серийности производства. Она не учитывает целый ряд эк­

говечности. Эти и другие недостатки рекомендации позволяют ис­ пользовать ее только при самых грубых расчетах.

В работах чешского стандартизатора С. Вернера 1 делается по­ пытка создания графо-аналитичеокого метода установления опти­ мальной частоты стандартизованного ряда показателей качества (объектов стандартизации), исходя из экономических критериев— расходов при эксплуатации типоразмерного ряда, включая расхо­ ды на амортизацию. Однако он также показывает, что при нали­ чии нескольких критериев оптимизации (например, для простей­ ших болтов надо рассматривать стоимость, передаваемое усилие, расходы на подготовку фланцев для установки-болтов и др.) зада­ ча становитсяідостаточносложной п весьма трудоемкой в решении.

При обосновании и построении типоразмерного ряда валено знать, как изменяется себестоимость изделия при изменении про­ изводственной программы. В результате унификации сокращается число типоразмеров, увеличивается серийность и сннлсается себе­ стоимость изделий. В монографии А. И. Кубарева 2 пзлолсены ме­ тоды определения указанной зависимости для случаев, когда име­ ются статистические данные о выпуске продукции и ее себестоимо­ сти. В основу решения задачи положен метод корреляционного анализа, наиболее точно отражающий физическую сущность ука­

109

раскрывающих зависимость между программой и себестоимостью, которые позволяют избежать сложных математических расчетов. В основу метода А. И. Кубарева положен принцип выявления ти­ поразмеров тех изделии, выпуск которых нецелесообразен. При этом учитываются интересы изготовителя и потребителя, показа­ тели надежности и долговечности, эксплуатационно-технические показатели.

Однако методические положения указанной монографии не мо­ гут быть достаточно полно использованы при создании (конструи­ ровании) новых изделий, когда еще отсутствуют статистические дан­ ные о фактической потребности, себестоимости и качественных по­ казателях изделий. Автор справедливо указывает па необходимость в каждом конкретном случае, в зависимости от типа изделий, пол­ ноты имеющейся исходной информации и целей обоснования, на­ хождения своих методов решения задач оптимизации, учитываю­ щих конкретную специфику задачи, результаты прогнозирования и имеющиеся ограничения.

Рассмотренные выше общие методические положения задач оп­ тимизации параметров стандартов и некоторые варианты предло­ жений по оптимизации типоразмерных рядов в машиностроении це­ ликом приемлемы для радиоэлектронной отрасли промышленности. Причем, в радиоэлектронике в силу чрезвычайно большого много­ образия используемых деталей и сборочных единиц задачи опти­ мизации как отдельных показателей качества, так и оптимизации состава тнпоразмерных рядов приобретают особо актуальное зна­ чение. В то же время в радиоэлектронике пока еще нет приемлемых методик оптимизации и лишь в последние годы наметился качест­ венный подход к решению этой проблемы.

На практике встречаются два случая оптимизации номенклату­ ры используемых деталей или узлов радиоэлектронной аппаратуры:

анализ ранее разработанных изделий и обоснование наиболее рациональной номенклатуры, рекомендуемой для последующего использования. Такая унификация целиком опирается на решение задачи анализа и эмпирического ограничения какой-либо совокуп­ ности рассматриваемых объектов;

проектирование и создание типоразмерных или параметриче­ ских рядов новых изделий на основе оптимальных технических тре­ бований на разработку. По сути дела, это — задача синтеза.

Если первый случай рассматривает ограниченное число сущест­ вующих изделий, то во втором случае рассматривается бесконечно большое число возможных вариантов, от значений параметров од­ ного из которых можно переходить к соответствующим параметрам другого изделия или ряда непрерывно .

Анализ ранее разработанных и используемых изделии можно осуществлять тремя методами.

1- Представление значений по каждому из параметров в виде статистических распределений — гистограмм (рис. 11). Анализ гис­ тограмм позволяет выявить наиболее часто применяемые на прак-

110