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

Глава 4. С Т А Н Д А Р Т И ЗА Ц И Я В Р А Д И О Э Л Е К Т Р О Н И К Е

§ 9. Применение основных методов стандартизации

Методы ограничения и типизации. Эти методы особенно эффек­ тивны для применения в отраслях с большим многообразием и номенклатурой комплектующих изделий, используемых в различ­ ных сочетаниях.

О г р а н и ч е н и е (симплифпкация) — метод стандартизации, заключающийся в отборе из существующей совокупности и в ра­ циональном правовом ограничении номенклатуры объектов, раз­ решенных для применения в данной отрасли, на данном предприя­ тии или в каіком-либо объекте (изделии).

Из всей возможной совокупности объектов отбирается н огра­ ничивается часть изделий, которая предназначена для выполнения всех основных функций этой 'ГруппыЭтот метод распространяется на большое число изделий, каждое из которых выполняет частную функцию, а вся ограниченная совокупность обеспечивает выполне­ ние подавляющего числа фпнкцнй объектов, т. с. обладает универ­ сальностью. Применение метода ограничения сохраняет определен­ ный ряд уже существенных объктов рассматриваемой совокупнос­ ти II резко сокращает общее количество их типов. При этом в объекты ограничения могут включаться не только стандартизован­ ные, но II пестандартпзованные объекты. Частным случаем приме­ нения рассматриваемого метода является ограничение номенклату­ ры объектов, используемых для создания каких-либо сложных радиоэлектронных устройств.

Проведение ограничения возможно на любом уровне. Государ­ ственные стандарты могут быть ограничены отраслевыми, а от­ раслевые— стандартами предприятия. Но работа по ограничению сводится не только к ограничению действующих стандартов. На правах стандартов разрабатываются также ограничительные пе­ речни, определяющие разрешение к использованию при разработ­ ке, модернизации или изготовлении изделий типы, виды, номенкла­ туру нестандартизованных составных частей этих изделий или применяемых нормативно-технических документов.

По мере необходимости при наличии достаточных обоснований в ограничительные стандарты вносятся новые объекты (изделия пли нормативно-технические документы). В то же время по мере сокращения применяемости соответствующие службы стандартиза­ ции следят за изъятием из стандартов таких объектов.

Следует считать наиболее рациональным создание ограничи­ тельных стандартов по группе предприятий — НИИ, КБ и заводов, объединенных разработкой и изготовлением продукции одного профиля, т. е. входящих в систему одного базового отдела стан­ дартизации. В этом случае достигается наибольшая степень огра­ ничения, т. е. наибольшая эффективность стандартизации. При отсутствии ограничительного стандарта базового отдела или огра­ ничительных стандартов на те или иные объекты должны разраба-

50

тываться ограничительные стандарты данного предприятия. В практике радиоэлектронной промышленности получили распростра­ нение ограничительные стандарты на определенные виды продук­

ции Таким образом, основным« направлениями работ по рацио­

нальному ограничению в радиоэлектронике являются:

1) ограничение номенклатуры покупных комплектующих изде­ лий (электрорадиоизделнй, крепежных и установочных изделий и др.), разрешенных для применения на предприятиях данной от­ расли (например, перечень радиодеталей п электрорадиоэлементов, разрешенных для применения при разработке и модернизации ра­ диоэлектронной аппаратуры Н0.005.038);

2) ограничение номенклатуры разрешенных для применения материалов и полуфабрикатов (по их видам) для данной отрасли промышленности (например, материалы, разрешенные для приме­ нения при новом проектировании радиоизмерительиых прибо­ ров НаСо.002.007);

3) ограничение видов используемых технологических процессов (например, из большого количества возможных типов технологи­ ческих процессов изготовления печатных плат на предприятиях данной отрасли или подотрасли допускается шесть видов процес­ сов, поэтому возможен ограничительный стандарт «Платы печат­ ные. Технология»);

4) ограничение применения элементов конструкций—линейных размеров, диаметров, резьб, допусков, посадок и др. (например, НО.010.010. «Перечень диаметров н шагов метрических резьб, раз­ решенных к применению на предприятиях отрасли вычислительной техники; нормальные линейные размеры». Ограничение ГОСТ

6636—60); 5) ограничение номиналов электрических, физических и других

основных параметров изделий — параметрическое ограничение (на­ пример, ГОСТ 8550—61 «Тепловые единицы», НГО.010.027 «Ряд номинальных значений напряжений и токов для радиоэлектронной аппаратуры»);

6) ограничение номенклатуры комплектующих изделий и ма­ териалов для конкретных видов изделий (например, ОСТ ОКО.005.042 «Бытовая аппаратура магнитной записи. Пере­ чень электрорадиоэлементов, разрешенных к применению»).

Следует хорошо представлять, что ограничительные стандар­ ты всех категорий являются не ссылочными стандартами, в то время как стандарты, разрабатываемые по методу типизации, яв­ ляются ссылочными в конструкторской и технологической доку­

ментации изделий.

На первый взгляд, любые ограничения приводят к уменьшению степени свободы разработчиков, конструкторов. Однако рацио­ нальное ограничение и хорошо поставленная работа по ведению системы ограничений не ухудшают качества разрабатываемого из­ делия, но, повышая степень унификации, уменьшают номенклату-

51

ру используемых материалов, полуфабрикатов, (комплектующих изделий, тем самым повышая эффективность производства. При этом одновременно уменьшается .номенклатура и количество за­ пасных частей и принадлежностей, т. е- снижается стоимость из­ делия, облегчается его эксплуатация.

Метод ограничения (симплифнкацин) является простейшим ме­ тодом стандартизации и обладает большой технико-экономической эффективностью.

Т и п и з а ц и я — метод стандартизации, заключающийся в ра­ циональном сокращении видов объектов .путем установления неко­ торых типовых, выполняющих большинство функций объектов дан­ ной совокупности и принимаемых за основу (базу) для создания других объектов, аналогичных или близких по функциональному назначению. Поэтому этот метод часто называют методом «базо­ вых конструкций». Он характеризуется определением объектов, наиболее характерных и оптимальных для рассматриваемой сово­ купности при получении необходимого конкретного объекта, т. е. объект типизации 'может претерпевать некоторые частичные изме­ нения или доработки для выполнения определенных заданных функций. Метод типизации обеспечивает сохраняемость только от­ дельных объектов из возможной совокупности. Другими словами, этот метод распространяется на малое число объектов большого числа функций.

широкое распространение в промышленности как для стандарти­ зации типовых изделий общего назначения, так и для стандарти­ зации типовых технологических процессов (ТТП) изготовления из­ делий и методов их испытаний. Технологическая типизация изде­ лий и процессов производства является организационной основой предприятий нашей промышленности. Так, в радиопромышленно­ сти в настоящее время разработано и действует свыше 600 ТТП.

Создание (руководящих технических материалов, устанавливаю­ щих рекомендуемый .порядок проведения каких-либо работ, рас­ четов, испытаний и т. п., является весьма распространенным при­ менением метода типизации в технике.

Метод типизации получил также распространение в радиоэлек­

В соответствии с ГОСТ 5651—64 «Приемники радиовещатель­ ные. Классы. Основные параметры», определяющим основные тех­ нические требования к .приемникам каждого класса, создаются базовые модели приемников, а затем различные их виды. Анало­ гичная работа проводится в области телевизионных приемников и других радиоэлектронных изделий.

52

Применение методов типизации в электронной технике непос­ редственно связано с унификацией изделий и последующей их стандартизацией ('например, корпуса полупроводниковых приборов и интегральных микросхем).

Большой технико-зкоіномический эффект метода типизации за­ ключается в следующем:

■при проектировании какого-либо нового изделия попользуется проверенный путь, метод, конструкция или базовая модель, исклю­ чающая поиски и возможные ошибки;

обеспечивается 'большая преемственность в производстве при смене моделей устройств, созданных на одной базе; значительно ускоряется подготовка производства и снижаются расходы на ее выполнение;

значительно облегчаются условия эксплуатации и ремонта тех­ ники, имеющей много общих конструктивных элементов или прин­ ципов действия;

вокруг типовых (базовых) изделий легко могут создаваться различные модификации (типоразмерные ряды) путем некоторых изменений типового изделия.

Работы по созданию объектов на основе метода типизации за­ вершаются, как правило, созданием стандартов соответствующих категорий. В конструкторской документации они смогут быть ссы­ лочными для типовых объектов изделий или базовых конструкций

инеосылочными для РТМ и других рекомендуемых документов. Методы агрегатирования и унификацииУнификация и

агрегатирование — основные методы стандартизации, исполь­ зуемые при конструировании новых изделий или при уста­ новлении изделий, рекомендуемых для дальнейшего широкого ис­ пользования. Между ними есть много общего, но есть и принципи­ альные отличия.

А г р е г а т и р о в а н и е — метод стандартизации, заключающий­ ся в создании объектов частного функционального назначения на основе размерной или (и) функциональной взаимозаменяемости их составных частей.

Метод агрегатирования является сложным методом стандарти­ зации, характерными чертами которого являются отбор и созда­ ние многих объектов частного функционального назначения на ос­ нове различных сочетаний определенной совокупности объектов с частными функциями, имеющими размерную или (и) функцио­ нальную взаимозаменяемость и нормированные параметры.

Функциональная взаимозаменяемость, а для изделий и геоме­ трическая взаимозаменяемость используемого ряда объектов по­ зволяют соединить их различными упорядоченными способами, что придает таким соединениям различные функции. Агрегатиро­ вание нашло широкое распространение в технике для создания многих устройств самого различного назначения на основе исполь­ зования ряда составных частей с определенными, строго нормиро­ ванными, присоединительными параметрами.

53

Применение метода агрегатирования завершается разработкой стандартов соответствующего уровня, регламентирующих взаимо­ заменяемость и варианты возможных соединений входящих объ­ ектов, а в ряде случаев их полные характеристики.

Агрегатирование является дальнейшим развитием метода уни­ фикации и состоит в том, что выделяются и конструктивно оформ­ ляются общие узлы, пригодные для использования в разных ма­ шинах, изделиях и устройствах в виде функционально самостоя­ тельных изделий, производство которых может быть централизо­ вано и специализировано. Признаками агрегатирования являются:

функциональная законченность составных частей (узлов, меха­ низмов, отдельных деталей и др.);

конструктивная обратимость, т. е. .возможность повторного ис­ пользования составных частей (агрегатов);

изменение функциональных свойств изделия три перестановке составных частей.

Агрегатирование резко снижает трудоемкость проектирования новых изделии, так как отпадает необходимость разработки цело­ го ряда отдельных узлов, а процесс разработки сводится к компо­ новке.и отработке изделия в целом.

Агрегатирование обеспечивает также более благоприятные ус­ ловия для ремонта изделий путем замены отдельных частей (агре­ гатный ремонт), дает большой технико-экономический эффект как на стадии проектирования, так и та стадии производства изделий, так как увеличивается серийность используемых агрегатов, т.е. со­ здаются условия для специализации производства.

В нашей 'Стране агрегатирование нашло широкое применение ■не только в машиностроении, но и в радиоэлектронике, где исполь­ зуется функционально-узловой метод (ФУМ) .проектирования ра­ диоэлектронной аппаратуры из модулей, микромодулей, микросхем и других унифицированных функциональных узлов (УФУ). Ряды этих функциональных узлов имеют строго нормированные, одина­ ковые или кратные присоединительные размеры и электрические

предварительную качественную отработку, они имеют стабильные электрические параметры, в том числе хорошую надежность и долговечность. ФУМ проектирования является прогрессивным ме­ тодом создания радиоэлектронных устройств.

Технико-экономическая эффективность агрегатирования заклю­ чается в резком снижении трудоемкости проектирования новых из­ делий, улучшении условий ремонта (агрегатный ремонт), увели­ чении серийности производства стандартизованных составных ча­ стей и в повышении их качества.

К стандартам, разрабатываемым с применением этого метода, относятся также стандарты, регламентирующие присоединитель­ ные размеры и параметры изделий. Как правило, стандарты мето­

6 4

да агрегатирования являются ссылочными. К таким же стандартам

рациональном сокращении существующей номенклатуры объектов путем их отбора или создания новых объектов широкого примене­ ния, выполняющих большинство функций объектов данной сово­ купности, но нс исключающих использование других объектов ана­ логичного назначения.

Метод унификации — основной метод стандартизации, направ­ ленный на рациональное сокращение существующей номенклатуры объектов путем отбора и широкого использования некоторых из­ делий пли путем создания новых изделий (т. е. метод унификации обладает определенной универсальностью).

Таким образом ,ссли агрегатирование — создание объектов (аг­ регатов) частного функционального назначения, то метод унифика­ ции направлен на создание объектов широкого назначения на базе оригинальных составляющих или объектов с частными функ­ циями.

Характерной чертой метода унификации является также и то, что он не исключает из обращения другие возможные варианты объектов. Практическая работа с применением метода унификации может осуществляться на разных уровнях и в различных аспектах деятельности: внутрипроектной, межпроектной, отраслевой, меж­ отраслевой и др. Работы по унификации могут не завершаться разработкой соответствующих стандартов, но имеют большое са­ мостоятельное значение, и поэтому они в ряде случаев рассматри­ ваются как работы, предшествующие стандартизации.

Унификация, как метод стандартизации, обладает следующими ■признаками:

единообразие ,в конструктивном оформлении изделий; функциональная законченность изделий;

подчинение основных параметров изделий общим требованиям или подчинение основных параметров ряда определенному за­ кону;

возможность использования унифицированных изделий в со­ ставе различных устройств, или систем различного функциональ­ ного назначения, т. е. определенная универсальность.

Унификация приводит к сокращению количества видов изде­ лий в пределах устройства, класса устройств или целых групп. Она неразрывно связана с наличием ряда одинаковых или кратных ба­ зовых и присоединительных размеров. Унификация, целесообраз­ ность которой достаточно обоснована, должна завершаться стан­ дартизацией унифицированных изделий, если только они не под­ лежат замене новыми конструкциями. Необходимо указать, что

55

объектами унификации могут быть не только изделия, но и раз­ личные нормативно-технические документы.

При проведении работ по унификации изделий должны одно­ временно рассматриваться и решаться вопросы организации спе­ циализированного производства. Унификация, значительно повы­ шая серийность и применяемость унифицированных изделий и их составных частей, дает наиболее полный технико-эікономичеокий эффект при наличии специализированного производства. Другими словами, ее проведение обеспечивает снижение стоимости и тру­ доемкости, повышение качества, улучшение использования обору­ дования, применение прогрессивных технологических процессов, сокращение сроков и объемов работ при проектировании и созда­ нии новых изделий. Использование унифицированных изделий об­ легчает эксплуатацию, обслуживание и ремонт.

Унификация может быть частичной, комплексной и опережаю­

всех изделий тождественного функционального назначения -и за­ меняющая их одним или несколькими изделиями — унифициро­ ванным рядом. При этом входящие составные части унифициро­ ванных изделий могут быть одинаковыми, частично одинаковыми или совершенно различными.

Опережающая унификация — проведение специальных работ по созданию унифицированных изделий, обеспечивающих выполнение подавляющего большинства функций изделий этого класса и ис­ ключающих создание изделий аналогичного функционального на­ значения. При этом, как правило, осуществляется частичная уни­ фикация ранее используемых составных частей. Метод унификации

— наиболее распространенный метод стандартизации.

Объектами стандартизации (табл. 7) по методу унификации являются очень многие виды и типы различной продукции, а также узлы и детали. Объектами унификации могут также быть единицы измерения и обозначения, техническая документация и др. Сегодня никто не может себе представить разработку какоголибо нового объекта без применения унифицированных и стандар­ тизованных входящих составных частей.

Широкое распространение метод унификации получил также и

врадиоэлектронике (например, ГОСТ 12089—66; ГОСТ 8849—58). Технико-экономическая эффективность метода унификации

заключается в сокращении номенклатуры создаваемых и исполь­ зуемых объектов и, следовательно, в повышении их серийности и снижении трудоемкости производства. Унифицированные объекты имеют более высокое качество.

А так как при унификации и агрегатировании резко возрастает серийность изделий, а качество их отработки, как правило, зиачи-

56

телыю выше, чем оригинальных изделий, то создаются условия для специализации их производства. Это, в свою очередь, приводит к более низкой себестоимости унифицированных изделий, более вы­ сокой их надежности, т. е. происходит экономия общественно-поле­ зного труда как в сфере проектирования, так и в сфере производстава и эксплуатации.

Следует особо подчеркнуть, что эффективность унификации и агрегатирования в основном зависит от уменьшения числа типо­ размеров проектируемых и изготовляемых изделий и соответст­ вующего повышения серийности их производства. Последнее поз­ воляет применить более производительное оборудование, прогрес­ сивную технологию и рациональную организацию производства, что и обеспечивает снижение затрат на изготовление изделий.

Стандарты, создаваемые с применением метода унификации, мо­ гут быть различных категорий. Как правило, это стандарты техни­ ческих условий, основных параметров, конструкций и размеров.

Использование термина «унификация» совместно с термином «стандартизация» подтверждает, что даже применение одного ме­ тода унификации (без оформления соответствующего стандарта) приносит обществу большую пользу.

57

Основные направления работ с применением основных методов

лии часто решаются вопросы применения ранее созданных и ори­ гинальных объектов пли их составных частей в других, вновь соз­ даваемых, объектах. При этом говорят, что «производится уни­ фикация объектов». Так ли это с точки зрения стандартизации? Если при таком заимствовании не накладываются какие-либо условия, позволяющие использовать объекты заимствования в дру­ гих возможных случаях, а проделанная работа не оформляется ■соответствующим нормативным документом пли стандартом, то нельзя отождествлять заимствование и унификацию. И хотя заим­ ствование по природе своей приближается к унификации и прино­ сит определенный технико-экономический эффект, заимствованные объекты можно назвать унифицированными в том случае, если такие объекты могут быть также использованы и в других воз­ можных случаях. Указанное требует, в конечном счете, оформле­ ния на эти объекты соответствующей конструкторско-технологичес­ кой документации, как на стандартные изделия широкого приме­ нения.

Часто считают, что метод (3) является дальнейшим развитием метода (4), поскольку используемые при агрегатировании состав­ ные части (агрегаты) называют унифицированными. Они, дейст­ вительно, находят непосредственное использование в разных объ­ ектах, а их основные параметры могут быть регламентированы определенными стандартами. Однако указанная постановка вопро­ са сужает существо методов (3) и (4). Кроме того, метод (3) не исключает создания какого-либо объекта с использованием агре­ гатов, охваченных стандартом и некоторой части оригинальных составляющих, отсутствующих в стандартах.

Аналогичное положение имеет место при ФУМ. проектирования

к одним и тем же объектам может быть применен каждый из

указанных методов стандартизации дифференцированно или сово­ купно в любой комбинации;

объекты, к которым применены методы (1) —(4), могут быть как стандартизованными, так и нестандартизованиымн;

применение методов (1—4) к каким-либо объектам не озна­

-58

чает, что осуществлена их стандартизация, это может рассмат­ риваться как необходимый подготовительный этап для после­ дующей их стандартизации (разработка, согласование и утвержде­ ние стандарта);

только введение стандартов соответствующих категорий может ограничить использование других объектов, не вошедших в число охваченных методами (1—4);

стандартизация приводит к одному или меньшему количеству видов объектов, но лучшего качества;

использование методов (1—4) позволяет создавать стандарты различных категорий и приносит определенный технико-экономи­ ческий эффект.

Как же пользоваться основными методами стандартизации на практике?

На каждом этапе выполняемой работы каждый инженер, тех­ нолог, конструктор, ів зависимости от характера объекта и его наз­ начения, должен рассмотреть объект своего труда с точки зре­ ния применения к нему четырех методов стандартизации. При этом ход такого рассмотрения условно можно представить в виде ориен­

3)является ли данный объект составной частью (агрегатом) другого объекта и какие стыковочные характеристики должны учи­ тываться (3);

4)является ли данный объект универсальным (общим, уни­ фицированным) для различных или подобных случаев его исполь­

зования (4);

5)нельзя ли использовать существующие стандартизованные объекты (1—4);

6)нельзя ли данный объект сделать унифицированным, т- е. объектом для различных случаев использования (4);

7)можно ли данный объект расчленить на составные части и их рассматривать как агрегаты для создания других объектов (3);

8)нельзя ли данный объект ввести в какую-либо существую­ щую или специально созданную систему классификации объектов

(а);

9) нельзя ли данный объект или его основную часть сделать типовым, т. е. рассматривать их как базовую модель для многих случаев использования (2);

10) нельзя ли создать ограничения на ряд объектов с учетом используемого или создаваемого (1);

II) чем должна завершиться работа над данными объектами и нельзя ли одновременно подготовить предложения по вопросам стандартизации объектов такого характера (1—4);

59