МЕТРОЛОГИИ, СТАНДАРТИЗАЦИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

11

заявленные в стандартах некоторых организаций такого типа, могут быть даже выше требований, заявленных в национальных стандартах.

Национальная система стандартизации представляют собой совокупность нормативных документов: стандартов, общероссийских классификаторов технико-экономической и социальной информации, в том числе правил их разработки и применения, действующих на территории РФ.

Национальные стандарты разрабатываются в порядке, установленном законом РФ, и утверждаются национальным органом по стандартизации (Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии, ранее – Госстандарт РФ).

Национальный стандарт применяется на добровольной основе независимо от страны и места происхождения продукции и других ОТР, а также юридических и физических лиц, являющихся изготовителями, исполнителями, продавцами или потребителями. Его применение подтверждается знаком соответствия национальному стандарту.

Общероссийские классификаторы технико-экономической и социальной информации — нормативные документы, распределяющие эту информацию в соответствии с ее классификацией (классами, группами и др.), являются обязательными для применения при создании государственных информационных систем, информационных ресурсов и межведомственном обмене информацией. Например, Общероссийский классификатор продукции, Общероссийский классификатор предприятий и организаций (ОКПО), Общероссийский классификатор единиц измерения (ОКЕИ) и т.п.

Порядок разработки, принятия, введения в действие и применения отечественных и международных классификаторов устанавливается правительством РФ.

1.4 Порядок разработки, обсужденияи утверждениястандарта

Инициализация разработки и разработка национальных стандартов, как и технических регламентов, может проводиться любым физическим или юридическим лицом.

Разработку национальных стандартов РФ осуществляют для достижения целей стандартизации, определенных федеральным законом «О техническом регулировании», в соответствии с принципами стандартизации, установленными данным законом и в соответствии с ГОСТ Р 1.2-2004 «Правила разработки, утверждения, обновления и отмены стандартов»

Разработка и утверждение национального стандарта обычно осуществляется в следующей последовательности (5 этапов):

1)организация разработки стандарта;

2)разработка первой редакции проекта стандарта и ее публичное обсуждение;

12

3)разработка окончательной редакции проекта стандарта и ее экспертиза (научно-техническая, правовая, патентная, терминологическая и метрологическая);

4)подготовка проекта стандарта к утверждению, утверждение стандарта, его регистрация;

5)опубликование и введение в действие.

Требования, устанавливаемые в национальном стандарте, не должны

противоречить :

федеральным законам, техническим регламентам и иным нормативным правовым актам Российской Федерации, относящимся к данному объекту и/или аспекту стандартизации;

ранее действующим в Российской Федерации национальным стандартам.

Проект национального стандарта оформляют по ГОСТ Р 1.5 (раздел 5) в электронно-цифровой форме. Данную форму рекомендуется применять также при оформлении всех документов, используемых в процессе разработки проекта стандарта.

1) В случае необходимости или заинтересованности в разработке национального стандарта органы власти, юридические и физические лица направляют соответствующие заявки или предложения в секретариат технического комитета по стандартизации (далее — ТК) или его подкомитета (далее — ПК), за которым закреплен данный объект стандартизации, а при его отсутствии — в научно-исследовательскую организацию, выполняющую функции головной организации по планированию работ по национальной стандартизации, или непосредственно в национальный орган Российской Федерации по стандартизации.

2) Разработчик (ПК или ТК) готовит первую редакцию проекта стандарта

ипояснительную записку к ней. Пояснительную записку подписывают руководитель разработки стандарта и исполнитель, подготовивший пояснительную записку. Если разработчиком национального стандарта является физическое лицо, то пояснительную записку подписывает только разработчик.

Разработка первой редакции проекта стандарта завершается подготовкой уведомления о разработке проекта стандарта и направлением его в национальный орган Российской Федерации по стандартизации. Срок публичного обсуждения проекта национального стандарта не может быть менее чем два месяца.

3) Разработчик готовит окончательную редакцию проекта стандарта на основе результатов публичного обсуждения доработанного проекта стандарта. Секретариат ТК на основании предоставленных разработчиком документов рассматривает содержание проекта стандарта. Экспертиза окончательной редакции организуется ТК и выполняется организацией по стандартизации, выполняющей функции по планированию и составлению программы национальной стандартизации, а также специалистами различных областей.

13

4)В случае положительных результатов рассмотрения проекта стандарта

ипредставленных вместе с ним документов национальный орган Российской Федерации по стандартизации принимает решение об утверждении национального стандарта.

5)Официальное опубликование утвержденного стандарта осуществляет национальный орган Российской Федерации по стандартизации в соответствии с положением, утвержденным Правительством Российской Федерации.

Укороченная трехстадийная разработка проводится при поступлении в ТК уже подготовленной окончательной редакции и состоит из 3,4,5-ой стадий.

1.5 Методы стандартизации

В зависимости от поставленных целей и решаемых задач используют различные методы стандартизации. К методам стандартизации относятся:

•систематизация;

•классификация;

•кодирование;

•типизация;

•унификация (основной метод стандартизации).

Смысл стандартизации состоит в упорядочении решений, правил, методов и т.д. в целях их многократного использования. Любая работа в сфере стандартизации начинается с анализа имеющегося массива информации и выделения основных, наиболее характерных признаков, в соответствии с которыми этот массив может быть систематизирован.

Простейший метод стандартизации — систематизация, т.е. распределение предметов исследования в определенном порядке или последовательности, образующее систему, удобную для использования.

Например, для упорядочения в личной библиотеке можно расставить книги по тематике: физика, химия, экология, художественная литература и т.д. Художественную литературу можно расставить по странам: английская, немецкая, русская, а внутри каждого раздела — по фамилиям авторов в алфавитном порядке. Или всю (и техническую и художественную) литературу расставить не по тематике, а в алфавитном порядке фамилий авторов книг.

Аналогичный анализ проводится и в технике защиты ОС. Например, химическую аппаратуру можно характеризовать по принципу действия, назначению и т.п. Химические реагенты по степени чистоты (квалификации), себестоимости, токсичности и др. Технологии – по энергопотреблению, ресурсосбережению, степени механизации и автоматизации и т.п. В технике систематизация используется при делении химической аппаратуры на сборочные единицы, а последних — на детали с определенными принципами их обозначения, например, в каталогах заводов химического машиностроения.

Систематизация является предпосылкой перехода к следующему методу стандартизации — классификации. В этом случае явления, понятия, предметы или размеры располагаются по определенным, как правило, наиболее

14

характерным для группы изделий одного назначения признакам. На этом принципе в технике построены типоразмерные ряды главных параметров, производится классификация однотипных машин и аппаратов по основным параметрам и т.д., например типоразмерные ряды производительности аппаратуры или грузоподъемности строительных кранов или пределы измерения манометров: 0... 5 атм; 0...50 атм; 0...100 атм и т.д. (1 атм = 105 Па)

Классификация и систематизация предполагает кодирование информации или группирование по определенным правилам объектов или групп объектов и присвоение им кодов, позволяющее заменить несколькими знаками (или символами) наименования этих объектов. Коды позволяют идентифицировать объекты наиболее коротким способом (минимальным количеством знаков), способствуя повышению эффективности сбора, учета, хранения и обработки информации.

Число знаков в коде определяется его структурой и зависит от количества кодируемых признаков. Наиболее часто применяются десятизначные системы кодирования.

Классификация и кодирование применяются в стандартизации для обозначения стандартов, входящих в межотраслевые системы стандартов, например:

ГОСТ X. YY. Z. NN - GG,

где ГОСТ - категория стандарта;

X - класс системы (номер, присвоенный системе); YY - подкласс стандарта;

Z - номер, присвоенный классификационной группе стандартов; NN - порядковый номер стандарта в классификационной группе; GG - год регистрации стандарта.

Порядок проведения работ по классификации и кодированию информации регламентирован комплексом государственных стандартов «Единая система классификации и кодирования технико-экономической и социальной информации (ЕСКК ТЭН)», на основе которой разработаны классификаторы: Общероссийский классификатор отраслей народного хозяйства (ОКОНХ), Общероссийский классификатор предприятий и организаций (ОКПО), Общей российский классификатор единиц измерений (ОКЕИ) и др. Классификаторы могут иметь и более длинное кодовое обозначений объектов, например, по технологическому классификатору машиностроительной продукции технологический код включает 14 индексов, из которых шесть индексов — на постоянную часть кода, восемь — на переменную.

Постоянная часть предназначена для классификации групп основных признаков детали: размерных характеристик (диаметр, длина и т.п.); группы материалов (стали, чугуны, цветные сплавь и др.); вида технологических процессов получения детали (резание, литье, обработка давлением и т.п.).

15

Переменную часть кода используют для конкретизации признаков определенного вида детали, описанной постоянным кодом. В переменную часть кода входит вид заготовки (пруток, поковка и др.), точность наружных и внутренних поверхностей, шероховатость, наличие термообработки и масса детали (весовая характеристика детали).

Структура технологического кода позволяет с использованием электронно-вычислительной техники обрабатывать информацию на различных уровнях конструкторско-технологической подготовки производства, существенно влияя на выбор оборудования подъемно-транспортных и складских средств, технологических режимов обработки деталей, а также режущего и измерительного инструмента для их контроля.

Типизация конструкций изделий — разработка и установление типовых конструкций, содержащих конструктивные параметры, общие для изделий, сборочных единиц и деталей.

При типизации анализируют существующие типоразмеры изделий, их составные части, агрегаты и детали, а также оценивают перспективы развития науки, техники и промышленности, возникающие при этом возможные потребности рынков сбыта. Внесение сравнительно небольших изменений в

конструкцию детали или сборочной единицы может удовлетворить потребности большого количества новых потребителей. Итогом такой работы часто может стать установление соответствующих типоразмерных рядов изделий, их составных частей, деталей или даже их элементов.

Унификация — это выбор оптимального числа разновидностей продукции, процессов и услуг, значений их параметров и размеров. Унификация позволяет установить минимально необходимое, но достаточное количество видов, типов, типоразмеров, обладающих высокими показателями качества и полной взаимозаменяемостью.

Принципиальное отличие унификации от других методов стандартизации состоит в том, что в процессе унификации предполагается внесение изменений в конструкцию изделия или иного объекта унификации с целью увеличения его применяемости и снижения, тем самым, его себестоимости с одновременным повышением качества.

Объектами унификации могут быть изделия массового, серийного и/или индивидуального производства, в том числе:

•отдельные размеры или элементы деталей;

•детали аналогичного назначения;

•агрегаты, сборочные единицы и модули (например, гибкие производственные модули), если они выполняют близкие по характеру функции при незначительно отличающихся рабочих параметрах, габаритных размерах и эксплуатационных показателях;

•машины, если они состоят из сравнительно небольшого количества сборочных единиц одинакового назначения и выполняют близкие по характеру операции или процессы.

16

Основными направлениями унификации являются:

использование во вновь создаваемых группах изделий одинакового или близкого функционального назначения ранее спроектированных, освоенных в производстве и показавших высокую надежность в эксплуатации одинаковых (повторяющихся в пределах группы изделий) составных элементов;

разработка унифицированных составных элементов для применения во вновь создаваемых или модернизируемых изделиях;

разработка конструктивно-унифицированных рядов изделий;

ограничение целесообразным минимумом номенклатуры разрешаемых к применению изделий и материалов.

По содержанию унификация подразделяется:

•на внутриразмерную — унификация охватывает все модификации определенной машины как в отношении ее базовой модели, так и в отношении модификаций этой модели;

•межразмерную — унифицируют не только модификации одной базовой модели, но и базовые модели машин разных размеров данного параметрического ряда;

•межтиповую — унификация распространяется на машины разных типов, входящих в различные параметрические ряды.

Внутриразмерная и межразмерная унификация наиболее часто проводится на заводском уровне. Так, например, в коробке передач автомобиля ВАЗ-2110 используется 131 наименование деталей из ранее созданных автомашин — от ВАЗ11113 — «Ока» до ВАЗ-2109 «Самара» и лишь 60 новых, а в двигателе — 195 ранее используемых и 75 новых (их еще называют оригинальными). И это несмотря на то, что в ВАЗ-2110 новый инжекторный двигатель.

Экономическая эффективность стандартизации (и, прежде всего унификации) проявляется на всех стадиях жизненного цикла изделия: от опытно-конструкторских работ — до утилизации изделия. Это связано с экономией времени на исследования, разработку, изготовление и испытание новой техники.

Экономия на этапе проектирования и подготовки производства химической аппаратуры проявляется за счет использования ранее отработанных рабочих и сборочных чертежей серийного производства, а также ранее созданных и изготовленных в металле специального режущего и измерительного инструмента и приспособлений.

Экономия на этапе производства достигается от использования при изготовлении деталей и сборке узлов уже отработанных технологических процессов.

Результатом использования всех методов стандартизации и в первую очередь унификации, являются организация специализированных производств составных частей и деталей аппаратов, переход к проектированию технологических ниток методами агрегатирования.

17

Агрегатирование — принцип создания машин, оборудования и приборов из унифицированных стандартных агрегатов (автономных узлов), устанавливаемых в изделии в различном количестве и комбинациях. Агрегаты должны обладать полной взаимозаменяемостью по всем эксплуатационным параметрам и присоединительным размерам.

Внедрение унификации и агрегатирования позволяет обеспечить оптимальные эксплуатационные показатели, а сроки проектирования и освоения новой техники сокращаются в 2—2,5 раза при снижении в 1,5 — 2 раза соответствующих затрат.

Контрольные вопросы

1.Дайте определение технического регламента и стандарта.

2.Назовите основные принципы технического регулирования и стандартизации.

3.Что является объектом технического регулирования?

4.Назовите виды технических регламентов и объясните в чем различие между ними.

5.Назовите методы стандартизации и объясните суть каждого метода.

18

2. Параметрические ряды и ряды предпочтительных чисел

2.1. Параметры изделий

Внедрение достижений научно-технического прогресса сопровождается созданием новых изделий: машин, механизмов, технологического оборудования, приборов, материалов и т.д.

Новые изделия отличаются увеличивающимся количеством выполняемых функций, возрастающей сложностью конструктивного устройства. Возникает задача — упорядочить номенклатуру изготавливаемых изделий. С этой целью разрабатывают параметрические ряды изделий, чем достигается существенное улучшение технико-экономических показателей изделий одинакового функционального назначения.

Под параметрическим рядом понимается совокупность величин (параметров), построенная по определенному признаку. Чаще всего изделия выполняют свои функции не изолированно, а в комплексе взаимодополняющих друг друга изделий. В этой связи возникает важнейшая проблема — рационального формирования системы изделий.

В такой системе изделий должны быть взаимно согласованы, например, производительность отдельных аппаратов, концентрации реагентов, мощность электроагрегатов, давление и производительность насосов и др.

(Для обеспечения наилучшего использования транспортных средств должны быть согласованы грузоподъемность этих средств и масса грузов. Если грузоподъемность железнодорожных вагонов будет составлять 25; 40; 63; 100 т, то грузоподъемность грузовых автомобилей должна быть 2,5; 4,0; 6,3 и 10 т, масса контейнеров — 250; 400; 630 и 1 000 кг, а масса ящиков — 25; 40; 63 и 100 кг.)

Установление типоразмерных рядов изделий (т. е. параметрических рядов, в основу которых положены какие-либо размеры или типы изделий) и формирование систем изделий для комплексного вооружения отдельных производств еще не обеспечивают полной технико-экономической эффективности производства и эксплуатации изделий.

Объектами параметрической стандартизации являются параметры. В общем случае параметрами изделий называют признаки изделий, количественно характеризующие любые их свойства или состояния. Большое число свойств, которыми обладают современные изделия, потребуют для их характеристики большого числа параметров изделий.

Обычно свойства изделий машиностроения выражают через показатели качества, объединяемые в группы. Основными группами показателей качества изделий являются: назначения, надежности, технологичности, стандартизации и унификации и др. Названные группы объединяют несколько показателей, каждый из которых характеризует соответствующий параметр или совокупность параметров изделия.

19

Показатели функционального назначения, например, для автомобилей — грузоподъемность, мощность двигателя, габаритные размеры, масса и др., одновременно являются и параметрами автомобилей.

Обычно для целей стандартизации параметры делят на главные, основные и вспомогательные.

(Различают одномерную и многомерную параметрическую стандартизацию. Одномерная стандартизация предполагает стандартизацию одного, как правило, главного параметра изделия. При многомерной - объектами стандартизации являются несколько параметров изделия.)

Главным параметром изделия называют такой, который наиболее полно определяет функциональное назначение изделия.

Стандарты на главные параметры длительное время не подвергаются изменениям, а их пересмотр вызывается в большинстве случаев переходом на новые, более совершенные изделия одинакового функционального назначения.

Основные параметры, которых для каждого изделия несколько, характеризуют в дополнение к главному параметру другие важные эксплуатационные показатели изделия. И для колесных и для гусеничных тракторов основными параметрами служат ширина колеи, скорость движения, конструктивная масса трактора.

Как видно из примеров, каждое изделие обычно характеризуется несколькими основными параметрами, причем желательно, чтобы каждый из этих параметров был оптимальным. Оптимальные размеры должны удовлетворятьограничениям конструктивно-технологического характера.

Вспомогательные параметры составляют наиболее обширную группу. Применительно к автомобилям это: усилия переключения рычагов, педалей, стопоров, физико-химико-механические параметры используемых в конструкции материалов и поверхностных слоев деталей, геометрические параметры размеров, формы, требования к внешнему виду и отделке и др.

Вспомогательные параметры изделий подвержены гораздо более частым изменениям, чем главные и основные параметры, не влияют на них и потому они не принимаются объектом параметрической стандартизации.

2.2. Предпочтительные числа и их закономерности

Система предпочтительных чисел является основой параметрической стандартизации. Применение стандартизованных предпочтительных чисел позволяет широко унифицировать параметры изделий не только в пределах одной отрасли, но и в масштабах всего народного хозяйства.

Предпочтительные числа и их ряды используются:

при установлении стандартных значений и рядов стандартных значений величин;

при нормировании значений исходных параметров продукции, условий

еесуществования и процессов, а также допускаемых их отклонений;

20

при приведении значений параметров и процессов (в том числе природных констант), если использование предпочтительных чисел не влечет выхода за пределы допускаемого отклонения.

Работы по созданию предпочтительных чисел относятся к далекому прошлому. Еще в начале I в. до н. э. на римских водопроводах использовали трубы, градации которых по диаметру были подчинены закономерности геометрической прогрессии. Следует назвать также работы по теории рядов чисел офицера французского инженерного корпуса – Ренара.

Ряды предпочтительных чисел должны:

представлять рациональную систему градаций, отвечающую потребностям всех отраслей народного хозяйства;

допускать неограниченное развитие параметров в сторону их уменьшения и увеличения, включать кратные значения числа, число «пи» и единицу;

быть простыми при построении ряда и легко запоминаемыми.

Построение рядов основано на математических прогрессиях.

Арифметическая прогрессия (АП):

Nn=N1+d(n-1),

где d – разность арифметической прогрессии.

В технике на основе АП построен ряд размеров метрических резьб и диаметры труб. Применение такого ряда имеет некоторые особенности. Например, ряд диаметров резьб: 1,2,3,4,5,6 мм - возрастает от предыдущего к последующему члену по диаметру, соответственно, на 100%, 30%, 25%, 20%, 17% и т.д. Видно, что при постоянной разности АП относительное увеличение членов постепенно снижается. Картина становится более впечатляющей, если разность АП будет сохранена и для более отдаленных членов, например: резьб 1000 мм, 1001 мм 1002 мм … . При возрастании членов на 0,1%, 0,0999%, разница становится неощутимой для визуального определения и по своей величине более похожа на погрешность изготовления. Применение такого ряда резьб становится несколько проблематичным.

Геометрическая прогрессия (ГП) описывается формулой:

Nn = q n-1 ·N1,

где q- знаменатель прогрессии.

Если представить, например, начальную часть ряда резьб, основанного на ГП, то он при q = 2 будет иметь вид: 1мм, 2 мм, 4 мм, 8 мм, 16 мм, 32 мм, 64 мм, 128 мм, т.е. к седьмому члену диаметр возрастет на целых два порядка, что явно излишне и нецелесообразно.

Можно выявить недостатки этих видов прогрессий:

Слишком плотное расположение конечных членов АП, выражающееся в малой относительной разнице соседних членов и, наоборот, слишком большую