2.6. Показатели технического уровня техники (машин, приборов, аппаратов)

Технический уровень продукции характеризуется техническим уровнем параметра объекта, отражающего целевое назначение последнего. Под техническим уровнем параметра объекта понимается мера совершенства параметра, исчисляемая относительно его предельного, среднего или лучшего (достигнутого) и недопустимо низкого значения.

Под техническим показателем понимается характеристика свойства продукции, обусловленная технико-технологическими условиями его применения, под организационными – характеристика свойств продукции, обусловленная организационными особенностями ее применения, под экономическими – характеристика свойств продукции, выраженная через совокупные затраты живого и прошлого труда, обусловленные производством и применением данной продукции.

Номенклатура показателей должна обеспечить сопоставимость различных образцов продукции одного вида и приниматься одинаковой для всех аналогов и оцениваемой продукции.

Номенклатура показателей включает классификационные и оценочные показатели.

Классификационные показатели характеризуют назначение и область применения данного вида продукции. Эти показатели позволяют отнести образцы продукции, имеющиеся на мировом рынке, к группе аналогов оцениваемой продукции.

К классификационным показателям относятся, например, показатели, служащие для установления параметрического ряда типоразмеров продукции (емкость ковша экскаватора, грузоподъемность автомобиля, мощность двигателя), показатели наличия дополнительных приспособлений, введенных в структуру устройства или дополнительных свойств продукции (часы с микрокалькулятором, будильником), показатели области применения продукции (лабораторный прибор, прибор для контроля технологических процессов (промышленный), прибор для контроля загрязнений окружающей среды), показатели исполнения продукции (тропическое, пылевлагозащищенное), показатели, характеризующие условия эксплуатации продукции (стационарный прибор, прибор переносного типа (малогабаритный), прибор для работы на средствах транспорта (автомобиль, самолет, морское судно, прибор для космических исследований) и др.

Ориентируясь на классификационные показатели, производится отбор аналогов, используемых для сравнения с оцениваемой продукцией.

Оценочные показатели характеризуют функциональные, ресурсосберегающие, природоохранные, эргономические и эстетические свойства продукции. Номенклатура показателей, по которой производится оценка технического уровня изделия, представляет собой перечень показателей, характеризующих свойства изделия, и определяется по ГОСТ В 15.201. Номенклатура единичных и комплексных показателей для оценки технического уровня конкретного изделия, а также иерархической структуры определяется заказчиком и согласовывается с главным (генеральным) конструктором на стадии ТЗ (техническое задание).

Пример иерархической структуры показателей технического уровня приведен на рис.2.4.

Единичный показатель технического уровня изделия характеризует одно из его свойств. Комплексный показатель технического уровня изделия характеризует несколько его свойств.

Кроме того, номенклатура показателей может подразделяться на основные показатели технического уровня и дополнительные показатели технического уровня.

Так, для продукции машиностроения эти показатели включают:

1. Основные показатели технического уровня

1.1. Показатели назначения (производительность. мощность, точность измерений, быстродействие и др);

1.2. Показатели надежности и долговечности (наработка на отказ, ресурс, срок службы);

1.3. Относительные показатели:

- энергоемкость или энергопотребление;

- материалоемкость.

1.4. Эксплуатационные показатели:

- трудоемкость обслуживания и ремонт или ремонтопригодность;

- срок сохраняемости основных показателей и др.

1.5. Показатели экологичности.

1.6. Показатели безопасности.

2. Дополнительные показатели технического уровня

2.1. Показатели уровня автоматизации;

2.2. Эргономические показатели;

2.3. Показатели уровня стандартизации и др.

Показатели технического уровня машин, приборов, аппаратов должны удовлетворять следующим требованиям: иметь четкий физический смысл, однозначное толкование и количественную оценку; совокупность показателей должна характеризовать технический уровень, который, в свою очередь, должен быть чувствителен к применению каждого показателя; число показателей должно быть ограничено для обеспечения их сбора и обработки достаточно простыми и нетрудоемкими способами.

Показатели назначения определяют измерительными и расчетными методами в соответствии с техническими условиями на конкретные изделия.

Технические показатели. Именно они определяют целесообразность изготовления изделий, отвечающих запросам потребителей. Технические показатели, как правило, существенно отличаются друг от друга для разных изделий.

Однако, они имеют много общего, что позволяет в принципе свести их в несколько основных групп.

Показатели надежности, долговечности, ремонтопригодности

Важная роль отводится показателям надежности, долговечности, ремонтопригодности техники (как межотраслевым, относящимся ко всем отраслям промышленности, так и отраслям, применительно к каждой отрасли). До настоящего времени имеющиеся в стране методические материалы недостаточно четко определяют внешние критерии и нормы надежности в технических заданиях на разработку промышленных изделий, а также в технических условиях, стандартах, технических регламентах. Имеет место несогласованность показателей надежности в разных отраслях промышленности и для различных типов изделий внутри отрасли.

Однако опыт развития основных положений теории надежности показывает, что некоторые показатели, разрабатываемые у нас в стране и за рубежом для одной отрасли техники, могут применяться в других отраслях, и что может быть разработана единая методика выбора основных показателей надежности для всех отраслей промышленности. Эта группа показателей устанавливается на основе действующих технических документов путем специальных испытаний и обработки данных эксплуатацией или с помощью математических методов теории надежности. За рубежом для анализа и оценки надежности используется ряд эффективных методов: FMECA(анализ характера, последствий и критичности отказов), анализ дерева отказов (FTA), Марковский подход или моделирование сети Петри и моделирование Монте-Карло

Надежность – это качественное понятие, трудно оцениваемое одним числовым показателем. Одним из наиболее распространенных показателей надежности является наработка на отказ (среднее значение наработки между отказами, выраженные в числах). Так, у телевизоров, эта величина непрерывно возрастает от 500-700 часов до нескольких тысяч.

По данным НИИ гражданской авиации 10000 часов полета для регулярных рейсов пассажирских воздушных судов – показатель аварийности составляет 0,005х10^-5. Это означает, что на 10 млн часов полета приходится 5 катастроф. Эта цифра ненамного превышает зарубежные показатели.

Безотказностью называется свойства аппаратуры сохранять работоспособность в течение определенного времени.

Отказом называется событие в полной или частичной потере работоспособности изделия.

Катастрофические отказы возникают мгновенно в результате концентрации перезагрузок и скачкообразного изменения значений одного или нескольких параметров.

Параметрические отказы возникают в результате постепенного равномерного ухода параметров за пределы установленных допусков.

Наиболее общим показателем надежности большинства конструкций может быть коэффициент работоспособности q_n( или коэффициент эксплуатационной надежности), определяющийся по формуле

Q_n=; ( 2.34 )

где Тр – суммарное время работы конструкции за определенный период (год), час;

Тn– суммарное время простоев конструкции, связанных с отысканием и устранением причин отказов и осуществлением необходимой профилактики планово-предупредительных ремонтов, наладки, регулировки и т.д. час;

Средняя наработка на отказ q_ср

q_cр = ; ( 2.35 )

где Fk– срок службы конструкции (или период проведения испытаний); час.

N– количество отказов, происшедших за этот срок.

Долговечность – свойство конструкции сохранить работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность – это приспособленность конструкции к восстановлению исправности к поддержанию заданной долговечности.

Одним из методов повышения надежности является резервирование.

Резервирование – метод повышения надежности путем введения запасных элементов, являющихся избыточными по отношению к функциональной структуре, необходимой для выполнения заданный функций.

Эргономические и эстетические показатели

В современных условиях важной задачей конструкторской подготовки производства становится обеспечение высоких эргономических и эстетических характеристик машин.

Эстетическая характеристика изделия является результатом художественно-конструкторской отработки изделия, направлений на создание его рациональных, лаконичных, а также на его надлежащее внешнее, в частности цветовое, оформление.

Эргономическая характеристика машины, прибора, аппарата, позволяет судить о рациональности ее конструкции с точки зрения требования психологии, физиологии и гигиены труда, обслуживающих ее работников.

Эргономические показатели представлены на рис. 2.5.

Эргономические показатели

Антропометрические

Гигиенические

Физиологические

Психологические

Психофизиологические

Рис. 2.5. Эргономические показатели

Важной чертой этой группы является возможность сведения их к количественным оценкам путем математизации или логического научного обоснования.

Эти показатели должны предусматривать учет композиции и цвета изделий, соразмерность зон расположения органов управления и контроля, оценку индикаторов и органов настройки и регулирования (шкал, рисок, знаков, рукояток и др.), оценку условий работы оператора.

Полет Ю. Гагарина и последующие полеты космонавтов стали возможны благодаря успехам многих областей знаний науки и техники, в частности эргономики.

Эргономика – научная дисциплин. Возникшая на стыке технических наук, психологии, физиологии, гигиены.

Термин «Эргономика» (работозакон) был принят в 1949 г., когда в Англии группу специалистов различных областей знания объединили для разработки новой научной дисциплины. Этот термин постепенно получил широкое распространение. Хотя наряду с ним употребляются и другие определения, например «человеческая инженерия», «инженерная психология», исследование систем «человек-машина», изучение человеческих факторов, или кратко «человеческие факторы».

Эргономические показатели продукции классифицируются:

а) гигиенические – показатели, используемые при определении соответствия изделия гигиеническими условиями жизнедеятельности и работоспособности человека при взаимодействии с изделием. Гигиенические показатели характеризуют соответствие изделия санитарно-гигиеническим нормам и рекомендациям. Эта группа показателей может оценивать конструктивные показатели и отдельные материальные изделия и среду замкнутого отсека (кабина), также являющегося элементом конструкции;

б) антропометрические – показатели соответствия изделия размерам и форме человеческого тела.

в) физиологические и психофизиологические - показатели, используемые при определении соответствия изделия физиологическим свойствам (требованиям) человека и особенностями функционирования его органов чувств (скоростные и силовые возможности человека, а также пороги слуха, зрения, тактильного ощущения и т.п.)

г) психологические показатели, используемые при определении соответствия изделия психологическим особенностям человека и находящие отражения в инженерно-психологических требованиях психологии труда и общей психологии, предъявляемых к промышленным изделиям и при которых открываются новые возможности для интеллектуального и физического развития. Анализируя данные, полученные при испытании и эксплуатации некоторых новейших образцов машин, конструкторы убеждались, что без научно обоснованных требований, предъявляемых к машине человеческим организмом, даже самые совершенные технические решения недостаточно эффективны. Объясняется это тем, что конструкции этих машин не соответствуют функциональным особенностям человека.

Показатели уровня стандартизации

Стандартизация – это деятельность по установлению норм, правил и характеристик в целях обеспечения повышения уровня безопасности жизни или здоровья граждан, имущества физических или юридических лиц, государственного или муниципального имущества, экологической безопасности жизни или здоровья животных и растений и содействия соблюдению требований технических регламентов; повышения уровня безопасности объектов с учетом риска возникновения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера; обеспечения научно-технического прогресса; повышения конкурентоспособности продукции, работ, услуг; рационального использования ресурсов; технической и информационной совместимости; сопоставимости результатов исследований (испытаний) и измерений, технических и экономико-статистических данных; взаимозаменяемости продукции; обороноспособности и мобилизационной готовности страны.

Под уровнем стандартизации изделий понимают насыщенность их стандартными составными частями.

Под уровнем унификации изделий понимают насыщенность их унифицированными составными частями.

Уровень стандартизации и унификации изделий или их составных частей определяют с помощью системы показателей.

Коэффициенты применяемости:

Коэффициент повторяемости, коэффициент межпроектной (взаимной) унификации, коэффициент унификации группы изделий.

Коэффициент применяемости (КПР) вычисляют по формуле

К^тпр =(2.36)

где n– общее количество типоразмеров изделия;

n₀– количество оригинальных типоразмеров.

Под типоразмером понимают предмет производства определенной конструкции, характеризующийся конкретными параметрами, размерами и исполнением.

К оригинальным относят составные части изделия, разработанные впервые для данного изделия.

Примечание. По согласованию заказчика с разработчиком коэффициент применяемости дополнительно может быть рассчитан по составным частям изделия в штуках (К^шпр) или в стоимостном выражении (К^стпр).

В качестве стоимости составных частей изделия, изготавливаемых на данном предприятии, используют заводскую себестоимость, для покупных составных частей – отпускную цену.

Коэффициент межпроектной (взаимной) унификации К_м.у.– отношение количества сокращенных за счет взаимной унификации типоразмеров составных частей данной группы изделий к максимальному сокращению количества типоразмеров составных частей этой группы изделий в процентах вычисляют по формуле:

К_м.у.=(2.37)

где Н – общее количество рассматриваемых изделий;

n_i– количество типоразмеров составных частей вi-м изделии;

Q– количество типоразмеров составных частей, из которых состоит группа из Н изделий;

n_max– максимальное количество типоразмеров составных частей одного из изделий, входящих в эту группу.

Коэффициент повторяемости составных частей изделия К_n– отношение общего количества составных частей изделия к общему количеству типоразмеров составных частей изделия (среднее количество составных частей, приходящееся на один типоразмер) вычисляют по формуле:

К_п=(2.38)

где N– общее количество составных частей изделия.

Коэффициент повторяемости составных частей в процентах Кп₁– отношение повторяющихся составных частей изделия к общему количеству составных частей изделия (насыщенность изделия повторяющимися составными частями) вычисляют по формуле:

Кп₁=(2.39)

Коэффициент унификации группы изделий К_г, усредненный (средневзвешенный) по стоимости выпуска изделий, входящих в группу, вычисляют по формуле:

К_г=, (2.40)

где m– количество изделий в группе;

i– порядковый номер изделия в группе;

Кпр_i– коэффициент применяемостиi-го изделия;

Пi– годовая программаi-го изделия;

Цi– оптовая ценаi-го изделия.

Для проведения расчетов показателей уровня стандартизации и унификации разработчик, по согласованию с заказчиком, выбирает один или несколько уровней расчета. Расчет может производиться на уровне деталей и сборочных единиц (сборочная единица – по ГОСТ 2.101 – 68).

Расчет обязательного показателя – коэффициента применяемости производится на уровне типоразмеров деталей.

При определении показателей уровня стандартизации и унификации из расчета детали, не входящие в составные части изделия на принятом уровне расчета.

К числу стандартных относятся узлы и детали, установленные государственными стандартами.

Унифицированными считаются детали и узлы, не вошедшие в стандарты, но имеющие многократное применение. Технологические и эксплуатационные параметры унифицированных деталей и узлов устанавливаются на основании анализа ряда аналогичных деталей и узлов, применяемых в различных изделиях или различных узлах одного изделия.

Показатели новизны изделия и анализа патентных решений

Показатели оценки новизны изделия, отнесенного к однородной группе, должны отражать количество и значимость («весомость») используемых зарубежных патентов, отечественных изобретений и заявок на них в данном изделии.

Патентно-правовые показатели изделий включают:

- показатель патентной защиты;

-показатель патентной чистоты.

Показатель патентной защиты характеризует количество и важность новых отечественных изобретений:

П_пз= П’пз + П’’пз ; (2.41)

где П’пз – надежность патентной защиты изделия Российской Федерации;

П’’пз – показатель патентной защиты изделия за рубежом.

Показатель патентной защиты (П’пз) патентами РФ

П’пз = (2.42)

Показатель патентной защиты (П’’пз) изделия, принадлежащие Российским предприятиям и организациям патентами за рубежом.

П’’пз= (2.43)

где К’i– коэффициент весомости составных частей, защищенных патентами Российской Федерации по группам значимости.

N’i;N’’i– количество составных частей, защищенных патентами в Российской Федерации по группам значимости.

N– общее количество составных частей в издании;

S– число групп значимости;

Ппу=(2.44)

где Пп2 – показатель патентной чистоты;

Кi– коэффициент весомости составных частей, подпадающих под действие патентов в данной стране, по группам значимости;

Ni– количество составных частей изделия, подпадающего под действие патентов в данной стране по группам значимости.

Эта группа показателей должна находить свое отражение в патентном формуляре.

Пример и методика расчета показателей патентов защиты и патентов чистоты для кузнечнопрессового оборудования приведены в приложении 2.

Ниже приводятся схемы, характеризующие реальность патентной службы на примере радиозавода

(рис. 2.6; 2.7; 2.8)

Показатели технологичности конструкции

Под технологичностью следует понимать придание любому изделию такой формы и выбор для него таких материалов, которые обеспечивают, при условии выполнения изделием заданных функций, наиболее простое, экономичное его изготовление.

Технологичная конструкция должна соответствовать оптимальным производственно-технологическим условиям

Патентная экспертиза

Патентный регламент

Отбор патентов

Выявление аналогов

Изучение аналогов

Установление стран патентования

Уточнение действия патентов

Патентный формуляр

Патентный паспорт

Лицензионный паспорт

Рис. 2.7. Схема обеспечения патентоспособности и патентной чистоты разработок

Заместитель директора завода

Главный инженер СКБ

Главный инженер завода

Заместитель начальника патентного бюро

Группа технологии производства

Группа аппаратуры связи

Группа патентоведения

Рис.2.8. Структура патентной службы радиозавода

изготовления при заданном масштабе выпуска.

При обеспечении технологичности должна соответствовать оптимальным производственно-технологическим условиям изготовления при заданном масштабе выпуска.

Среди основных конструктивных требований необходимо выделить следующие:

1. соответствие выбранных параметров конструкции условиям ее эксплуатации;

2. выбор рациональной системы конструкции, основанной на функционально-стоимостном анализе существующих схем;

3. взаимное расположение узлов и агрегатов, обеспечивающие наилучшие условия сборки машины, а также удобство монтажа и регулировок;

4. выбор простейших форм деталей;

5. унификация материалов, деталей, узлов, агрегатов;

Основными технологическими требованиями считают:

1. выбор технологических процессов, оптимальных для запланированных масштабов производства проектируемой машины;

2. выбор рациональных методов контроля;

3. назначение минимально допустимых припусков на обработку и др.

Среди эксплуатационных требований важнейшими являются:

1. обеспечение необходимой надежности и долговечности машин;

2. простота обслуживания и ремонта (ремонтопригодной)

3. стабильность эксплуатационных качеств

Технологичность конструкции как технико-экономическая категория включает 2 понятия:

Производственная технологичность конструкции изделия, которая определяется применительно к его изготовлению. Она отражает совокупность свойств конструкции, которые проявляются в возможности минимизации затрат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке изделий и их изготовления.

Эксплуатационная технологичность конструкции изделия, которая определяется применительно к выполнению технологического обслуживания и ремонта в процессе их эксплуатации.

Она отражает совокупность свойств конструкции, которые проявляются в возможности минимизации затрат труда, средств, материалов и времени при техническом обслуживании и ремонте этих изделий.

Классификация видов технологичности конструкции изделия представлена на рис.2.9.

Систематизация показателей технологичности конструкции изделий приведена на рис. 2.10.

Таблица 2.3

Номенклатура показателей технологичности конструкции изделий

Основные обозначения принятых понятий

Т – трудоемкость;

t– удельная трудоемкость;

т₀– относительная трудоемкость;

С – себестоимость;

с – удельная себестоимость;

с₀– относительная себестоимость;

Е – число сборочных единиц, входящих в состав изделия;

Д – число деталей, входящих в состав изделия;

К – коэффициент;

М – масса.

Классификация показателей		Наименование показателей	Обозначение
Основные		Трудоемкость изготовления изделия Уровень технологичности конструкции по трудоемкости изготовления Технологическая себестоимость изделия Уровень технологичности конструкции по себестоимости (технологической)	Ти Кут Ст Ку.с.
Дополнительные технико-экономические показатели: А) трудоемкости		Относительная трудоемкость заготовительных работ Относительная трудоемкость процесса изготовления по видам работ	То.з.р. То
Продолжение табл. 2.3
Б) себестоимости	Относительная трудоемкость подготовки изделия к функционированию Относительная трудоемкость профилактического обслуживания функционирующего изделия Относительная трудоемкость ремонтов изделия Удельная трудоемкость изготовления изделия Удельная трудоемкость подготовки изделия к функционированию Удельная трудоемкость профилактического обслуживания функционирующего изделия Удельная трудоемкость ремонтов Коэффициент эффективности взаимозаменяемости Относительная себестоимость подготовки изделия к функционированию Относительная себестоимость профилактического обслуживания функционирующего изделия		То.п.ф. То.об. То.р. Ти Тп.ф. Тоб Тр Квз Со.п.ф. Со.об.
Продолжение табл. 2.3
	Относительная себестоимость ремонтов изделия Удельная технологическая себестоимость изделия Удельная себестоимость подготовки изделия к функционированию Удельная себестоимость профилактического обслуживания функционирующего изделия Удельная технологическая себестоимость изготовления изделия Удельная стоимость ремонтов		Со.р. Ст Сп.ф. Соб Ст.и Ср
Дополнительные технические показатели: А) унификации конструкции Б) унификации применяемых технологических процессов В) расход материала	Коэффициент унификации изделия Коэффициент унификации конструктивных элементов Коэффициент стандартизации изделия Коэффициент повторяемости Коэффициент применения типовых технологических процессов Масса изделия Удельная материалоемкость изделия Коэффициент использования материала Коэффициент применяемости материала		Ку Ку.э. Кст Кпов Кт.п М .Ку.м. Ки.м Кп.м. .
Продолжение табл. 2.3
Г) обработки Д) состав конструкции	Коэффициент точности обработки Коэффициент шероховатости поверхности Коэффициент сборности Коэффициент перспективного использования в других изделиях		Ктч Кш Ксб Кп.и.

Совокупность показателей всех перечисленных видов можно условно разделить на две категории:

показатели, отражающие степень пригодности изделия к использованию его по прямому назначению, т.е. техническую (потребительскую) сторону существенных свойств изделия;

показатели, характеризующие экономическую сторону существенных свойств изделия, т.е. показывающие непосредственно или косвенно уровень материальных, трудовых и финансовых затрат на достижение и реализацию показателей первой категории во всех возможных сферах проявления качества изделия.

К показателям второй категории относят прежде всего показатели технологичности конструкций изделий, в том числе показатели унификации и стандартизации.

В соответствии с характером и возможными областями проявления свойств, составляющих технологичность конструкции изделия, следует различать виды и разновидности технологичности.

Таким образом, технологичность изделия следует рассматривать как определенную совокупность его свойств, проявляемых во всех сферах создания, производства и эксплуатации и характеризующих экономическую целесообразность конструкции изделия.

Оценка этих свойств необходима для выявления возможности оптимизации затрат труда, средств материалов и времени при технической (конструкторской и технологической) подготовке производства, изготовлении и эксплуатации по сравнению с соответствующими показателями однотипных конструкторских изделий того же назначения при обеспечении установленных значений других показателей качества и принятых условиях разработки, изготовления, технического обслуживания и ремонта.

Определение технологичности конструкции изделия, соответствующее приведенным соображениям, установлено впервые государственным стандартом в 1973 году.

Наряду с основными признаками классификации видов технологичности могут применяться также дополнительные признаки, в соответствии с которыми могут быть определены другие виды (разновидности и т д.) технологичности или составляющие ее свойства. Важную роль, например, играет выделение свойств, подвергаемых качественной оценке (взаимозаменяемость, регулируемость, контролепригодность и инструментальная доступность конструкции и т.п.)

Анализ показателей технического уровня аппаратов низкого напряжения (АНН) приведен ниже.

Аппараты низкого напряжения (АНН) насчитывают 14 наиболее распространенных видов изделий, каждое из которых имеет свою классификацию в зависимости от типа исполнения и назначения: выключатели автоматические; выключатели путевые; выключатели и переключатели врубные; выключатели и переключатели кнопочные; выключатели и переключатели; контроллеры пакетно-кулачковые и пакетные; зажимы; контакторы, микровыключатели; посты управления кнопочные; предохранители; расцепители тока максимальные, реостаты; устройства комплектные распределения электрической энергии; электромагниты. В соответствии с этим все изделия АНН расклассифицированы в группы, имеющие соответствующую номенклатуру показателей технического уровня и качества.

Показатели назначения, надежности и долговечности, технологичности, стандартизации и унификации, эргономические и эстетические дают возможность осуществлять оценку технического уровня аттестации аппаратов, которая ведется на основании четырех равноценных обобщающих показателей: технического уровня, патентно-правового, экономического и достигнутого уровня качества изготовления. Спрос на АНН высокого качества непрерывно растет.

Экономические показатели определяются в соответствии с методиками определения эффективности. Патентно-правовые показатели рассчитываются по данным патентного формуляра и ГОСТов.

Исходной информацией для определения всех указанных обобщенных показателей являются единичные показатели и относительные значения единичных показателей.

Технический уровень и качество АНН невозможно оценить одним каким-то показателем, оценка ведется комплексным методом на основе выбранных единичных показателей качества.

Поэтому одним из основных этапов является правильный и обоснованный выбор единичных показателей, используемых при оценке технического уровня АНН на ранних стадиях проектирования.

Для исследования единичных показателей и их влияния проводится анализ и могут быть использованы экономико-математические методы, такие как корреляционный и факторный анализ, методы планирования эксперимента и распознавания образов.

Анализ особенностей этих методов показал, что для решения поставленной задач и выбора оптимального количества единичных показателей из большой совокупности наиболее приемлем один из методов распознавания образов, связанный с выделением существенных признаков при построении регрессионных моделей, среди которых интерес представляет метод «последовательных приближений».

Этот метод позволяет из всей совокупности единичных показателей, характеризующих технический уровень АНН, выделить наиболее существенные. При этом не наблюдается явления мультиколлинеарности, которое часто возникает при использовании других методов регрессионного и корреляционного анализа.

В комплексный показатель технического уровня входят выделенные единичные показатели качества с учетом коэффициентов весомости, которые устанавливаются уже не экспертным путем, а методом последовательных приближений и построением модели зависимости комплексного показателя технического уровня от единичных показателей качества. Из предварительного анализа особенностей АНН следует, что при оценке их технического уровня и качества необходимо использовать все группы единичных показателей. Однако при оценке технического уровня и качества АНН на ранних стадиях проектирования из-за отсутствия необходимой информации некоторые группы указанных показателей не учитываются (эстетические, экологические, безопасности и транспортабельность).

Все единичные показатели, характеризующие технический уровень АНН, разделяют на две группы: показатели, общие для всех видов аппаратов, и показатели, характеризующие конкретный вид аппарата. Технический уровень, в свою очередь, определяется производственно-техническими показателями, к которым относятся показатели технологичности, стандартизации и унификации, и эксплуатационными, характеризующими назначение АНН и их надежность. Для всех видов аппаратов в производственно-технологическую группу входят одинаковые показатели. Состав эксплуатационных показателей меняется в зависимости от ряда и вида АНН.

Предлагаемая классификация единичных показателей качества, положенная в основу оценки технического уровня АНН на ранних стадиях проектирования, представлена в табл. 2.4.

Таблица 2.4

Классификация показателей технического уровня АНН

Эксплуатационные показатели для конкретного вида АНН								Производственно-технологи­ческие показатели / общие виды для всех видов АНН
Назначения					Надежности и долговечнос-ти			Технологичнос- ти		Стандартизации и унифика- ции
Номинальный ток	Предельная отключающая способность	Допустимая частота включений	- - - - - - - - - - - - - -	Время срабатывания	Коммуникационная износостойкость	Срок службы	Механическая износостойкость	Удельная материалоемкость	Удельная трудоемкость	Коэффициент применяемости

Изучение конструктивных, технологических и эксплутационных особенностей различных видов АНН позволило предварительно сократить количество единичных показателей качества, используемых при оценке технического уровня проектируемых изделий.

Анализ единичных показателей качества, характеризующих технический уровень АНН, проводится, начиная с группы эксплуатационных показателей. Это объяснялось тем, что именно показатели назначения и надежности, в конечном итоге, характеризуют качество работы аппаратов, а значит и всех устройств, в состав которых они входят. Показатели назначения характеризуют технические эксплуатационные особенности каждого вида аппаратов и типов его исполнения. В эту группу входит несколько показателей, которые являются общими для многих видов аппаратов. Например, универсальность конструкции, возможность присоединять алюминиевые провода, наличие дополнительных сборочных единиц и модуля по ширине, способ обслуживания аппарата. Все эти показатели не имеют физических единиц измерения и в настоящее время при оценке технического уровня АНН оцениваются в баллах.

Развитие унификации и технический прогресс привели к тому, что не только в перспективе, но и в настоящее время выпускаются и разрабатываются унифицированные серии аппаратов, построенные на модульном исполнении. За основу берется один из основных типов исполнения, имеющий у потребителя наибольший спрос и составляющий 70 – 80 % общего промышленного выпуска. К такому аппарату с помощью штекеров и могут быть присоединены дополнительные устройства, которые расширяют эксплуатационные возможности и позволяют использовать его в различных условиях.

Кроме того, все разрабатываемые в настоящие время конструкции рассчитаны на возможность использования алюминиевых проводов. При разработке новых серий аппаратов используются параметрические ряды. Примером служат автоматические выключатели, рассчитанные на токи 10, 25, 60, 100, 160, 250, 400, 600, 800, 1000, 1600 Ампер. Таким образом, перечисленные выше показатели назначения характеризуют общие для основных видов АНН конструктивные особенности, не связанные с улучшением их эксплуатационных характеристик.

Особо важное значение при оценке технического уровня АНН имеют специфические показатели. АНН – неремонтируемые изделия. Надежность их проявляется в износостойкости и долговечности и оценивается с помощью показателей механической и коммуникационной износостойкости и срока службы. Анализ статистических данных об эксплуатации АНН показывает, что это высоконадежные изделия, основное их количество не успевает за весь срок службы выработать заложенный в них ресурс. Так, например, из всего количества автоматических выключателей, рассчитанных на номинальные токи до 100 А, работают в режиме непрерывного выключении только 48-76 %, на номинальные токи 160 - 630А - 72-89 % аппаратов. Эти данные показывают, что в современных условиях АНН обеспечивают необходимую надежность выпускаемой продукции со значительным запасом. Однако эти показатели необходимо включить в оценку ТУ и качества аппаратов, чтобы не допускать снижения надежности и срока службы ниже требуемого уровня.

Выбор показателей надежности производится с учетом важнейших направлений развития АНН. Повышение эффективности производства АНН идет по пути снижения материалоемкости и трудовых ресурсов, что можно оценить показателями удельной материалоемкости и удельной трудоемкости, которые выражаются в натуральных единицах по отношению к основному параметру.

Выбор показателей назначения и надежности осуществляется отдельно для каждого из основных видов АНН, выпускаемых заводами. Выбор показателей назначения для автоматических выключателей производится с учетом того, что этот вид аппаратов относится к группе защитных коммутирующих устройств. Основное их назначение – осуществлять своевременную защиту сетей и устройств от токов короткого замыкания и перегрузок.

Основным параметром для АНН является номинальный ток, так как при построении серий аппаратов используются параметрические ряды по току.

При сравнении проектируемых АНН с зарубежными изделиями отсутствует информация о производственно-технологических показателях зарубежных изделий, поэтому на стадии проектирования в оценку технического уровня введены

из показателей технологичности удельная материалоемкость и удельная трудоемкость, а при сравнении с зарубежными

Таблица 2.5

Показатели технологичности АНН

Показатель	Коэффициент весомости
1. Удельная материалоемкость изделия 2. Удельная материалоемкость черных металлов 3. Удельная материалоемкость электротехнической стали 4. Удельная материалоемкость цветных металлов 5. Коэффициент использования черных металлов 6. Коэффициент использования электротехнической стали 7. Коэффициент использования цветных металлов 8. Удельная трудоемкость 9. Удельная технологическая себестоимость	0,14 0,07 0,11 0,12 0,07 0,11 0,12 0,14 0,14

изделиями ограничиваются только удельной материалоемкостью.

Так как номенклатура производственно-технологических показателей для всех видов АНН одинакова, то включение в квалификационную оценку технического уровня проектируемых АНН показателей стандартизации и унификации позволяет обеспечить единое качество для однотипных изделий, изготавливаемых на разных предприятиях. При определении нормативов показателей, характеризующих уровень качества, может оказать большую помощь разработка стандарта на однотипные детали и узлы, что будет способствовать быстрому повышению технического уровня производства на отстающих предприятиях.

В настоящее время при оценке уровня стандартизации и унификации АНН используется только коэффициент повторяемости, а коэффициент применяемости учитывается при выборе аналога для сравнения, что не всегда правомерно. Степень унификации АНН целесообразнее оценивать с помощью коэффициента применяемости.

Поскольку АНН является комплектующим изделием, показатели эстетичности и эргономичности можно не включать в оценку качества аппаратов в отдельности, так как эти показатели приводятся для всего изделия в целом. С учетом всех перечисленных требований предварительно выбираются единичные показатели качества основных видов техники, характеризующих их технический уровень.

Специфику и потребительское назначение АНН определяют активные узлы, которые наряду с механической несут электрическую и магнитную нагрузки, имеют в себестоимости изделия основной удельный вес и характеризуют потребительские свойства продукции. Выбор технических параметров, определяющих качество аппарата, осуществляется согласно ГОСТ, ОСТ или СТП предприятия.

Для расчета технического уровня продукции конкретного назначения номенклатура показателей устанавливается в отраслевых методиках в зависимости от специфических особенностей изделия, условий его изготовления и использования, состава и структуры характеризуемых свойств.

Контрольные вопросы к главе 2

1. Какие методы оценки технического уровня относятся к основным?

2. Какие методы оценки (ТУ) относятся к дополнительным?

3. Сущность дифференциального метода оценки ТУ?

4. Сущность экспертного метода оценки ТУ?

5. Как рассчитываются относительные показатели сопоставимости?

6. Методика расчета комплексных показателей технического уровня?

7. Как рассчитывается коэффициент весомости?

8. Что такое базовый образец и «оцениваемый объект»?

9. Как осуществляется информационное обеспечение технического уровня продукции?

10. Принципы выбора базового образца?