Функціональні

Технологічні

Антропологічні

Економічні

Мал. 1. – Класифікація критеріїв розвитку технічних систем

Опис кожного критерія технічної системи містить такі дані;

1. сутність критерію, час і причини його виникнення;

1. формулу чи спосіб вимірювання критерію;

2. діапазон і характер зміни значень критерію в часі;

4) оцінку ступеню загальності критерію за певною шкалою (належність до пев-ного класу, чи групи класів технічної системи);

5) оцінку перспективності критерію (актуальність зростає чи знижується);

6) основні способи і засоби покращення критерію.

3.5. Функціональні і технологічні критерії розвитку технічних сис-тем

Для кожної технічної системи функціональні критерії розвитку є кількісними ха-рактеристиками основних показників реалізації функції технічної системи. Найбільш важливими серед них є критерії продуктивності, точності і надійності.

Критерій продуктивності представляє собою інтегральний показник рівня роз-витку техніки, який безпосередньо залежить від ряду параметрів, що певним чином впливають на продуктивність праці. Ці параметри є частковими функціональними кри-теріями і можуть бути виміряними або обчисленими за певною залежністю. Це, зокрема:

1) швидкість обробки об’єкту (число обертів чи операцій за одиницю часу, швид-кість руху робочих органів машини, протікання хімічної реакції і т.п.);

2) фізичні і хімічні параметри (температура, тиск, напруга та інші), що певним чином впливають на інтенсивність обробки технічного об’єкту чи предмету обробки:

3) ступінь механізації праці, який визначено як співвідношення механічної робо-ти, яку виконує власне технічна система, до всієї механічної роботи, яку виконуваної сумарно технічна система сумістно з людиною при виготовленні продукції;

4) ступінь автоматизації, який дорівнює відношенню кількості керованих опе-рацій, які виконуванує власне технічна система, до загальної кількості операцій, які виконуєх сумарно технічна система сумісно з людиною;

5) неперервність процесу обробки, яка детермінується як співвідношення числа операцій, виконуваних з використанням неперервних процесів, до загального числа опе-рацій з використанням неперервних і перервних процесів дії на предмет обробки. При цьому під неперервними процесами розуміють обертовий, чи поступальний рух, або без-зупинкову обробку, а під перервними – зворотньопоступовий рух, операції з зупинками і т.п.

Критерії точності також включають окремі часткові критерії, зокрема:

- точності вимірювання;

- точності обробки матеріалу чи сировини;

- точності позиціювання;

- точності обробки потоку енергії;

- точності обробки потоку інформації.

На даний час розроблено і розвинуто багато способів, методів і прийомів вимірю-вання, оцінки і дослідження точності, які описані в літературі. Так, в окрему область науки оформилось вивчення проблеми точності металорізальних верстатів. При цьому пе-редбачається формування вимог до точності, її моделювання на основі сучасних методів, інженерний розрахунок, випробування на точність і експериментальні дос-лідження балансу точності обробки, напрацювання рекомендацій щодо підвищення точності.

Надзвичайно важливим є критерій надійності.

Надійність визначається, як властивість технічних систем зберігати свою працез-датність із заданою ймовірністю на протязі певного проміжку часу. Критерій надійності є узагальненим, інтегральним і включає в себе часткові критерії:

1) безвідмовність, яка визначається ймовірністю Р(і) того, що в заданому інтервалі часу t = Т (в межах заданого напрацювання) не виникне відмова технічних систем;

2) довговічність, яка може характеризуватись рядом показників, наприклад, коефі-цієнтом технічного використання: К_ТВ = Т_О / (Т_О + Т_ПР),

де Т_О - час роботи технічних систем за деякий період експлуатації, Т_ПР - сумарний час простоїв об’єкту через його ремонт і технічне обслуговування;

3) ремонтопридатність, яка визначає можливості технічних систем до поперед-ження, виявлення та усунення відмов і пошкоджень шляхом проведення ремонтного і технічного обслуговування; ремонтопридатність, зокрема визначає час Т_ПР.

Зазначені функціональні критерії продуктивності, точності і надійності надзвичайно сильно взаємодіють один на одного, їх актуальність і вага завжди були вищими порівня-но з іншими групами критеріїв.

Технологічні критерії головним чином забезпечують всесторонню економію праці при виготовленні технічних систем і підготовці її до експлуатації. Виділяють техноло-гічні критерії трудомісткості виготовлення; технологічних можливостей; використання

матеріалів; розчленування технічних систем на елементи.

Критерій трудомісткості виготовлення технічних систем дорівнює відношенню сумарної трудомісткості П_С проектування, виготовлення і підготовки до експлуатації ви-робу до головного показника Q ефективності технічних систем:

К_Т = П_С / Q.

Таким чином, цей критерій представляють як питому трудомісткість виготовлення на одиницю отримуваної ефективності.

Будь-яка технічних систем може складатись не більше як з п'яти типів елементів: А_С - стандартних чи отримуваних в готовому вигляді; А_У - уніфікованих, які запозичені із існуючих технічних систем; А_О1 - оригінальних, виготовлення яких не виключає труднощів; А_О2 - оригінальних, виготовлення яких викликає значні труднощі, проте їх можна подолати; А_О3 - оригінальних, виготовлення яких викликає принципові труднощі, які поки що неможливо подолати.

Критерій технологічних можливостей, який відображає, простоту і принципову можливість виготовлення технічних систем, визначається за формулою:

,

де є = 1 при А_О3 = 0; є = 0 при А₀₃ > 0; k_у, k_O1, k_O2 - вагові коефіцієнти (k_у > k_О1 > k_О2); А_С, А_У, А_О1, А_О2, А_О3 - кількість найменувань відповідних елементів. Частковими випадками цього узагальненого критерію є: критерій стандартизації (k_у = k_О1 = k_О2 = О); критерій уніфікації (k_у = 1; k_О1 = k_О2 = О). Розглядуваний критерій стимулює виключення абсо-лютно нетехнологічних елементів А_О3 і мінімізацію елементів А_О2, А_О1, Ау у відповід-ності з їх ваговими коефіцієнтами.

Критерій технологічних можливостей відображає фактор спадковості в техніці аналогічно закону Дарвіна в живій природі. При переході від одного покоління техніч-них систем до інших, критерій К_ТМ сприяє в найбільшій мірі зберіганню і використанню перевірених практикою функціональних елементів і технологій.

Через те, що доля відходів, які отримуються при виготовлені технічних систем, в значній мірі залежить від технологічних процесів технологічного обладнання_: існує і діє технологічний критерій використання матеріалів. Він визначений як співвідношення маси G виробу до маси Μ використаних матеріалів: K_ВМ = G / M (при цьому закуплені комплектуючі елементи не враховуються).

Величину К_ВМ можна також інтерпретувати як коефіцієнт корисного використан-ня матеріалів, бо за змістом, характером і діапазоном зміни він близький до енергетич-ного коефіцієнту корисної дії (к.к.д). Критерій К_ВМ почав проявлятись ще в епоху кам’я-ного віку, коли вперше формувались технології економного використання матеріалів.

При розробці технічних систем може здатись, що раціональніше виготовити її з меншої кількості елементів. Наприклад, деякі прості вузли можна замінити однією не-роз’ємною деталлю і т.п. Проте ілюзорне спрощення конструкції, поряд з позитивними моментами, часто приносить значні втрати. Більші розчленування часто скорочують час і трудомісткість виготовлення технічних систем в цілому, полегшують і розширюють уніфікацію і стандартизацію з відповідними перевагами і т.п. Завжди існує оптимальне розчленування технічних систем на вузли і деталі, яке значно спрощує технологію роз-робки, виготовлення, ремонту і модернізації виробів.

Критерій розчленування технічних систем на елементи забезпечує у кожному новому поколінні виробів наближення до оптимального розподілу на елементи. Цей кри-терій стосується будь-якої технічної системи, яка складається більш, ніж з одного еле-

менту.