5. Теоретические основы Стандартизационной экспертизы

© Б.В. Цитович

Основные принципы стандартизации объектов. Принципы значимости объекта, предпочтительности, оптимизации стандартизуемых параметров, принципы системности и комплексности. Требования к объектам, проверяемые в ходе стандартизационной экспертизы. Методы выбора (назначения) стандартных норм.

В модуле, описывающем общие принципыподготовки и проведения метрологической и стандартизационной экспертизы, заложен принцип использования научных основ метрологии и стандартизации. При проведении нормоконтроля очевидно необходимо опираться на научные основы стандартизации, главными из которых являются принципы стандартизации объектов. Рассмотрим эти принципы и возможности их применения при осуществлении нормоконтроля.

5.1. Основные принципы стандартизацииобъектов

Теоретические основы стандартизации конкретных объектов включают ряд основополагающих принципов, к которым можно отнести:

• принцип значимости объекта стандартизации,

• принцип предпочтительности,

• принцип оптимизации стандартизуемых параметров,

• принцип системности,

• принцип комплексности.

Сферы действия названных принципов могут частично перекрываться, но главным условием успешной работы стандартизаторов является комплексное применение принципов на основе системного подхода. Соблюдение этого условия позволит использовать стандартизацию как реальное средство упорядочения научно-технической деятельности, приносящее значительный экономический эффект.

Принцип значимости объекта стандартизации

Поскольку на разработку документов затрачивается время, квалифицированный труд стандартизаторов, материальные ресурсы на проведение исследований, то в соответствии с принципом значимости (рисунок 5.1) для стандартизации выбирают только объекты, соответствующие определенному набору требований. Первый критерий – существенность объекта – позволяет отказаться от разработки стандартов на второстепенные и малозначительные объекты, и благодаря этому установить приоритеты в планах разработки стандартов.

Вторым критерием является повторяемость объекта, которая должна быть достаточно большой, чтобы имело смысл разрабатывать стандарт. Поскольку применение стандарта должно приносить экономический эффект за счет однажды оплаченного апробированного решения типовой задачи, необходимо, чтобы такие задачи встречались достаточно часто. Если объект уникален, то стандарт на него не нужен, повторного использования решений не будет. А себестоимость стандарта на уникальный объект может оказаться соизмеримой с затратами на создание этого объекта, поскольку определение оптимальных параметров требует дорогостоящих исследований.

Еще один важный критерий – прогрессивность объекта стандартизации. Для стандартизации следует выбирать те объекты, которые имеют достаточные перспективы применения. Сам стандарт может служить как прогрессу, так и его торможению, поэтому документ по стандартизации должен регламентировать только принципиально значимые свойства объекта, не препятствуя его возможному дальнейшему развитию и совершенствованию. Если стандарт будет жестко фиксировать достигнутое положение, не предусматривая возможности совершенствования объекта стандартизации, то может наступить санкционированный стандартизаторами застой.

Принцип предпочтительности

Принцип предпочтительности – один из основных принципов, используемых в стандартизации. Различают качественный и количественный аспекты применения этого принципа. Качественный аспект состоит в образовании предпочтительных рядов объектов стандартизации. Предпочтительность устанавливают для сложных объектов (изделий, деталей, процессов, типовых решений, обозначений), а также для их элементов (отдельных требований, параметров, норм точности и т.д.). Количественный аспект связан с построением числовых параметрических рядов.

Уровней предпочтительности может быть как минимум два. В соответствии с уровнями следует выбирать по возможности более предпочтительные объекты. Как правило, наиболее предпочтительный ряд включает наименьшее количество объектов или параметров объектов стандартизации. Следующие, менее предпочтительные ряды обычно отличаются расширенной номенклатурой и могут включать объекты предыдущих рядов. Схемы, иллюстрирующие принцип предпочтительности, представлены на рисунке 5.2.

Соблюдение принципа предпочтительности позволяет добиться разумного сокращения применяемой номенклатуры стандартных объектов (элементов). Поскольку в первую очередь выбирают из наиболее предпочтительного ряда (1) и переходят к менее предпочтительным (2, 3 и др.) только если поставленная задача не имеет удовлетворительного решения на более высоком уровне, то при наличии необходимого разнообразия стандартных объектов (элементов) существенно сокращается число наиболее часто используемых решений. При этом число возможных решений обычно достаточно велико. Таким образом принцип предпочтительности служит обеспечению необходимого разнообразия.

Принцип предпочтительности всегда предлагает некоторый компромисс между достаточно широкой номенклатурой средств для решения любых, в том числе оригинальных и сравнительно редко встречающихся задач, и их значительно сокращенным набором для использования в типовых, наиболее часто встречающихся ситуациях.

Примером использования принципа предпочтительности в стандартных системах допусков и посадок могут служить ряды предпочтительности полей допусков гладких цилиндрических поверхностей (предпочтительные поля допусков, затем поля допусков основного отбора, поля допусков системы и, наконец, внесистемные поля допусков, которые можно применять только в технически и экономически обоснованных случаях)

Количественная сторона принципа предпочтительности реализуется через использование рядов предпочтительных чисел. Стандартом установлены пять рядов R, называемых иногда рядами Ренара, которые построены на основе геометрической прогрессии со знаменателем в виде корня определенной степени из десяти (таблица 5.1). Значение членов рядов рассчитывается с использованием этих знаменателей. Ряды R5…R40 называются основными, ряд R80 – дополнительным. Значения знаменателей рядов предпочтительных чисел и самих чисел округлены по сравнению с теоретическими значениями геометрических прогрессий. Свойства рядов предпочтительных чисел в целом соответствуют свойствам геометрической прогрессии.

Таблица 5.1 – Знаменатели рядов предпочтительных чисел

Обозначение ряда	Знаменатель	Округленное значение
R5	5 __ 10  1,5949	1,6
R10	10 __ 10  1,2589	1,25
R20	20 __ 10  1,1220	1,12
R40	40 __ 10  1,0593	1,06
R80	80 __ 10  1,0292	1,03

Стандарт ГОСТ 8032–84 устанавливает порядок применения рядов предпочтительных чисел, включая образование производных рядов. Они могут образовываться отбором каждого n-ного члена основного ряда; можно также составлять ряды с неодинаковыми знаменателями в различных диапазонах. Таким образом регулируют номинальные значения членов рядов и их «густоту».

Наиболее предпочтительным является ряд R5, за ним следует ряд R10, и т.д. Дополнительный ряд R80 можно применять только в технически и экономически обоснованных случаях.

В стандарте приведены значения членов рядов от 1 до 10. Значения в других диапазонах рядов определяют умножением приведенных членов на 10 в соответствующей положительной или отрицательной степени. Благодаря этому ряды предпочтительных чисел практически бесконечны в обе стороны. Количество членов каждого ряда в любом десятичном интервале соответствует числу в обозначении ряда (ряд R5 – пять членов, ряд R10 – 10 членов и т.д.).

В электротехнике применяют также предпочтительные числа, построенные по рядам E – геометрические прогрессии со знаменателями в виде корней третьей, шестой, двенадцатой, двадцать четвертой, сорок восьмой, девяносто шестой и сто девяносто второй степеней из десяти. Примерные значения знаменателей первых четырех рядов E предпочтительных чисел: Е3 – 2,2; Е6 – 1,5; Е12 – 1,2 и Е24 – 1,1.

Использование рядов предпочтительных чисел обеспечивает упорядочение и определенный экономический эффект при выборе числовых значений любых параметров, на которые нет конкретного документа по стандартизации. При стандартизации новых параметрических рядов и пересмотре действующих документов также необходимо использование предпочтительных чисел и их рядов. Стандартизуемые и нормируемые параметры могут иметь разный характер, но при выборе их номинальных значений из рядов предпочтительных чисел значительно легче согласуются между собой изделия, предназначенные для работы в одной технологической цепочке, или являющиеся объектами технологического процесса. Например, использование транспортных и грузоподъемных средств будет достаточно рациональным, если грузоподъемность технологических средств и массы грузов будут построены по ряду R5. В частности, рациональная грузоподъемность железнодорожных вагонов в тоннах будет 25, 40, 63 и 100, вместимость (грузоподъемность) контейнеров в килограммах – 250, 400, 630, 1000, масса ящиков в килограммах – 25, 40, 63, 100, масса коробок или банок в граммах – 250, 400, 630 и 1000.

В стандартах при необходимости используют не только геометрическую, но и арифметическую прогрессию. С ее использованием построены ряды размеров обуви и одежды. Применяют также и ступенчатые арифметические ряды с отличающимися разностями на разных диапазонах (номинальные диаметры резьб, посадочных отверстий внутренних колец подшипников качения и другие).