Показатели уровня унификации и стандартизации

Унификация (от лат. unio — единство и facere — делать, т. е. приведение чего-либо к единообразию, к единой форме или системе) — это приведение объектов одинакового функционального назначения к единообразию (например, к оптимальной конструкции) по установленному признаку и рациональное сокращение числа этих объектов на основе данных об их эффективной применяемости.

Таким образом, при унификации устанавливают минимально необходимое, но достаточное число типов, видов, типоразмеров, изделий, сборочных единиц и деталей, обладающих высокими показателями качества и полной взаимозаменяемостью.

В основе унификации рядов деталей, узлов, агрегатов, машин и приборов лежит их конструктивное подобие, которое определяется общностью рабочего процесса, условий работы изделий, т. е. общностью эксплуатационных требований. К ним, например, относятся характер нагрузки и режим ее изменения, температурные условия, силовая и тепловая напряженность и др.

Унификация наиболее распространенная и эффективная форма стандартизации. Унификацию можно осуществлять до стандартизации, если ее результаты не оформляются стандартом. Но стандартизация изделий, их составных частей и деталей обязательно предполагает их унификацию. Если разрабатывается стандарт, который будут применять в нескольких отраслях промышленности, допускается большее число типоразмеров. Дальнейшее их сокращение может быть достигнуто путем составления отраслевых или внутризаводских ограничительных перечней типоразмеров изделий, их составных частей и деталей. Унификации подлежат также марки материалов, их свойства и размеры, процессы, инструмент, технологическая оснастка, методы испытания, документация, терминология, обозначения и т. д.

Основой унификации является систематизация и классификация. Систематизация предметов, явлений или понятий преследует цель расположить их в определенном порядке и последовательности, образующей четкую систему, удобную для пользования. При систематизации необходимо учитывать взаимосвязь объектов. Наиболее простой формой систематизации является алфавитная система расположения объектов. Такую систему используют, например, в энциклопедических и политехнических справочниках, в библиографиях и т. п. Применяют также порядковую нумерацию систематизируемых объектов или расположение их в хронологической последовательности. Для систематизации параметров и размеров машин, их частей и деталей рекомендуются ряды предпочтительных чисел.

В народном хозяйстве широкое распространение получила разновидность систематизации — классификация. Она преследует цель расположить предметы, явления или понятия по классам, подклассам и разрядам в зависимости от их общих признаков. Чаще всего классификацию проводят по десятичной системе. На ее основе создан общесоюзный классификатор продукции. Универсальная десятичная классификация (УДК) принята в качестве международной системы рубрикации индексами технической и гуманитарной литературы. Например: УДК 62 — техника; УДК 621 — общее машиностроение и электроника; УДК 621.3 — электроника и т. п.

Симплификация — форма стандартизации, цель которой — уменьшить число типов или других разновидностей изделий до числа, достаточного для удовлетворения существующих в данное время потребностей. Такое определение дано СТАКО. При симплификации обычно исключают разновидности изделий, их составных частей и деталей, которые не являются необходимыми. В объекты симплификации не вносят какие-либо технические усовершенствования.

Типизация конструкций изделий — разработка и установление типовых конструкций, содержащих конструктивные параметры, общие для изделий, сборочных единиц и деталей. При типизации не только анализируют уже существующие типы и типоразмеры изделий, их составные части и детали, но и разрабатывают новые, перспективные, учитывающие достижения науки и техники и развитие промышленности. Часто результатом такой работы является установление соответствующих рядов изделий, их составных частей и деталей.

Типизация технологических процессов — разработка и установле­ние технологического процесса для производства однотипных дета. лей или сборки однотипных составных частей или изделий той или иной классификационной группы. Типизации технологических про­цессов должна предшествовать работа по классификации деталей, сборочных единиц и изделий и установление типовых представите­лей, обладающих наибольшим числом признаков, характерных для деталей, сборочных единиц и изделий данной классификационной группы. В нашей стране типизация технологических процессов полу­чила широкое распространение.

Различают следующие виды унификации:

Внутриразмерная унификация всех модификаций определенного изделия с базовой моделью или между собой внутри одного типо­размера. Например, токарно-винторезные станки для обработки за­готовок с максимальным диаметром 320 мм унифицированы с токар­ными, двухсуппортными, операционными и т. д.

Межразмерная унификация базовых моделей или их модифика­ций (между разными размерами параметрического ряда изделий, но внутри одного типа). Например, унифицированы токарно-винто­резные станки для обработки заготовок диаметром 320 и 400 мм. Степень такой унификации может составлять до 35 %. Для плани­рования уровня унификации будет установлен коэффициент меж­проектной (межвидовой) унификации, например, для универсальных токарных станков.

Межтиповая унификация изделий, относящихся к различным параметрическим рядам и различным типам. Например, на Минском станкостроительном заводе им. Октябрьской революции унифици­рованы в один межтиповой ряд продольно-фрезерные, продольно-строгальные, продольно-шлифовальные станки на основе стандарт­ной ширины обрабатываемых заготовок, установленных по ряду К 10 (800; 1000; 1250 и 1600 мм). Это позволило применить для указанных станков 45 % унифицированных узлов (стойки, станины, попере­чины и др.).

Заводская (в рамках завода) и отраслевая (для ряда заводов отрасли) унификация может охватывать номенклатуру изделий, сборочных единиц и деталей, которые производят и применяют в раз­личных отраслях народного хозяйства (межотраслевая унификация).

Проведенная унификация и стандартизация, например, кузнечно-прессового оборудования и входящих в него сборочных единиц позволила уменьшить объем конструкторских работ на 30 %, по­высить качество изделий, организовать специализированное произ­водство унифицированных узлов и снизить трудоемкость их изго­товления на 16—40 %.

Унификация и стандартизация деталей и сборочных единиц машин общего назначения.

Наиболее простой метод унификации деталей и агрегатов общемашиностроительного назначения заключается в замене группы близких по конструкции и размерам типов одним оптимальным типоразмером, использование которого не связано с существенными трудностями в какой-либо сфере применения. Этот метод широко используют для деталей и узлов машин с ограниченным числом параметров, определяющих их конструкцию (шайбы, винты, болты, гайки, уплотнения, муфты и т. д.).

В настоящее время приводные цепи, клиновые ремни, большинство крепежных деталей, арматуры и многие другие унифицированные детали и сборочные единицы изготовляют на специализированных заводах. Это дает возможность значительно уменьшить себестоимость и повысить качество деталей. Например, трудоемкость изготовления болтов и гаек на специализированном предприятии в 10 раз ниже, чем на неспециализированном.

Неправильно осуществленная унификация может дать отрицательный эффект, в частности, когда приходится использовать ближайшие большие унифицированные детали, вызывающие неоправданное эксплуатационными условиями увеличение массы, габаритов и трудоемкости изготовления машин. Задача унификации конструкций и типоразмеров изделий, составных частей и деталей является не только технической, но и экономической. Ее цель — стандартизовать такие конструкции и их размерные ряды, при которых суммарная эффективность в сфере производства и эксплуатации была бы наибольшей.

В настоящее время унификацию деталей и сборочных единиц проводят во всех отраслях машиностроения. Организация специа­лизированных производств унифицированных деталей и составных частей дает стране значительный технический и экономический эф­фект, поэтому необходимо шире применять в разрабатываемых кон­струкциях унифицированные и сборочные единицы.

Агрегатирование машин и других изделий. Агрегатирование— принцип создания машин, оборудования, приборов и других изде­лий из унифицированных стандартных агрегатов (автономных сбо­рочных единиц), устанавливаемых в изделии в различном числе и комбинациях. Эти агрегаты должны обладать полной взаимозаме­няемостью по всем эксплуатационным показателям и присоедини­тельным размерам. Выделение агрегатов выполняют на основе кине­матического анализа машин и их составных частей с учетом примене­ния их в других машинах. При этом стремятся, чтобы из минимального числа типоразмеров автономных агрегатов можно было создать мак­симальное число компоновок оборудования.

Большое распространение получили агрегатные станки, так как при смене объекта производства их легко разобрать и из тех же агрегатов собирать новые станки для обработки других деталей с требуемой точностью.

Комплексная и опережающая стандартизация

В настоящее время в нашей стране широко применяют программно-целевой метод планирования и решения крупных на­роднохозяйственных задач. В области стандартизации разрабатывают и выполняют целевые программы комплексной стандартизации.

Комплексная стандартизация (КС). По определению, данному Постоянной Комиссией СЭВ по стандартизации, — это стандарти­зация, при которой осуществляется целенаправленное и планомер­ное установление и применение системы взаимоувязанных требова­ний как к самому объекту КС в целом и его основным элементам, так и к материальным и нематериальным факторам, влияющим на объект, в целях обеспечения оптимального решения конкретной проблемы. Следовательно, сущность КС следует понимать как си­стематизацию, оптимизацию и увязку всех взаимодействующих факторов, обеспечивающих экономически оптимальный уровень ка­чества продукции в требуемые сроки. К основным факторам, опре­деляющим качество машин и других изделий, эффективность их производства и эксплуатации, относятся: совершенство конструкций и методов проектирования и расчета машин (их составных частей и деталей) на прочность, надежность и точность; качество применяе­мого сырья, материалов, полуфабрикатов, покупных и получаемых по кооперации изделий; степень унификации, агрегатирования и стандартизации; уровень технологии и средств производства, кон­троля и испытаний; уровень взаимозаменяемости, организации произ­водства и эксплуатации машин; квалификация рабочих и качество их работы. Для обеспечения высокого качества машин необходима оптимизация указанных факторов и строгая взаимная согласован­ность требований к качеству как при проектировании, так и на эта­пах производства и эксплуатации. Решение этой задачи усложняется широкой межотраслевой кооперацией заводов. Например, для произ­водства автомобилей используют около 4000 наименований покупных и кооперируемых изделий и материалов, тысячи видов технологиче­ского оборудования, инструмента и средств контроля, изготовляе­мых заводами многих отраслей промышленности. КС позволяет организовать разработку комплекса взаимоувязанных стандартов и технических условий, координировать действия большого числа организаций-исполнителей. Задачами разработки и выполнения про­грамм КС являются; 1) обеспечение всемерного повышения эффектив­ности общественного производства, технического уровня и качества продукции, усиление режима экономии всех видов ресурсов в на­родном хозяйстве; 2) повышение научно-технического уровня стан­дартов и их организующей роли в ускорении научно-технического прогресса на основе широкого использования результатов научно-исследовательских, опытно-конструкторских работ и лучших отечественных и зарубежных достижений науки и техники; 3) содействие выполнению программ социалистической экономической интеграции стран — членов СЭВ и программ комплексной стандартизации важ­нейших видов продукции, реализуемых в рамках СЭВ.

Программы КС разрабатывают на важнейшие виды продукции, имеющей народнохозяйственное значение, на группы разнородной продукции совместного применения, например, на системы машин и другую продукцию. Перечень программ КС разрабатывает Гос­стандарт России на стадии подготовки основных направлений разви­тия народного хозяйства РФ на соответствующий планируемый период с учетом предложений министерств и ведомств. Эти предло­жения министерства (ведомства) разрабатывают, исходя из прогноза развития отрасли и изучения запросов потребителей к техническому уровню и качеству выпускаемой продукции.

Предусматривается опережающее развитие стан­дартизации сырья, материалов, комплектующих изделий, качество которых оказывает решающее влияние на технико-экономические характеристики конечной продукции. Комплектующие изделия, ма­териалы и покупные изделия межотраслевого применения, исполь­зуемые для производства конечных изделий, должны быть включены в программу КС этого изделия. По этим объектам КС разработчики программы должны определить опережающие требования к их ка­честву и сроки их выпуска по новым стандартам.

Программы КС должны быть увязаны по содержанию и срокам с планом развития народного хозяйства страны и отрасли, планами производства продукции; планами капитального строительства; про­граммами по решению важнейших научно-технических проблем; планами работ по внедрению в производство новых видов продукции, технологических процессов и др.

Выполнение программ КС должно обеспечить выпуск продукции с заданными показателями технического уровня высшей категории качества для полного и оптимального удовлетворения потребностей в этой продукции. Должно быть получено также превышение эф­фекта от комплексной стандартизации над затратами на разработку и реализацию программы.

Большое значение в деле повышения качества промышленной продукции имеет комплексная стандартизация норм проектирования (системы допусков и посадок, профили резьб и зубьев, звездочек к приводным цепям, размеры концов, валов и т. д.; методов расчета на точность, прочность; терминов, оформлений чертежей деталей и узлов, методов и средств контроля и испытания и т. д. Из изло­женного видно, что сущность КС заключается в установлении в каж­дом конкретном случае единой системы материальных и нематериаль­ных объектов стандартизации, определяющих экономически оптималь­ное качество основного объекта КС, взаимосвязи этих объектов и увязке оптимальных требований ко всем объектам стандартизации, входящим в систему с требованиями к основному объекту КС.

Опережающая стандартизация (ОС). Темпы научно-техни­ческой революции XX в. привели к резкому сокращению времени между появлением научной идеи и ее реализацией. Так, для радио период воплощения идеи в практику был равен приблизительно 35 годам (1867—1902 гг.), для телевидения 14 (1922—1936 гг.), а для транзисторов только 5 годам (1948—1953 гг.). Этот процесс ускоренного развития касается как конструкций машин и других изделий, так и методов, средств производства, новых материалов. Срок морального старения оборудования, приборов и механизмов сократился, что вызвало более быструю их смену. Критерием сня­тия с производства выпускаемого изделия являются экономические преимущества производства и эксплуатации нового изделия того же назначения, его большие технические возможности, лучшие эргоно­мические и другие показатели качества.

При таком развитии и необходимости постоянного совершенство­вания конструкций и улучшения качества продукции в соответствии с потребностями общества и народного хозяйства систематически необновляемые стандарты, в которых только фиксируют существу­ющие параметры и достигнутый уровень качества изделий, могут быть тормозом технического прогресса.

Такими же темпами должны совершенствоваться стандарты. Раз­рабатывая их, необходимо анализировать тенденции и прогнозиро­вать развитие соответствующих отраслей и, как следствие, машин и изделий, т. е. стандарты должны быть опережающими. При раз­работке стандартов необходимо учитывать результаты исследова­тельских и конструкторских работ, патентную информацию, миро­вую техническую литературу и опыт промышленности. Стандарти­зация не может опережать научные и технические открытия, которые являются результатом научно-исследовательских работ, но она должна быть основана на них, ускоряя процесс их широкого внедре­ния в промышленность. ОС может базироваться на уже освоенных в других отраслях или в других странах образцах при соблюдении патентной чистоты стандартов.

Опережающая стандартизация —это стандартизация, заключающаяся в установлении повышенных по отношению к уже достигнутому на практике уровню норм, требований к объектам стандартизации, которые согласно прогнозам будут оптимальными в последующее планируемое время. Опережение может относиться как к изделию в целом, так и к наиболее важным параметрам и показателям его качества, методам и средствам производства, испытания и контроля и т. д.

Объектами ОС являются важнейшие виды продукции и процессы (нормы, характеристики, требования) при стабильной потребности в них и возможности изменения их в течение срока действия стандартов. Нормы и требования должны быть оптимальными, при которых заданная цель достигается минимальными затратами, т. е. достигается максимальный народнохозяйственный технико-экономический эффект с учетом проектирования, производства и эксплуатации изделий.

В зависимости от реальных условий в стандартах устанавливают показатели, нормы, характеристики (механизма, процесса) в виде ступеней качества с дифференцированными сроками введения. Примеры ОС приведены в работах. ОС необходимо проводить своевременно, чтобы не сдерживать выпуск изделий улучшенного качества.