3.4. Общие требования к техническим системам и устройствам
Общие требования к техническим устройствам любого назначения часто называют критериями совершенства. Их можно задавать техническими характеристиками наиболее выдающихся образцов. Это и есть тот уровень, к которому нужно стремиться и превосходить его.
Оценка уровня технического совершенства по всем критериям применяется не во всех областях техники. Это можно объяснить нежеланием некоторых производителей показывать свой низкий уровень и отсутствием развитых стандартов и технических регламентов в этих областях техники.
Вышеупомянутые критерии совершенства можно объединить в 4 группы:
Критерии совершенства выполнения функции техническим устройством;
Критерии технологического совершенства технического устройства;
Критерии удобства и безвредности эксплуатации данного технического устройства;
Критерии стоимости реализации функции данного технического устройства, или экономические критерии.
Критерии совершенства выполнения функции техническим устройством
Рис. 3.1. критерии совершенства выполнения функции.
За Производительность технического устройства обычно принимают количество работы, произведенной в единицу времени. Для самолета это обычно количество груза или пассажиров, перевозимое в единицу времени на заданное расстояние. Для насосов это количество куб. м жидкости, перекаченное в единицу времени. В общем, производительность характеризуют количеством полезной работы, произведенной техническим устройством в единицу времени.
Следующий критерий определяет, ценой каких затрат совершена данная работа.
Под Эффективностью, или коэффициентом полезного действия понимают обычно отношение полезного эффекта к затратам энергии или материала. Под эффективностью двигателя понимают отношение мощности, развиваемой на валу к затратам топлива или мощности потребленной электроэнергии. Для транспортного средства это отношение массы перевозимого груза к затратам энергии или топлива в единицу времени.
Для некоторых технических устройств гражданского или военного назначения важна готовность к выполнению функции. Она обычно выражается коэффициентом готовности
,
Где
- общее время, определенное сроком службы
изделия, а
- суммарное время нахождения изделия в
работоспособном состоянии.
Надежность характеризует способность технического устройства безотказно выполнять работу в течение заданного времени. Стандартом по надежности предусмотрено более двух десятков показателей.
Точность является особо важной характеристикой для систем навигации,
систем вооружения, измерительных приборов, станков. Она характеризуется величиной допустимой погрешности и подробно рассмотрена в курсах по метрологии, взаимозаменяемости и техническим измерениям.
Критерии технологического совершенства технического устройства – определяет изготовления эксплуатации и ремонта, а также возможность последующих доработок и модификаций.
Критерии технологического совершенства технического устройства
Рис. 3.2. Критерии технологического совершенства технического устройства.
Под технологической возможностью изготовления данного технического устройства понимается возможность его изготовления целиком на данном предприятии. Изготовления изделий по кооперации с другими предприятиями приводит к его удорожанию.
Трудоемкость изготовления также приводит к удорожанию продукции и определяется оснащенность производства современным технологическим оборудованием и квалификацией рабочего персонала.
Коэффициент использования материалов представляет собой отношение массы готовых деталей к массе заготовок. На этот показатель оказывает наибольшее влияние выбор технологического процесса.
Блочность технического устройства заключается в использовании большего числа готовых функциональных узлов и сборочных единиц. От этого показателя зависит трудоемкость сборки, диагностики и ремонта.
Ремонтопригодность определяется как свойство изделия, характеризующее его приспособленность к восстановлению исправности и сохранению заданной технической характеристики в результате предупреждения, выявления и устранения отказов. Показателем ремонтопригодности является среднее время ремонта на один отказ данного вида, а также трудоемкость и стоимость устранения отказов.
Взаимозаменяемость свойство элементов конструкции, изготовленных с определённой точностью геометрических, механических, электрических и иных параметров, обеспечивать заданные эксплуатационные показатели в не зависимости от времени и места изготовления при сборке, ремонте и замене этих элементов.
Взаимозаменяемость бывает:
полная взаимозаменяемость (требуемые характеристики у всех элементов);
неполная (частичная) взаимозаменяемость (часть элементов с погрешностью (характеристикой) больше чем допуск на сборку, при этом возникает риск не собрать изделие);
групповая (требуемые характеристики достигаются путём включения элементов, принадлежащей общей группе заранее измеренных и рассортированных);
регулировка (требуемые характеристики достигаются регулировкой специального элемента путём изменения места, положения или введения дополнительного элемента);
пригонка (для достижения заданных свойств конструкции изменяют параметры элемента (заранее назначенного) необходимые для успешной сборки).
Унификация — (от. лат. umis — один, facio — делаю; объединение) — наиболее распространенный и эффективный метод стандартизации, который предусматривает приведение объектов к однотипности на основе установления рационального числа их разновидностей. Дает возможность снизить стоимость производства новых изделий, повысить серийность и уровень автоматизации производственных процессов. Основой унификации является систематизация — распределение предметов продукции в определенном порядке и последовательности которые создают удобную систему использования. Уровень унификации определяется с помощью системы показателей из которых обязательными являются коэффициент использования на уровне типоразмеров. Под коэффициентом принимают отношение количества заимствованных, купленных и стандартизованных типоразмеров к общему количеству типоразмеров изделия.
Ктзс = (n-no/n)•100 % n — общее количество типо-размеров изделия no — количество оригинальных типо-размеров.
Критерии удобства и безвредности эксплуатации
Р
ис.
3.3. Критерии удобства и безвредности
эксплуатации.
Безопасность определяется как отсутствие недопустимого риска, связанного с возможностью нанесения ущерба. Существуют понятия авиационной безопасности, безопасности полетов и т.п.
Эргономичность— в изначальном смысле это эффективность инструмента производства или системы в эргономике. Под эффективностью при этом понимается наибольшая производительность при наименьшей вероятности ошибки. Ныне термин употребляется в более широком смысле, обозначая общую степень удобства предмета (не обязательно средства производства), экономию времени и энергии при использовании предмета. Например: «эргономичный токарный станок», «эргономичный электромобиль» или даже «эргономичный стул».
Эргономичность как характеристика программного продукта обозначает степень, с которой программа позволяет минимизировать усилия пользователя по подготовке исходных данных, обработке данных и оценке полученных результатов.
Экологичность – представляет собой способность не наносить вред здоровью человека и окружающей среды. Это понятие связано с понятием безопасности. Существует также понятие экологической безопасности.
Эстетичность = ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭСТЕТИКА - отрасль науки, изучающая социально-культурные, технические и эстетические проблемы формирования гармоничной предметной среды, создаваемой средствами промышленного производства для обеспечения наилучших условий труда, быта и отдыха людей. Техническая эстетика изучает общественную природу дизайна и закономерности развития, принципы и методы художественного конструирования, проблемы профессионального творчества художника-конструктора (дизайнера).