Основы стандартизации (стр. 3 )

Областями применения CALS принято считать:

– совершенствование деятельности в области разнородных процессов на всех этапах жизненного цикла продукции;

– управление поставками в течение всего жизненного цикла продукции;

– электронная интеграция организаций и предприятий, участвующих в этих процессах на различных этапах жизненного цикла продукции;

– управление жизненным циклом продукции.

CALS – стандарты охватывают спектр потребностей потребителей, обеспечивая единое представление текста, графики, информационных структур и данных о проекте, сопровождении и производстве, включая звук, видео, мультимедийные средства, передачу и хранение данных, документацию.

Методы стандартизации

Методы стандартизации классифицируются на методы унификации, симплификации, типизации, агрегатирования, а так же комплексной и опережающей стандартизации.

Метод унификации заключается в разработке рациональной номенклатуры объектов народного хозяйства с оптимальными параметрами, способной обеспечить в определенной области применения решения всего объема задач в соответствии со своим назначением.

Унификация – это приведение объектов одинакового функционального назначения к единообразию по установленному признаку и рациональное сокращение числа этих объектов на основе данных об их эффективной применяемости. Таким образом, при унификации устанавливают максимально необходимое, но достаточное число типов, видов, типоразмеров, изделий, сборочных единиц и деталей, обладающими высокими показателями качества и полной взаимозаменяемости.

Унификация позволяет выделить отдельные образцы, прототипы которых в тех или иных размерах и параметрических вариантах применяются во многих изделиях. Выделение отдельных образцов и всех их прототипов, расположение в ряд по возрастающей или убывающей величине основного параметра, упорядочение этого ряда в соответствии с рядами предпочтительных чисел позволяют создавать виды типоразмеров.

По своему содержанию унификация подразделяется на три вида:

- внутриразмерую, при которой охватываются все разновидности определенной машины в отношении, как базовой модели, так и ее модификаций;

- межразмерную, при которой унифицируются не только модификации одной базовой модели, но и базовые модели машин разных размеров данного параметрического ряда;

- межтиповую, когда унификация распространяется на машины разных типов, входящие в различные параметрические ряды.

В зависимости от области распространения работ унификация проводится на трех уровнях: заводском, отраслевом и межотраслевом.

Процесс унификации проводится в ограничительном и компоновочном направлении. Ограничительное направление характеризуется проведением анализа номенклатуры выпускаемых изделий и сокращением ее до минимально необходимой. Компоновочное направление характеризуется проведением анализа потребности и выявлением номенклатуры изделий, результатом которого является создание новых рядов машин и их промежуточных типоразмеров на основе компоновки из определенного набора унифицированных узлов, но в пределах стандартных действующих или создаваемых типоразмерных рядов.

Эффективность метода носит технико-экономический характер, который проявляется в достаточно большом спросе на отдельные детали и узлы, что приводит к укрупнению партии и позволяет даже на заводах с единичным типом производства ограничивать поточное изготовление, создавать специализированные линии, участки, цеха.

Уровень унификации изделий можно оценить количественно. Одним из показателей уровня унификации является коэффициент применяемости Кп, определяемый по следующей формуле:

,

где n – общее число деталей в изделии, шт., n0 – число разработанных впервые при создании данного изделия деталей, шт.

В процессе унификации решаются следующие задачи:

- уменьшение многообразия имеющихся видов, типов и типоразмеров одинакового функционального назначения путем изменения в необходимых случаях конструкций или конструктивных элементов, основных или второстепенных размеров;

- изменение конструкций и исполнительных размеров, марок материала, механической и термохимической обработки, точности изготовления аналогичных деталей, применяемых на разных заводах с целью внедрения автоматизированных линий, допускающих экономически выгодную переналадку при данных размерах серийного выпуска деталей;

- создание комплексов взаимозаменяемых агрегатов, узлов и деталей, предназначенных для сборки большой номенклатуры машин, механизмов, приборов путем добавления специализированных узлов и деталей;

- пересмотр видов, типов и типоразмеров, изготавливаемых или приобретаемых для комплектации изделий с целью замены морально устаревших или недостаточно качественных более современными, надежными и долговечными изделиями.

Метод симплификации (ограничения) заключается в отборе из существующего излишнего для данной области применения множества общих по названию объектов народного хозяйства, одного или некоторого числа объектов, лучших по качественным характеристикам, способных обеспечить решение того же объема задач, что и заменяемое множество.

Симплификация – это форма стандартизации, цель которой заключается в сокращении числа разновидностей изделий до необходимого количества для удовлетворения существующих в данное время потребностей. При симплификации исключаются разновидности изделий, их составных частей и деталей, которые не являются необходимыми.

Метод типизации применительно к конструкциям изделий заключается в разработке и установлении типовых конструкций, содержащих конструктивные параметры, общие для изделий, сборочных единиц и деталей. При этом анализируют не только уже существующие типы и типоразмеры изделий, их составные части и детали, но и разрабатывают новые, перспективные, учитывающие достижения в науке и технике. Результатов такой работы является установление соответствующих рядов изделий, их составных частей и деталей.

Метод типизации распространяется и на технологические процессы. При этом осуществляется разработка и организация технологического процесса для производства однотипных деталей или сборки однотипных составных частей или изделий одной и той классификационной группы.

Метод агрегатирования заключается в создании машин, оборудования, приборов и других изделий из унифицированных стандартных агрегатов или автономных сборочных единиц, устанавливаемых в изделии в разном количестве и разных комбинациях. Эти автономные сборочные единицы должны обладать полной взаимозаменяемостью по всем эксплуатационным показателям и присоединительным размерам. При этом стремятся, чтобы из минимального числа типоразмеров автономных агрегатов можно было создать максимальное число компоновок оборудования.

Если процесс унификации всегда приводит к уменьшению числа типоразмеров объектов, то процесс агрегатирования увеличивает число объектов специализированного назначения.

Процесс агрегатирования позволяет решать следующие задачи:

− расширить область применения некоторых универсальных машин и оборудования путем создания условий для быстрой замены их рабочих элементов, в результате чего обеспечивается высокая производительность труда и необходимое качество работы;

− расширить номенклатуру выпускаемых машин и оборудования путем модификации их основных деталей, что обеспечит лучшие качество эксплуатации выпускаемого оборудования;

− обеспечить сборку некоторых машин, механизмов, аппаратов, устройств и другого оборудования разного функционального назначения из унифицированных взаимозаменяемых узлов и деталей;

− увеличить номенклатуру продукции приборостроения благодаря применению блочного способа их конструирования;

− создать приспособления на основе применения общих агрегатов и узлов, а также организовать высокопроизводительный ремонт машин и других изделий за счет взаимозаменяемых узлов и деталей.

Комплексная стандартизация – это стандартизация, при которой осуществляется целенаправленное и планомерное установление и применение системы взаимоувязанных требований как к самому объекту комплексной стандартизации в целом и его основным элементам, так и к материальным и нематериальным факторам, влияющим на объект, в целях обеспечения оптимального решения конкретной проблемы. Сущность комплексной стандартизации понимается как систематизация, оптимизация и взаимоувязка всех действующих факторов, обеспечивающих экономически оптимальный уровень качества продукции в требуемые сроки.

Комплексная стандартизация является одним из важных важнейших направлений стандартизации. Она позволяет создавать комплексы согласованных между собой нормативно-технических документов по стандартизации, регламентирующих нормы и требования к взаимосвязанным объектам стандартизации.

К основным задачам разработки и выполнения программ комплексной стандартизации относятся:

- обеспечение всемерного повышения эффективности общественного производства, технического уровня и качества производства. Усиление режима экономии всех видов производственных ресурсов;

- повышение научно-технического уровня стандартов и их организующей роли в ускорении научно-технического прогресса на основе широкого исследования результатов научно-исследовательских, опытно-конструкторских работ и лучших отечественных и зарубежных достижений науки и техники;

- регламентация взаимосвязанных норм и требований к общетехническим и отраслевым комплексам нематериальных объектов стандартизации (системы документации, системы общетехнических норм, системы норм техники безопасности), а также к элементам этих комплексов;

- регламентация норм и требований к взаимосвязанным объектам, к элементам этих объектов (в машиностроении – деталям, узлам и агрегатам), а также к тем видам сырья, материалов, полуфабрикатов, комплектующих изделий, тары, упаковки и к технологическим процессам изготовления, транспортирования и эксплуатации, показатели которых должны быть регламентированы на конкретном уровне, определяемом требованиями, предъявляемыми к самому объекту стандартизации.

Комплексная стандартизация позволяет устанавливать наиболее рациональные в техническом отношении параметрические ряды и сортамент промышленной продукции, устранять ее излишнее многообразие, неоправданную разнотипность, создавать техническую базу для организации массового и поточного производства на специализированных предприятиях с применением более совершенной технологии, ускорять внедрение новейшей техники и обеспечивать эффективное решение многих вопросов, связанных с повышением качества изделий, их надежности, долговечности, ремонтопригодности, безопасности в условиях эксплуатации (потребления).

Основным преимуществом комплексной стандартизации является то, что требования к стандартизации каждого объекта подчинены задаче обеспечения технико-экономической эффективности всей группы (системы) объектов в целом. Экономичность комплексной стандартизации в значительной степени зависит от решения задачи ее оптимального ограничения. Недостаточный охват нормативно-технической документацией элементов комплексной стандартизации и их показателей не даст желаемого результата. Слишком глубокий и полный охват экономически невыгоден, так как, начиная с некоторого максимума дальнейшее расширение границ стандартизации резко повышает стоимость работ по стандартизации и мало отражается на уровне качества объекта комплексной стандартизации. Особо важное значение имеет этот принцип по отношению к узлам, деталям, сырью и полуфабрикатам, являющимся элементами объектов комплексной стандартизации. Номенклатура их должна быть ограничена до элементов отраслевого и специального применения с исключением общемашиностроительных узлов, деталей и материалов. Вопрос оптимального ограничения должен решаться отдельно в каждом конкретном случае.

Одним из главных показателей, определяющих степень комплексной стандартизации, является интегральный коэффициент охвата изделий стандартизацией Кинт, получаемый перемножением частных коэффициентов, характеризующих уровень стандартизации сырья, полуфабрикатов, частей и деталей конструкций, комплектующих изделий, оснащения, методов испытаний, готовой продукции и др.: Кинт = К1 · К2 · К3 · ... · Кn, где К1 , К2 , К3 ... Кn – частные коэффициенты стандартизации каждого эле­мента конструкции, компонента, входящего в изделие.

Частный коэффициент К представляет собой отношение количества разработанных нормативно-технических документов на стандартизованные элементы конструкции (Кст) к общему количеству нормативно-технических документов, необходимых для выпуска данной продукции (Кобщ), т. е. К = (Кст / Кобщ ) · 100.

Частные коэффициенты стандартизации делятся на группы по их отношению к орудиям труда (оборудование, оснастка, инструмент и т. д.), к предметам труда (сырье, материалы, полуфабрикаты и др.).

В современных условиях инструментом практической организации работ по комплексной стандартизации продукции являются разработка и реализация программ комплексной стандартизации. Последние направлены на решение важнейших народно-хозяйственных проблем, предусматривают «сквозные» требования на сырье, материалы, полуфабрикаты, детали, узлы, комплектующие изделия, оборудование, инструменты, технические средства контроля и испытаний, метрологическое обеспечение, методы организации и технологической подготовки производства, хранения, транспортирования, регламентирующие условия работы для достижения установленного нормативно-техническим документом технического уровня и качества изделий. Многие программы комплексной стандартизации представляют собой крупные межотраслевые комплексы.

В качестве примера межотраслевых комплексов можно привести системы общетехнических стандартов. Эти системы объединяют в каждом комплексе несколько десятков прогрессивных стандартов, охватывающих все стадии жизненного цикла изделий: исследование и проектирование, подготовку производства, производство, эксплуатацию и ремонт. Внедрение комплексных систем стандартов повышает эффективность инженерного труда, качество продукции и экономичность ее производства.

В настоящее время действуют следующие межотраслевые системы стандартов, направленные на решение крупных народно-хозяйственных задач, обеспечивающих повышение эффективности производства высококачественной продукции:

- единая система конструкторской документации (ЕСКД);

- единая система технологической документации (ЕСТД);

- система показателей качества продукции (СПКП);

- унифицированные системы документации (УСД);

- система информационно-библиографической документации (СИБД);

- государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ);

- единая система защиты от коррозии и старения материалов и
изделий (ЕСЗКС);

- стандарты на товары, поставляемые на экспорт;

- система стандартов безопасности труда (ССБТ);

- единая система технологической подготовки производства (ЕСТПП);

- разработка и постановка продукции на производство;

- система стандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов;

- единая система программной документации (ЕСПД);

- единая система государственного управления качеством продукции;

- система проектной документации для строительства (СПДС);

- единая система стандартов приборостроения (ЕССП).

Рассмотрим более подробно некоторые из них.

Единая система конструкторской документации устанавливает для всех организаций страны единый порядок проектирования, единые правила выполнения и оформления чертежей и ведения чертежного хозяйства, что упрощает проектно-конструкторские работы, способствует повышению качества и уровня взаимозаменяемости изделий и облегчает чтение и понимание чертежей в разных организациях. Этим стандартам присвоен класс 2, например ГОСТ 2.001 – 93, ГОСТ 2.701 – 84, ГОСТ 2.711 – 82 [36 – 38].

В стандартах ЕСКД учтены правила и положения, действовавших ранее стандартов на чертежи и систему чертежного хозяйства, положительный опыт применения отраслевых систем конструкторской документации и обеспечена согласованность правил оформления графических документов (чертежей и схем) с рекомендациями международных организаций.

Основные задачи ЕСКД:

- повышение производительности труда конструкторов;

- улучшение качества чертежной документации;

- взаимообмен конструкторской документации между организациями и предприятиями без переоформления;

- углубление унификации при разработке проектов промышленных изделий;

- упрощение форм конструкторских документов, графических изображений, внесение в них изменений;

- механизация и автоматизация обработки технических документов и содержащейся в них информации;

- эффективное хранение, дублирование, учет документации и сокращение ее объемов;

- ускорение оборота документов;

- улучшение условий эксплуатации и ремонта технических устройств.

Система конструкторской документации находит широкое использование в автоматических системах управления всех уровней; при создании и применении машинных носителей в качестве юридически предусмотренных форм представления документации; в действующих и разрабатываемых общесоюзных классификаторах и системах документации; в процессе разработки стандартных программ сбора, хранения, передачи и обработки информации в общегосударственной автоматизированной системе.

Главным направлением перспективного развития и совершенствования ЕСКД является наиболее полное документальное обеспечение систем автоматизации проектно-конструкторских работ автоматизированных систем управления на всех уровнях – государственном, отраслевом, предприятия (объединения), организации. Дальнейшие перспективы развития связаны с ЭВМ четвертого поколения – сверхминиатюрные ЭВМ на базе больших интегральных схем и пятого поколения – ЭВМ на основе световых и оптических явлений, а также с созданием общегосударственной сети вычислительных центров.

Это приведет к качественным изменениям процесса проектирования. Так, любая проектная организация будет иметь возможность использовать вычислительные мощности при помощи разветвленной системы связи с централизованными вычислительными центрами, а сам процесс проектирования будет протекать в виде диалога человека и машины, причем только на тех операциях, где использование интеллектуальных возможностей является принципиально необходимым. Средства общения человека с машиной станут наиболее естественными – графические изображения, обычный текст, напечатанный или написанный от руки, речевые сигналы, резко уменьшится объем документации, выполняемой на бумаге или на других визуальных носителях. Документация станет необходимой главным образом для изучения и эксплуатации изделия; основной объем документации (схемы, таблицы, чертежи) будет представлен в законодательном виде на машинных носителях, чтобы можно было непосредственно использовать ее в условиях автоматизированного производства. Автоматизация проектирования в перспективе позволит получить 80 – 90% конструкторских документов на изделия всех отраслей промышленности с помощью ЭВМ и других средств механизации и автоматизации, сократить сроки проектирования, уменьшить объем документации, повысить производительность конструкторов.

Единая система технологической документации в значительной степени определяет трудоемкость, продолжительность подготовки производства и качество продукции. Этим стандартам присвоен класс 3, например ГОСТ 3.1103-84 [39].

Технологическая документация является важнейшим фактором, обеспечивающим ускорение научно-технического прогресса, рост эффективности общественного производства и повышение качества выпускаемой продукции. Она решает две главные задачи: информационную и организационную.
На основе технологической документации создается многочисленная информация, используемая для проведения технико-экономических и планово-нормативных расчетов, планирования и регулирования производства, правильной его организации, подготовки, управления и обслуживания. Технологическая документация организует взаимоотношения между основным и вспомогательным производствами. Особая роль отводится технологической документации в условиях автоматизированных систем управления (АСУ). Основное назначение комплекса государственных стандартов, составляющих ЕСТД, – установить во всех организациях и на всех предприятиях единые взаимосвязанные правила, нормы и положения выполнения, оформления, комплектации и обращения, унификации и стандартизации технологической документации.

Единая система технологической документации предусматривает:

- широкое внедрение типовых технологических процессов, основанных на технологическом классификаторе деталей машиностроения и приборостроения;

- сокращение объема разрабатываемой технологической документации, повышение производительности труда технологов;

- упорядочение номенклатуры и содержания форм документации общего назначения (карты технологического процесса, специализации);

- установление правил оформления технологических процессов (формы документации) для производства заготовок и деталей методами горячей, холодной, механической, термической и термохимической обработки с помощью сварочных, сборочно-сварочных, слесарно-сборочных работ;

- разработку систем нормативов основного производства, учета и анализа применяемости технологической оснастки, деталей, узлов и материалов, подготовки первичной производственной, технической документации, внесения и оформления изменений.

Оформление технологической документации в соответствии со стандартами ЕСТД систематизирует и концентрирует информационный материал и является важным этапом работ по совершенствованию организации технологической подготовки производства.

Технологическая документация, разработанная на формах, установленных стандартами ЕСТД, может быть использована в качестве первичного массива информации для АСУ производством. Единообразие способов ее кодирования создает предпосылки для создания отраслевых АСУ.

Комплекс технологической документации для заготовительных, термических, гальванических, лакокрасочных работ устанавливает типовую форму организации этих процессов как единственно возможную и определяет организацию сбора и хранения полного комплекта документов в отделе технической документации предприятия.

Внедрение стандартов ЕСТД во всех отраслях машиностроения и приборостроения обеспечивает стабильность комплектности технологических документов; позволяет механизировать и автоматизировать процессы обработки информации, в более широких масштабах использовать вычислительную технику, АСУ производством и прямо влиять на повышение эффективности общественного производства. Применение на предприятиях типовых технологических инструкций, использование средств вычислительной техники при обработке содержащейся в технологической документации информации, сокращение сроков оформления документации и упорядочение ее обращения на предприятиях позволяет сократить время на разработку технологической документации, повысить ее качество.

Введение всего комплекса стандартов ЕСТД оказывает существенную помощь в выработке единого технологического языка, применяемого всеми машиностроительными и приборостроительными организациями и предприятиями, позволяет повысить уровень технологических разработок, качество выпускаемой продукции, производительности труда, снизить материальные затраты и себестоимость выпускаемой продукции.

Единая система технологической подготовки производства – это установленная государственными стандартами система организации и управления процессом технологи ческой подготовки производства, предусматривающая широкое применение прогрессивных типовых технологических процессов, стандартной технологической оснастки, переналаживаемого оборудования, роботов, средств механизации и автоматизации производственных процессов, инженерно-технических и управленческих работ. Этой системе присвоен 14-й класс стандартов, например ГОСТ 14.201 – 83 [40].

Основная цель ЕСТПП состоит в обеспечении требований, необходимых для достижения полной готовности любого типа производства (единичного, серийного, массового) к выпуску изделий заданного качества в минимальные сроки при наименьших трудовых, материальных и финансовых затратах.

ЕСТПП обеспечивает:

- единый для всех предприятий, организаций системный подход к выбору, применению методов и средств технологической подготовки производства, соответствующих передовым достижениям науки, техники и производства;

- высокую приспособленность производства к непрерывному его
совершенствованию, быструю переналадку на выпуск более совершенных изделий;

- рациональную организацию механизированного и автоматизированного выполнения комплекса инженерно-технических работ, в том числе автоматизацию конструирования объектов и средств производства, разработки технологических процессов и управления технологической подготовкой производства (ТПП). Технологическая подготовка производства – это совокупность взаимосвязанных процессов, обеспечивающих технологическую готовность предприятия в плановом порядке выпускать продукцию высокого качества при соблюдении установленных сроков, затрат и объемов;