Контрольная работа по метрологии

В зависимости от поставленных целей и решаемых задач используют различные методы стандартизации. К методам стандартизации относятся:  
— систематизация;  
— классификация;  
— кодирование;  
— типизация;  
— унификация (основной метод стандартизации).

Смысл стандартизации состоит в упорядочении решений, правил, методов и т.д. в целях их многократного использования. Любая работа в сфере стандартизации начинается с анализа имеющегося массива информации и выделения основных, наиболее характерных признаков, в соответствии с которыми этот массив может быть систематизирован.

Например, если вы хотите навести порядок в личной библиотеке, то можно расставить книги по тематике: физика, химия, техника, художественная литература и т.д. В библиотеке художественной литературы можно расставить книги по странам: английская, немецкая, русская, а внутри каждого раздела - по фамилиям авторов в алфавитном порядке. Но это не единственный возможный признак систематизации, можно и художественную литературу расставить по тематике: научно-популярная литература, детективы, детская литература и т.д.

Аналогичный анализ проводится и в технике. Например, валы и оси можно систематизировать по длине, диаметру, конструкции (например, наличию шпоночных пазов или буртиков) и т.д.

Простейший метод стандартизации - систематизация, т.е. распределение предметов исследования в определенном порядке или последовательности, образующее систему, удобную для использования.

В технике систематизация используется при делении машины на сборочные единицы, а последних - на детали с определенными принципами их обозначения, например, каталоги запасных частей автомобилей.

Систематизация является предпосылкой перехода к следующему методу стандартизации - классификации. В этом случае явления, понятия, предметы или размеры располагаются по определенным, как правило, наиболее характерным для группы изделий одного назначения признакам. На этом принципе в технике построены типо-размерные ряды главных параметров, производится классификация однотипных машин по основным параметрам и т.д., например типо-размерные ряды грузоподъемности строительных кранов или пределы измерения микрометров: 0...25 мм; 25...50 мм; 50...75 мм и т.д.

Классификация и систематизация предполагает кодирование информации. Кодирование - группирование по определенным правилам объектов или групп объектов и присвоение им кодов, позволяющее заменить несколькими знаками (или символами) наименования этих объектов. Коды позволяют идентифицировать объекты наиболее коротким способом (минимальным количеством знаков), способствуя повышению эффективности сбора, учета, хранения и обработки информации.

Число знаков в коде определяется его структурой и зависит от количества кодируемых признаков. Наиболее часто применяются десятизначные системы кодирования.

Классификация и кодирование применяются в стандартизации для обозначения стандартов, входящих в межотраслевые системы стандартов.

Порядок проведения работ по классификации и кодированию информации регламентирован комплексом государственных стандартов "Единая система классификации и кодирования технико-экономической и социальной информации (ЕСКК ТЭН)", на основе которой разработаны классификаторы: Общероссийский классификатор отраслей народного хозяйства (ОКОНХ), Общероссийский классификатор предприятий и организаций (ОКПО), Общероссийский классификатор единиц измерений (ОКЕИ) и др. Классификаторы могут иметь и более длинное кодовое обозначение объектов, например по технологическому классификатору машиностроительной продукции технологический код включает 14 индексов, из которых шесть индексов - на постоянную часть кода, а восемь - на переменную.

Постоянная часть предназначена для классификации групп основных признаков детали: размерных характеристик (диаметр, длина и т.п.); группы материалов (стали, чугуны, цветные сплавы и др.); вида технологических процессов получения детали (резание, литье, обработка давлением и т.п.).

Переменную часть кода используют для конкретизации признаков определенного вида детали, описанной постоянным кодом. В переменную часть кода входит вид заготовки (пруток, поковка и др.), точность (квалитет) наружных и внутренних поверхностей, шероховатость поверхностей, наличие термообработки и масса детали (весовая характеристика детали).

Структура технологического кода позволяет с использованием электронно-вычислительной техники обрабатывать информацию на различных уровнях конструкторско-технологической подготовки производства, существенно влияя на выбор оборудования, подъемно-транспортных и складских средств, технологических режимов обработки деталей, а также режущего и измерительного инструмента для их контроля.

После того как собранный массив информации систематизирован и классифицирован по определенным признакам, переходят к следующему методу стандартизации - типизации.

Типизация конструкций изделий - разработка и установление типовых конструкций, содержащих конструктивные параметры, общие для изделий сборочных единиц и деталей.

При типизации анализируют существующие типоразмеры изделий, их составные части, агрегаты и детали, а также оценивают перспективы развития науки, техники и промышленности, возникающие при этом возможные потребности рынков сбыта. Внесение сравнительно небольших изменений в конструкцию детали или сборочной единицы может удовлетворить потребности большого количества новых потребителей. Это позволит существенно снизить издержки за счет повышения серийности производства и качества продукции, что, в свою очередь, повысит конкурентоспособность как выпускаемой продукции, так и самой фирмы.

Итогом такой работы часто может стать установление соответствующих типоразмерных рядов изделий, их составных частей, деталей или даже их элементов.

Естественным продолжением конструктивной типизации является типизация технологических процессов, т.е. разработка и уста новление технологического процесса для производства однотипных деталей или сборка однотипных составных частей или изделий в целом. В этом случае типовой технологический процесс разрабатывается для типовой детали, обладающей наибольшим количеством признаков, характерных для деталей данной классификационной группы, имея в виду, что некоторые операции или переходы технологического процесса будут опущены при обработке деталей, не обладающих данным технологическим или конструктивным признаком.

Наиболее распространенным и эффективным методом стандартизации является унификация.

Унификация - это выбор оптимального числа разновидностей продукции, процессов и услуг, значений их параметров и размеров. Унификация позволяет установить минимально необходимое, но достаточное количество видов, типов, типоразмеров, обладающих высокими показателями качества и полной взаимозаменяемостью.

Результаты унификации не обязательно оформляются в виде стандарта, но стандартизация изделий и их элементов обязательно основывается на унификации.

Принципиальное отличие унификации от других методов стандартизации состоит в том, что в процессе унификации предполагается внесение изменений в конструкцию изделия или иного объекта унификации с целью увеличения его применяемости и снижения, тем самым, его себестоимости с одновременным повышением качества.

Объектами унификации могут быть изделия массового, серийного и/или индивидуального производства, в том числе:  
— отдельные размеры или элементы деталей;  
— детали аналогичного назначения;  
— агрегаты, сборочные единицы и модули (например, гибкие производственные модули), если они выполняют близкие по характеру функции при незначительно отличающихся рабочих параметрах, габаритных размерах и эксплуатационных показателях;  
— машины, если они состоят из сравнительно небольшого количества сборочных единиц одинакового назначения и выполняют близкие по характеру операции или процессы.

Основными направлениями унификации являются: использование во вновь создаваемых группах изделий одинакового или близкого функционального назначения ранее спроектированных, освоенных в производстве и показавших высокую надежность в эксплуатации одинаковых (повторяющихся в пределах группы изделий) составных элементов; разработка унифицированных составных элементов для применения во вновь создаваемых или модернизируемых изделиях; разработка конструктивно-унифицированных рядов изделий; ограничение целесообразным минимумом номенклатуры разрешаемых к применению изделий и материалов.

По содержанию унификация подразделяется:  
— на внутриразмерную - унификация охватывает все модификации определенной машины как в отношении ее базовой модели, так и в отношении модификаций этой модели;  
— межразмерную - унифицируют не только модификации одной базовой модели, но и базовые модели машин разных размеров данного параметрического ряда;  
— межтиповую - унификация распространяется на машины разных типов, входящих в различные параметрические ряды.

Внутриразмерная и межразмерная унификация наиболее часто проводится на заводском уровне. Так, например, в коробке передач автомобиля ВАЗ-2110 используется 131 наименование деталей из ранее созданных автомашин - от ВАЗ-11113 - "Ока" до ВАЗ-2109 "Самара" и лишь 60 новых, а в двигателе -" 195 ранее используемых и 75 новых (их еще называют оригинальными). И это несмотря на то, что в ВАЗ-2110 новый инжекторный двигатель.

Межтиповая унификация широко используется в автомобильной промышленности крупнейших мировых производителей. Например, такие разные марки автомобилей, как Opel Signum V6, Audi A3 и Nissan Micra используют систему управления двигателем фирмы Bosch, усилитель рулевого управления автомобилей разного класса: Toyota Avensis и новой микролитражки Audi A3 поставляются фирмой ZF LENKSYSTEME и т.д.

Экономическая эффективность стандартизации (и, прежде всего, унификации) проявляется на всех стадиях жизненного цикла изделия: от опытно-конструкторских работ - до утилизации изделия. Это связано с экономией времени на исследования, разработку, изготовление и испытание новой техники.

Эффективность унификации на этапе научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ проявляется в использовании апробированных решений, подтвержденных положительным, полученным в результате эксплуатации опытом; достигается экономия времени и средств за счет исключения необходимости создания макетов, новых схем и их дополнительных испытаний и доводки.

Экономия на этапе проектирования и подготовки производства проявляется за счет использования ранее отработанных рабочих и сборочных чертежей серийного производства, а также ранее созданных и изготовленных в металле специального режущего и измерительного инструмента и приспособлений. А если учесть, что от замысла и первых чертежей до появления нового автомобиля проходит около четырех лет, то унификация позволяет сократить этот срок почти в полтора раза. Преимущества унификации ярко проявляются при создании крупных корпусных и штампованных деталей; крыши, кузовов и т. п. Ведь основное время при подготовке производства уходит на проектирование и производство штампов.

Экономия на этапе производства достигается от использования при изготовлении деталей и сборке узлов уже отработанных технологических процессов, режущего и измерительного инструмента и приспособлений.

Эффективность унификации и стандартизации в процессе эксплуатации проявляется в возможности использования для диагностирования и ремонта ранее разработанной и применявшейся контрольно-измерительной аппаратуры, приспособлений и запасных частей. Нет необходимости переучивать обслуживающий и ремонтный персонал, поскольку он уже сталкивался с подобными изделиями в процессе эксплуатации.

В годы Великой Отечественной войны (1941 - 1945), когда наращивание и сокращение сроков выпуска вооружений играли решающую роль в исходе войны, именно унификация позволила обеспечить решающее превосходство советских танков, как количественно, так и качественно.

Самый мощный танк Великой Отечественной войны - ИС, созданный в кратчайшие сроки для противостояния немецким "Тиграм" и "Пантерам" имел в установке двигателя более 70 унифицированных с танком KB деталей, 20 унифицированных с танком Т-34 и менее 30 новых; по топливной системе - 12 новых и более 40 унифицированных с KB, по башне соответственно 15 и 260 и т. д. Это позволило резко сократить трудозатраты на изготовление ИС и практически снизить их до трудозатрат на изготовление танка Т-34 при массе около 50 и 32 т соответственно [30].

Результатом использования всех методов стандартизации и в первую очередь унификации, являются организация специализированных производств составных частей и деталей машин и переход к проектированию изделий методами агрегатирования.

Агрегатирование - принцип создания машин, оборудования и приборов их унифицированных стандартных агрегатов (автономных узлов), устанавливаемых в изделии в различном количестве и комбинациях. Агрегаты должны обладать полной взаимозаменяемостью по всем эксплуатационным параметрам и присоединительным размерам.

Внедрение унификации и агрегатирования позволяет обеспечить оптимальные эксплуатационные показатели, а сроки проектирования и освоения новой техники сокращаются в 2 - 2,5 раза при снижении в 1,5 - 2 раза соответствующих затрат.

В настоящее время до 80 % составных частей и деталей переходят из изделия в изделие без изменений. Например, опытный образец вертолета Ка-52 выполнен на 85 % на базе знаменитого Ка-50 - "Черной акулы". При этом двухместный вариант практически повторяет габариты одноместного Ка-50, а сама машина стала мощнее, маневреннее и способна летать ночью и в любых погодных условиях.