Параметрическая стандартизация
Параметрическая стандартизация – это деятельность, направленная на выбор и установление целесообразных численных значений параметров объектов, подчиняющихся строго определенной математической закономерности.
Наиболее важными параметрами являются характеристики, определяющие назначение продукции и условия ее использования:
— размерные параметры (например, размер одежды и обуви, вместимость посуды);
— весовые параметры (масса отдельных видов спортинвентаря);
— параметры, характеризующие производительность машин и приборов (производительность вентиляторов и полотеров, скорость движения транспортных средств);
— энергетические параметры (мощность двигателя и пр.).
Продукция определенного назначения, принципа действия и конструкции, т.е. продукция определенного типа, характеризуется рядом параметров.
Набор установленных значений параметров называется параметрическим рядом.
Разновидностью параметрического ряда является размерный ряд.
Например, для тканей размерный ряд состоит из отдельных значений ширины тканей, для посуды — отдельных значений вместимости.
Каждый размер изделия (или материала) одного типа называется типоразмером. Например, сейчас установлено 105 типоразмеров мужской одежды и 120 типоразмеров женской одежды.
В 1877 году французский инженер Шарль Ренар предложил использовать геометрическую прогрессию в качестве математической зависимости, в соответствии с которой осуществляется выбор и установление целесообразных численных значений параметров объектов.
Целесообразные численные значения параметров объектов называются предпочтительными числами, а совокупность предпочтительных чисел, образованная из геометрической прогрессии с фиксированным знаменателем – рядом предпочтительных чисел.
Требования к рядам предпочтительных чисел представлены в стандарте ГОСТ 8032-84 «Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел», значения членов ряда определяются выражением [10]
,
,
где gi – i-ый член ряда предпочтительных чисел, i принимают целые положительные значения;
Q – знаменатель прогрессии;
R – фиксированные числа 5, 10, 20, 40, 80, 160. Ряды с R, равными 5, 10, 20, 40, называются основными рядами предпочтительных чисел. Ряды с R, равными 80 и 160, называются дополнительными рядами предпочтительных чисел.
Названия, обозначения и знаменатели рядов предпочтительных часов представлены в таблице 3.2.
Таблица 3.2 – Ряды предпочтительных чисел
| Название ряда предпочтительных чисел | Обозначение ряда | Знаменатель ряда Q | |
| Точное значение Q | Округленное значение Q | ||
| Основной ряд | R5 |  | 1,6 |
| Основной ряд | R10 |  | 1,25 |
| Основной ряд | R20 |  | 1,12 |
| Основной ряд | R40 |  | 1,06 |
| Дополнительный ряд | R80 |  | 1,03 |
| Дополнительный ряд | R160 |  | 1,015 |
В машиностроении и в других отраслях промышленности широко используются данные стандарта ГОСТ 6636-69 «Основные нормы взаимозаменяемости. Нормальные линейные размеры» (приложение Б), в котором в табличном виде представлены вычисленные значения рядов предпочтительных чисел в диапазоне от 0,001 до 100000 мм.
Для конкретных изделий используются не все члены ряда, на практике используются ограниченные ряды предпочтительных чисел, которые обозначаются следующим образом:
R10 (1,0….) – ряд R10, ограниченный членом 1,0 (включительно) в качестве нижнего предела;
Если из ряда предпочтительных чисел отбираются каждый 2, 3, 4 или n-ый член ряда, такой ряд называется выборочным рядом предпочтительных чисел. Примеры записи выборочных рядов:
Дата добавления: 2015-04-16 ; просмотров: 15 ; Нарушение авторских прав
Параметрическая стандартизация
Методы стандартизации
Упорядочение объектов стандартизации (сокращение многообразия) состоит из отдельных методов: систематизации, селекции, симплификации, типизации и оптимизации:
Любое изделие можно охарактеризовать рядом параметров, из которых выделяют главный и несколько основных. Главным называют параметр, который определяет важнейший эксплуатационный параметр изделия и не зависит от технических усовершенствований и технологии изготовления. Например, главным параметром усилителя мощности звуковой частоты (УЗЧ) можно считать его выходную мощность. Основными называют параметры, которые определяют качество изделия, например, для УНЧ это могут быть уровень нелинейных искажений, диапазон воспроизводимых частот, чувствительность и пр.
Существует несколько разновидностей параметров продукции:
• параметры, характеризующие производительность машин и приборов (производительность насосов, скорость движения транспортных средств);
Параметры устанавливаются не произвольно, а в соответствии с рядами предпочтительных чисел (ПЧ), которым свойственны математические закономерности. В качестве примера простейшего ряда предпочтительных чисел можно привести арифметическую прогрессию 
, т.е. 1- 2- 3- 4-…, 1- 0,8- 0,6- 0,4-… и пр.
На практике чаще используется геометрическая прогрессия 
, т.е. 1- 1,1- 1,21- 1,33- …, 1- 0,1- 0,01- 0,001-… и пр. Она обладает рядом полезных свойств, используемых в стандартизации:
— произведение или частное любых членов является также членом прогрессии, что важно для согласования параметров, связанных любой зависимостью (линейной, квадратичной и т.п.)
Принцип предпочтительности базируется на использовании рядов предпочтительных чисел. Действующая в РФ система предпочтительных чисел основана на рекомендации ИСО по предпочтительным числам и рядам предпочтительных чисел.
В промышленности используются ряды предпочтительных чисел Ренара (R), представляющие собой десятичные ряды геометрической прогрессии со знаменателями:
Членами рядов R являются округленные числа (приложение А), при этом разность между расчетными и округленными числами находится в пределах от +1,26% до минус 1,01%.
Ряды предпочтительных чисел отвечают следующим условиям:
• представляют рациональную систему градаций, отвечающую требованиями производства и эксплуатации;
• бесконечны в обоих направлениях (в сторону уменьшения и увеличения);
• включают последовательность значений чисел;
Например, ряд предпочтительных чисел R40 включает числа 3000-1500-750-375, имеющие особое значение в электротехнике, т.к. они выражают числа оборотов в минуту асинхронных электродвигателей, работающих без нагрузки при переменном токе частотой 50Гц.
В радиотехнике широкое применение нашли предпочтительные числа, построенные по рядам Е, принятые Международной электротехнической комиссией (МЭК). Ряды Е состоят из округленных величин теоретических чисел со знаменателями:
для ряда Е3 – 
При расчетах электрических схем полученные значения радиоэлементов следует округлять до ближайших значений, соответствующих параметрическому ряду конкретного элемента.
Например, при расчете получено значение сопротивления резистора типа МЛТ R=12,6 кОм. Ближайшее значение для ряда Е24 равно 13кОм, а для ряда Е96- 12,7 кОм. В первом случае погрешность выбора резистора составит +3,2%, а во втором случае +0,8%. Выбор конкретного номинала резистора зависит от ряда факторов: назначения резистора, погрешности схемы, стоимости, надежности, временной и температурной стабильности и пр.
Более подробно вопросы параметрической стандартизации освещены в материалах по лабораторному практикуму дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация» [4].
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Параметрическая стандартизация. унификация продукции. агрегатирование. комплексная стандартизация. опережающая стандартизация
Параметр продукции — это количественная характеристика ее свойств. Наиболее важными параметрами являются характеристики, определяющие назначение продукции и условия ее использования:
размерные параметры (размер одежды и обуви, вместимость посуды);
весовые параметры (масса отдельных видов спортинвентаря);
параметры, характеризующие производительность машин и приборов (производительность вентиляторов и полотеров, скорость движения транспортных средств);
энергетические параметры (мощность двигателя и пр.).
Продукция определенного назначения, принципа действия и конструкции, т.е. продукция определенного типа, характеризуется рядом параметров. Набор установленных значений параметров называется параметрическим рядом. Разновидностью параметрического ряда является размерный ряд. Например, для тканей размерный ряд состоит из отдельных значений ширины тканей, для посуды — отдельных значений вместимости. Каждый размер изделия (или материала) одного типа называется типоразмером. Например, сейчас установлено 105 типоразмеров мужской одежды и 120 типоразмеров женской одежды.
Процесс стандартизации параметрических рядов (параметрическая стандартизация) заключается в выборе и обосновании целесообразной номенклатуры и численного значения параметров. Решается эта задача с помощью системы предпочтительных чисел, подробно рассмотренной в предыдущей теме.
Применение системы предпочтительных чисел позволяет не только унифицировать параметры продукции определенного типа, но и увязать по параметрам продукцию различных видов. Например, практика стандартизации в машиностроении показала, что параметрические ряды деталей и узлов должны базироваться на параметрических рядах машин и оборудования. При этом целесообразно руководствоваться следующим правилом: ряду параметров машин по R5 должен соответствовать ряд размеров деталей по R10, ряду параметров машин по R10 — ряд размеров деталей по R20 и т.д.
В целях более эффективного использования тары для консервных банок и транспортных средств для их перевозки предлагается ряд грузоподъемности железнодорожных вагонов и автомашин, ряд размеров контейнеров, ящиков и отдельных консервных банок строить по ряду R5.
Унификация продукции. Деятельность по рациональному сокращению числа типов деталей, агрегатов одинакового функционатьного назначения называется унификацией продукции. Она базируется на классификации и ранжировании, селекции и симплификации, типизации и оптимизации элементов готовой продукции. Основными направлениями унификации являются:
разработка параметрических и типоразмерных рядов изделий, машин, оборудования, приборов, узлов и деталей;
разработка типовых изделий в целях создания унифицированных групп однородной продукции;
разработка унифицированных технологических процессов, включая технологические процессы для специализированных производств продукции межотраслевого применения;
ограничение целесообразным минимумом номенклатуры разрешаемых к применению изделий и материалов.
Результаты работ по унификации оформляются по-разному: это могут быть альбомы типовых (унифицированных) конструкций деталей, узлов, сборочных единиц; стандарты типов, параметров и размеров, конструкций, марок и др.
В зависимости от области проведения унификация изделий может быть межотраслевой (унификация изделий и их элементов одинакового или близкого назначения, изготовляемых двумя или более отраслями промышленности); отраслевой и заводской (унификация изделий, изготовляемых одной отраслью промышленности или одним предприятием).
В зависимости от методических принципов осуществления унификация может быть внутривидовой (семейств однотипных изделий) и межвидовой или межпроектной (узлов, агрегатов, деталей разнотипных изделий).
где п — общее число деталей в изделии, шт.; n0 — число оригинальных деталей (разработанных впервые), шт.
Коэффициент применяемости можно рассчитывать применительно к унификации деталей общемашиностроительного (ОМП), межотраслевого (МП), отраслевого (ОП) применения.
Согласно плану повышения уровня унификации машиностроительной продукции предусмотрено снижение доли оригинальных изделий и соответственно повышение доли изделий (деталей, узлов) ОМП, МП, ОП.
Коэффициенты применяемости могут быть рассчитаны: для одного изделия; для группы изделий, составляющих ти-поразмерный (параметрический) ряд; для конструктивно-унифицированного ряда.
Примером использования унификации в типоразмерном ряду изделий может быть ГОСТ 26678 на параметрический ряд холодильников. В стандартном параметрическом ряду находятся 17 моделей холодильников и три модели морозильников, коэффициент применяемости ряда составляет 85%. В ГОСТе указываются перечень составных частей, подлежащих унификации в пределах параметрического ряда (допустим, холодильные агрегаты двухкамерных холодильников с объемом камеры 270 и 300 см 3 и объемом низкотемпературного отделения 80 см 3 ), и перечень составных частей, подлежащих унификации в пределах одного типоразмера (например, холодильный агрегат по присоединительным размерам, конденсатор).
Агрегатирование — это метод создания машин, приборов и оборудования из отдельных стандартных унифицированных узлов, многократно используемых при создании различных изделий на основе геометрической и функциональной взаимозаменяемости. Например, применение в мебельном производстве щитов 15 размеров и стандартных ящиков трех размеров позволяет получить при различной комбинации этих элементов 52 вида мебели.
Агрегатирование очень широко применяется в машиностроении, радиоэлектронике. Развитие машиностроения характеризуется усложнением и частой сменяемостью конструкции машин. Для проектирования и изготовления большого количества разнообразных машин потребовалось в первую очередь расчленить конструкцию машины на независимые сборочные единицы (агрегаты) так, чтобы каждая из них выполняла в машине определенную функцию, что позволило специализировать изготовление агрегатов как самостоятельных изделий, работу которых можно проверить независимо от всей машины.
Расчленение изделий на конструктивно законченные агрегаты явилось первой предпосылкой развития метода агрегатирования. В дальнейшем анализ конструкций машин показал, что многие агрегаты, узлы и детали, различные по устройству, выполняют в разнообразных машинах одинаковые функции. Обобщение частных конструктивных решений путем разработки унифицированных агрегатов, узлов и деталей значительно расширило возможности данного метода.
В настоящее время на повестке дня переход к производству техники на базе крупных агрегатов (модулей). Модульный принцип широко распространен в радиоэлектронике и приборостроении; это основной метод создания гибких производственных систем и робототехнических комплексов.
Комплексная стандартизация. При комплексной стандартизации (КС) осуществляются целенаправленное и планомерное установление и применение системы взаимоувязанных требований как к самому объекту комплексной стандартизации в целом, так и к его основным элементам в целях оптимального решения конкретной проблемы. Применительно к продукции — это установление и применение взаимосвязанных по своему уровню требований к качеству готовых изделий, необходимых для их изготовления сырья, материалов и комплектующих узлов, а также условий сохранения и потребления (эксплуатации). Комплексная стандартизация обеспечивает взаимосвязь и взаимозависимость смежных отраслей по совместному производству готового продукта, отвечающего требованиям государственных стандартов. Например, нормы, требования, указываемые в стандарте на автомобиль, затрагивают металлургию, подшипниковую, химическую, электротехническую и другие отрасли промышленности. Качество современного автомобиля определяется качеством более 2000 изделий и материалов — металлов, пластмасс, резинотехнических и электротехнических изделий, лаков, красок, масел, топлива, смазок, изделий легкой, целлюлозно-бумажной промышленности и др. В таких случаях отдельные стандарты, даже когда в них заложены перспективные показатели, не всегда могут обеспечить нужные результаты.
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, безотказности в условиях эксплуатации (потребления).
Основными критериями выбора объектов КС являются технико-экономическая целесообразность стандартизации и уровень технического совершенства продукции. Принципы комплексной стандартизации основаны на выявлении взаимосвязей между показателями качества составных частей изделия и предметов труда. Для нее характерны три главных методических принципа:
системность (установление взаимосвязанных требований с целью обеспечения соответствующего уровня качества);
оптимальность (определение оптимальной номенклатуры объектов КС, состава и количественных значений показателей их качества);
программное планирование (разработка специальных программ КС объектов, их элементов, включаемых в планы государственной, отраслевой и республиканской стандартизации).
Одним из главных показателей, определяющих степень комплексной стандартизации, является интегральный коэффициент охвата изделий стандартизацией Кнтт 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. Кп, где, Кп — частные коэффициенты стандартизации каждого элемента конструкции, компонента, входящего в изделие.
Частный коэффициент К,%, представляет собой отношение количества разработанных нормативно-технических документов на стандартизированные элементы конструкции (КСТ) к общему количеству нормативно-технических документов, необходимых для выпуска данной продукции (Кобщ ), т.е.
Частные коэффициенты стандартизации делятся на группы по их отношению к орудиям труда (оборудование, оснастка, инструмент и т.п.); к предметам труда (сырье, материалы, полуфабрикаты и т.п.).
В современных условиях инструментом практической организации работ по КС продукции является разработка и реализация программ комплексной стандартизации (ПКС). Они направлены на решение важнейших народнохозяйственных 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, транспортировки, регламентирующие условия работы для достижения установленного НТД технического уровня и качества изделий. Многие ПКС представляют собой крупные межотраслевые комплексы.
Ввиду сложности создания и освоения новых высокоэффективных видов сырья, материалов, изделий планы и программы комплексной стандартизации целесообразно разрабатывать на пять и более лет. Разработку конкретных стандартов следует планировать с разбивкой по годам.
Один из наиболее серьезных вопросов в методологии программно-целевого планирования комплексной стандартизации — оценка эффективности ПКС продукции. Она может проводиться на четырех этапах планирования: утверждения перечня ПКС, разработки проекта ПКС, научно-технической экспертизы проекта, реализации. Достоверность оценки эффективности ПКС имеет большое значение, так как по ней принимается решение о целесообразности ее реализации.
При вынесении окончательного решения учитывается необходимость разработки и реализации ПКС для нормативно-технического обеспечения ранее запланированных целевых комплексных программ.
В отрасли автомобильного и сельскохозяйственного машиностроения осуществляется комплексная программа стандартизации, направленная на максимальную унификацию конструкций деталей и узлов общего назначения. Для целенаправленного выполнения этой работы составлены альбомы рабочих чертежей унифицированных узлов и деталей, разработана нормативно-техническая документация на организацию специализированных производств и освоение унифицированных изделий непосредственно на заводах — изготовителях сельскохозяйственных машин. Установлена обязательность применения унифицированных узлов и деталей при проектировании новых сельскохозяйственных машин, использования их в качестве запасных частей для действующего парка машин.
Опережающая стандартизация. Метод опережающей стандартизации заключается в установлении повышенных по отношению к уже достигнутому на практике уровню норм и требований к объектам стандартизации, которые согласно прогнозам будут оптимальными в последующее время.
Стандарты не должны только фиксировать достигнутый уровень развития науки и техники, так как из-за высоких темпов морального старения многих видов продукции они могут стать тормозом технического прогресса. Для того чтобы стандарты не тормозили технический прогресс, они должны устанавливать перспективные показатели качества с указанием сроков их обеспечения промышленным производством. Опережающие стандарты должны стандартизировать перспективные виды продукции, серийное производство которых еще не начато или находится в начальной стадии.
К опережающей стандартизации можно отнести применение в стандартах отраслей (стандартах организаций) прогрессивных международных стандартов и стандартов отдельных зарубежных стран до их принятия в нашей стране в качестве государственных.
За рубежом существует категория «предварительных стандартов», в которых оперативно закрепляются результаты научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР).
В ряде случаев опережающие стандарты влияют на организацию специализированного производства совершенно новых видов продукции. Например, в конце 1980-х гг. было утверждение международного стандарта на аудиокомпактный диск до начала производства самого изделия. Это позволило обеспечить полную совместимость компакт-диска с другими техническими средствами и тем самым избежать непроизводительных затрат.
Конспект по дисциплине Основы стандартизации, метрологии и управления качеством продукции на тему Параметричекая стандартизация.
Параметр продукции — это количественная характеристика ее свойств.
Наиболее важными параметрами являются характеристики, определяющие назначение продукции и условия ее использования:
размерные параметры (например, размер одежды и обуви, вместимость посуды);
весовые параметры (масса отдельных видов спортинвентаря);
параметры, характеризующие производительность машин и приборов (производительность вентиляторов и полотеров, скорость движения транспортных средств);
энергетические параметры (мощность двигателя и пр.).
Процесс стандартизации параметрических рядов — параметрическая стандартизация — заключается в выборе и обосновании целесообразной номенклатуры и численного значения параметров. Решается эта задача с помощью математических методов.
Параметрическая стандартизация – стандартизация, направленная на фиксирование оптимальных численных значений параметров, определяющихся строгой математической закономерностью.
Под параметром продукции подразумевается количественная характеристика свойств продукции. Параметры бывают главные и основные.
Основные параметры характеризуют технологические и эксплуатационные свойства продукции и процессов.
Главные параметры не изменяют своего значения при усовершенствованиях технологии, изменениях в применяемых материалах. Этот тип параметров лучше всего определяет свойства изделий и процессов. Главных параметров может быть несколько.
У каждого определенного типа продукции есть свой набор параметров, который называется параметрическим рядом. Примером параметрического ряда может быть размерный ряд.
Параметрическая стандартизация, т. е. стандартизация параметрических рядов, представляет собой определение численных значений и номенклатуры параметров ряда.
При стандартизации параметрического ряда необходимо учитывать интересы как потребителей, так и производителей. Если установить, например, слишком большую частоту ряда, потребители будут полностью удовлетворены, а производители будут страдать от очень больших затрат на производство.
