Принцип оптимизации стандартизуемых параметров

Процесс оптимального нормирования параметров можно представить следующим образом:

- определяются оптимальные выходные характеристики проектируемого изделия (производительность, мощность, скорость и т.д.), нормируются их предельные значения;

- выясняются связи (например, функциональные зависимости) между каждым влияющим (функциональным) параметром образующих изделие элементов и некоторой выходной характеристикой изделия, и по допускаемому рассеянию одних определяются необходимые ограничения других.

Задачи оптимизации решаются математическими методами, которые хорошо разработаны в специальной области, называемой теорией оптимизации. Основная сложность чаще всего состоит не в поиске решения, а в необходимости правильной постановки задачи, включая выбор критериев оптимизации.

В процессе постановки оптимизационной задачи необходимо классифицировать параметры объекта, выделив основные и второстепенные, для того чтобы определить приоритеты их стандартизации. После выбора номенклатуры стандартизуемых параметров следует определить границы параметрических рядов, причем надо обязательно учесть перспективы развития объектов стандартизации в сторону увеличения их характеристик и/или в сторону миниатюризации.

Выбранные диапазоны параметров должны быть заполнены предполагаемым множеством объектов стандартизации, причем их число определяется компромиссом между потребителем и производителем. В каждом диапазоне параметров устанавливается характер градации (структура и частота). Существенную помощь в выборе градации параметрического ряда может оказать использование рядов предпочтительных чисел. Оптимизация параметров позволяет уменьшить расходы на изготовление и эксплуатацию изделия, а, следовательно, и снизить суммарные расходы.

Порядок оптимизации стандартизуемых параметров объекта приведен на рисунке 3.

Принцип системности

Принцип системности в стандартизации предусматривает применение системного подхода, как к объекту стандартизации, так и к организации нормативной документации по стандартизации (см. рисунок 4). Системный подход подразумевает рассмотрение элементов, образующих систему, с учетом связей между ними, что позволяет разрабатывать систему взаимно увязанных требований к объекту стандартизации и к основным элементам, составляющим этот объект.

Официально утвержденные нормы могут быть оформлены в виде приказов, правил, законов, положений или стандартов.

Любой объект стандартизации (изделие, техпроцесс, набор условных обозначений) следует рассматривать как систему определенного уровня сложности. Если объект стандартизации сравнительно прост, можно ограничиться разработкой одного стандарта. Сложные объекты стандартизации могут представлять собой системы, включающие в себя не только элементы, но и другие системы более низкого порядка (подсистемы).

Например, Единая система конструкторской документации (ЕСКД) включает такие подсистемы, как "Общие правила выполнения чертежей" (ГОСТ 2.3ХХ-ХХ), "Правила выполнения схем и обозначения условные графические" (ГОСТ 2.7ХХ-ХХ) и ряд других (знак Х здесь заменяет произвольную цифру).

Не объединенная формально система допусков и посадок фактически включает в себя "Единую систему допусков и посадок", системы допусков и посадок резьбовых, шлицевых, шпоночных поверхностей и соединений и др.

Принцип комплексности

Комплексный подход в стандартизации подразумевает установление и применение взаимосвязанных норм и требований к взаимосвязанным в процессе создания (производства) и (или) эксплуатации либо потребления объектам стандартизации. При этом конкретные объекты стандартизации могут входить в разные системы.

Комплексами НД по стандартизации можно считать такие, которые объединяют требования к материалам, полуфабрикатам, деталям, комплектующим и изготовляемым из них сложным изделиям, машинам, приборам. Если учесть, что однотипные материалы, полуфабрикаты и комплектующие применяют для создания машин и приборов разного назначения, то можно сделать вывод о комплексном подходе к стандартизации как о попытке оптимизации взаимодействия соприкасающихся, пересекающихся или косвенно связанных между собой объектов (систем).

Не очевидны связи, объединяющие в один комплекс музыку, стандартизацию и метрологию, но без стандартных эталонов времени и частоты невозможна согласованная настройка музыкальных инструментов.

Простейшими примерами комплексных объектов стандартизации являются деталь и ее чертеж, в котором используются нормы проектирования и оформления (ЕСКД), стандарты на материалы, нормы номинальных значений и точности геометрических параметров и ряд других.

Минимальным комплексом стандартов можно считать изданные одной брошюрой ГОСТ 2789-73 «Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики» и ГОСТ 2.309-73 «ЕСКД. Обозначение шероховатости поверхностей».

Известным сложным изделием является автомобиль, который в ходе проектирования, производства и эксплуатации приходится "увязывать" со стандартами на металлы и сплавы, другие конструкционные и горюче-смазочные материалы, приборы для измерения разных физических величин, с экологическими нормами, правилами дорожного движения и юридическими нормами.

Одна из самых распространенных сборочных единиц – подшипник качения. В комплекс стандартов, связанных с подшипниками, входят стандарты на материалы для изготовления его деталей, стандарты на сами подшипники, а также стандарты, регламентирующие посадки подшипников качения и требования к поверхностям, сопрягаемым с подшипниками.

Важной задачей комплексной стандартизации является ограничение числа входящих в комплекс элементов и их связей, поскольку возможно бесконечное расширение любого комплекса. Оптимальное ограничение комплекса объектов стандартизации позволяет достичь значительного экономического эффекта за счет сокращения времени и труда на их разработку и более скорого внедрения стандартов с взаимоувязанными требованиями.

Еще одна задача комплексной стандартизации состоит в обеспечении преемственности вновь назначаемых норм с ранее установленными и в увязывании разрабатываемых стандартов с действующими стандартами.

Комплексный подход позволяет успешно решить еще одну противоречивую задачу стандартизации – назначение в стандартах перспективных норм и требований. Когда разрабатывается новый комплекс требований, его согласуют не только с действующими стандартами, но и с требованиями международных и наиболее прогрессивных национальных стандартов других стран.