Визначення узагальненого критерію оцінювання

В цілому узагальнений критерій оцінювання (цінність) ТС визначається ефективністю виконання нею заданої зовнішньої функції. Залежно від умов задачі розрізняють декілька видів узагальнених критеріїв.

Технічний критерій є інтегральним комплексним параметром, що об’єднує функціональні, конструктивні, технологічні, експлуатаційні, частково ергономічні параметри, параметри зберігання та транспортування.

Економічний критерій об’єднує у собі основні економічні параметри, а також параметри постачання та планування.

Критерій споживача включає функціональні, експлуатаційні, ергономічні, економічні і естетичні параметри, а також якість виготовлення.

Три наведені критерії можуть бути об’єднані у сукупному узагальненому критерії.

Перелічені критерії є абсолютними. Якщо вони визначені для так званої „ ідеальної ” ТС, яка має максимальну можливу загальну ефективність при виконанні заданої функції, то інші ТС аналогічного призначення можна порівнювати з ідеальною шляхом визначення відношення їх критеріїв до відповідних критеріїв ідеальної.

Технічний та економічний критерії оцінювання пов’язані S–по-дібною залежністю (рис. 8.2) [15].

Хоча й більшість критеріїв ТС може бути оцінена кількісно, все ж таки виникають труднощі, пов’язані із тим, що вони виражаються в різних одиницях. Тому для переходу до узагальненого критерію можна скористатись бальним оцінюванням параметрів. Слід зауважити, що для основних параметрів ТС оцінка типу „задовільно” або „незадовільно” є не досить точною.

Узагальнений критерій визначається шляхом обчисленням середнього арифметичного, середнього геометричного або векторної суми (радіуса – вектора), складовими якої є окремі критерії ТС. Можливо також використання методу визначення площі багатокутника або об’єму багатогранника.

9. Представлення технічних систем

Способи і методика представлення ТС детально вивчаються в теорії конструювання [16]. Отримані в результаті використання того чи іншого способу представлення моделі самі по собі є системами типу „об’єкт” [17].

Вище вже розглядались ФС, ПС та КС – типові моделі ТО. Окрім них відомо ще багато способів представлення, вибір яких залежить від самої ТС, стану, в якому вона знаходиться, а також від мети представлення (повідомлення, дослідження, проектний розрахунок, порівняння і т.д.).

Оскільки створення та вивчення моделей займає багато часу, раціоналізації способів представлення приділяється багато уваги.

Останнім часом з появою та удосконаленням комп’ютерів у сфері моделювання ТС відбулись помітні зміни, але й виникли нові проблеми.

Вище вже відмічалось (див., наприклад, рис. 5.5), що інформативність під час моделювання ТС в значній мірі залежить від ступеня абстрактності або ступеня повноти представлення. Тут ми знов повертаємось до функціональних, принципових і конструктивних елементів, на основі яких і розробляються відповідні моделі. Наприклад, складові конструктивні елементи, які являють собою ТС нижчого рівня складності можуть мати різні форми і габарити. На традиційних графічних способах їх представлення ми зупинятись не будемо – вони детально вивчаються в курсі дисципліни „Деталі машин” та інших. Слід лише акцентувати увагу на сучасних методах САПР для проектування конструктивних елементів, при реалізації яких широко застосовується комп’ютерна техніка. Тут знов необхідно згадати про системний підхід, оскільки з геометричної точки тіло будь-якої конфігурації можна розглядати як систему точок, ліній, поверхонь або елементарних форм. З врахуванням цього, можливі такі моделі:

а) площинна (лінійна) модель, яка описує конструктивний елемент за допомогою точок та ліній згідно із вимогами ЄСКД та ЄСТПВ. При відсутності на кресленні необхідного числа проекцій, видів та розрізів вона не дозволяє задовільно передати форму та ряд розмірів конструктивного елемента, оскільки не забезпечує просторового ефекту і допускає неоднозначності;

б) просторова (об’ємна) модель – упорядкована сукупність точок, ліній, поверхонь і елементарних тіл, яка в натуральну величину або в масштабі із задовільною точністю відтворює конфігурацію конструктивного елемента.

Останнім часом, зі все більш широким використанням комп’ютерів отримало розповсюдження графічне проектування елементів шляхом комбінування у просторі та об’єднання елементарних тіл (рис. 9.1).

10. Етапи створення та використання технічних систем

Наскільки складна сама ТС, настільки ж складним є процес її створення та використання. Конструктор повинен брати участь при реалізації всіх етапів „циклу життя” ТС, принаймні, в якості консультанта.

Весь „цикл життя” ТС ділиться на чотири основні етапи: створення, переміщення, використання за призначенням та ліквідації. Кожен з вказаних етапів містить складові стадії та операції. Нижче будуть розглянуті їх послідовність та зміст.

При більш детальному обговоренні етапів та стадій ми будемо враховувати рівень складності (див. табл. 6.1) і кількість виготовлюваних одиниць ТС (серійність випуску). У зв’язку із цим, необхідно одразу розділити всі ТС на три категорії, а саме:

1. ТС перших трьох рівнів складності серійного виробництва.

2. ТС перших трьох рівнів складності одиничного виробництва.

3. ТС четвертого рівня складності.

Слід спочатку дати загальну характеристику стадій та операцій, а також установити зв’язки між ними. Більш повне визначення змісту складових елементів „циклу життя” і включення їх у загальну структуру на початковій стадії створення ТС досить утруднене і недоцільне.

На стадії підготовки до розробки установлюється принципова можливість та доцільність створення ТС, формується ТЗ для початку процесу проектування. Зміст стадії підготовки в значній мірі залежить від функції та складності ТС, а також від вимог, що пред’являються до неї.

Найбільш важлива частина процесу підготовки – попередні дослідження. Метою їх є попередня розробка варіантів ТС, оцінювання можливості реалізації, а також збільшений аналіз ефективності кожного з них. Під час досліджень перевіряється виконання ТС заданої функції (наприклад, для металорізального верстата – функція обробки заготовки, для автомобіля – функція транспортування), попередньо визначаються найважливіші параметри (енергоємність, матеріалоємність, займана площа, термін служби), а інколи й узагальнений критерій оцінювання.

При проведенні попередніх досліджень застосовуються результати фундаментальних досліджень та практичний досвід експлуатації ТС аналогічного призначення. Важливим елементом досліджень є експеримент. При реалізації даної стадії інколи організовується дослідне виробництво варіантів ТС.

Результатом підготовчого процесу є постановка задачі, тобто укладання переліку вимог до ТС.

Стадія проектування охоплює всі операції конструкторських робіт, починаючи від розробки попередніх ескізів і до виконання деталювання елементів ТС та відпрацьовування технічних вимог та умов. Параметри ТС, визначені в результаті виконання стадії проектування служать вихідними параметрами стадії підготовки виробництва, що включає як технічні, так й організаційні заходи (вибір технології, обладнання, забезпечення матеріально-технічного постачання, планування процесу виробництва в часі, розподілення робіт між виконавцями і т.д.).

На стадії виготовлення матеріали і заготовки піддаються обробці з врахуванням параметрів, визначених на попередніх стадіях і, таким чином, сконструйована ТС матеріалізується.

На етапі переміщення змінюється належність ТС (від виробника вона переходить до споживача), а також місцеположення ТС (місце виробництва – місце використання). Типовими стадіями даного етапу є зберігання на складі, рекламування, пакування, транспортування, монтаж ТС.

ТС використовується для реалізації необхідних ПП,що забезпечують досягнення заданих параметрів об’єкта впливу. Вказане є головною метою всієї діяльності зі створення та використання ТС.

В процесі експлуатації ТС необхідно тримати у справному стані і модернізувати.

Нарешті, в результаті фізичного або морального зносу в процесі використання, ТС перестає відповідати установленим вимогам і ліквідується.

 

10.1. Стадії створення та використання технічних систем

серійного виробництва

В табл. 10.1 наведена структура та основна характеристика етапів створення та використання ТС серійного виробництва. Ці ж етапи можна представити у вигляді алгоритму (рис. 10.1). Перші стадії вже були докладно розглянуті, тому одразу перейдемо до стадії розробки та проектування.

 

Таблиця 10.1

Зміст етапів створення та використання ТС серійного виробництва

Стадії	Основні процеси стадії	Основні вхідні дані	Результати
Фундаментальні дослідження	Збір і аналіз наукової інформації, формулювання ідей, побудова моделей, укладання звітів	Наукова інформація, технічна потреба	Звіт про результати дослідження, наукові статті
Технічні дослідження	Обробка науково-технічної інформації, аналіз ТЗ, моделювання, обробка експериментальних даних	Науково-технічна інформація, ТЗ	Звіти про результати теоретичних та експериментальних досліджень
Економічні дослідження	Вивчення попиту, оцінювання конкурентноздатності, економічної кон’юнктури	Статистичні дослідження, проспекти фірм, звіти	Звіт з оцінювання економічної ситуації і можливостей збуту

Продовження таблиці 10.1

Стадії	Основні процеси стадії	Основні вхідні дані	Результати
Рішення про розробку	Оцінювання можливості реалізації, обробка інформації, оцінювання можливостей, прийняття рішення	Звіт про виробничі можливості, патентний огляд	Звіт з обґрунтуванням прийнятого рішення
Розробка ФС та ПС	Уточнення технічних вимог, формулювання задачі, розробка ФС та ПС, попередні розрахунки та оцінювання	Постановка задачі, технічні вимоги, аналіз патентної інформації	ФС та ПС, розрахунки, звіт
Ескізне проектування	Розробка компонування та КС, попередні розрахунки, визначення обмежень, термінів	ФС та ПС, крес-лення аналогічн-их ТС, наукова та технічна інформація	Розрахунки, КС, ескізи, звіт
Технічне проектування	Розрахунки, розробка вузлів, вибір матеріалів і методів виготовлення	Проектні кресле-ння, перелік ма-теріалів, список наявного виробничого обладнання, технічні умови	Комплект креслень та інструкцій
Підготовка до виготовлення дослідного зразка	Розробка технології, вибір та забезпечення обладнанням, матеріалами, інструментом та пристосуваннями	Комплект креслень та інструкцій, технічні умови на матеріали і операції	Технологічні карти, інструкції з виготовлення, складання і випробовувань
Виготовлення дослідного зразка	Підготовка матеріалів і заготовок, виготовлення деталей, складання, контроль	Комплект креслень, технологічні та операційні карти, інструкції	Дослідний зразок, звіт щодо підготовки виробництва
Випробовування дослідного зразка	Підготовка стенда і зразка до випробовування, забезпечення безпеки випробовування, оцінювання результатів, укладання звіту	Інструкції з проведення випробовувань, обробки і оцінювання результатів; інструкції з техніки безпеки	Звіт про результати випробовувань

Продовження таблиці 10.1

Стадії	Основні процеси стадії	Основні вхідні дані	Результати
Рішення про серійне виробництво	Аналіз наявної технічної, економічної та виробничої інформації	Всі дані	Рішення
Корегування виробничої документації	Обґрунтування корегування, зміна креслень та інструкцій	Дані про виготовлення та випробовування дослідного зразка	Креслення, технологія та інструкції для серійного виробництва
Підготовка серійного виробництва	Організація виробництва і матеріально-технічного постачання, підготовка та перевірка обладнання, технологічної документації, планування, зберігання і збуту продукції	Технологічні і виробничі дані	Звіти, рекомендації і організаційні заходи з підготовки серійного виробництва
Виготовлення зразків установочної серії	Підготовка матеріалів і заготовок, виготовлення деталей, складання, контроль	Технологія і інструкції для серійного виробництва	Зразки установчої серії, виробничий звіт
Випробовування зразків установочної серії	Підготовка стендів та зразків до випробовувань, забезпечення безпеки, випробовування, оцінювання результатів, укладання звіту	Звіт про випробовування дослідного зразка, інструкції до проведення випробовувань і техніки безпеки	Звіт про результати випробовувань та оцінювання
Остаточне корегування виробничої документації	Корегування креслень, інструкцій, документації, організація виробництва, перевірка готовності засобів виробництва і матеріально-технічного постачання	Виробничі звіти і звіти про випробовування	Остаточно відкоригований комплект виробничої документації

Продовження таблиці 10.1

Стадії	Основні процеси стадії	Основні вхідні дані	Результати
Серійне виробництво	Підготовка матеріалів та заготовок, виготовлення деталей, складання, контроль	Відкоригована виробнича документація	Серійні зразки ТС
Переміщення	Зберігання, рекламування, продаж, пакування, транспортування, монтаж	Замовлення, інструкції	Постачання і налагодження ТС
Використання ТС	Робочий процес експлуатації, технічне обслуговування, ремонт, модернізація, тимчасова консервація	Креслення, інструкції, звіти з використання	Акти приймання, рекламації, плани-графіки технічного обслуговування і ремонту
Ліквідація ТС	Демонтаж, відправка у металобрухт або підготовка до іншого використання	Креслення, інструкції і звіти	Вторинна сировина, інше використання

 

Розробка та проектування

В більшості випадків ТС проектується досвідченим інженером - конструктором і його групою. На даній стадії повинні бути підготовлені такі документи:

- звіт про результати або стан досліджень з ТЗ;

- ФС, ПС і КС варіантів ТС;

- техніко–економічне обґрунтування обраного варіанта ТС;

- проект ТС;

- результати патентного пошуку, заявки на патенти розробленого зразка ТС;

- розрахунок економічного ефекту;

- рекомендації щодо модернізації та подальшого удосконалення ТС.

Виконаний проект повинен бути перевірений і затверджений з врахуванням зауважень спеціальної комісії. Оскільки проект визначає практично всі параметри майбутньої ТС, його розробленню, перевірці і оцінюванню слід приділити максимум уваги.

Комплект документів проекту включає і робочі креслення ТС, за якими повинен бути виготовлений її дослідний зразок.

 

     Підготовка дослідного виробництва

Паралельно із виконанням креслень готується дослідне виробництво. Дослідний зразок повинен біти виготовлений з мінімумом виробничих витрат і з використанням наявного обладнання, оснащення, технологій та інструмента.