ЛЕКЦИЯ
Учебнаядисциплина «Метрология, стандартизация исертификация»
Занятие«Унификация вооружения и военной техники»
Кострома- 2010 г.
Содержание
Введение
1. Целии виды унификации ВВТ
2. Основныенаправления унификации ВВТ
3. Качественныетребования и количественные показатели унификации ВВТ
Заключение
ВВЕДЕНИЕ
Напомню, что стандартизация ВиСРХБЗ- это проводимые в войсках РХБ защиты работы по стандартизации узлов,комплектующих элементов и материалов, применяемых в образцах ВиСРХБЗ, а такжеработы по установлению ОТТ, норм и правил, касающихся вопросов разработки,производства и эксплуатации этих образцов.
Основными целямистандартизации ВиС РХБЗ являются:
повышенияуровня безопасности жизни или здоровья военнослужащих, имущества физических илиюридических лиц, государственного и военного имущества, экологическойбезопасности, безопасности жизни или здоровья животных и растений;
повышенияуровня безопасности военных объектов с учетом риска возникновения чрезвычайныхситуаций природного и техногенного характера;
обеспечениянаучно-технического прогресса в войсках РХБ защиты;
повышенияконкурентоспособности ВиС РХБЗ;
рациональногоиспользования ресурсов; технической и информационной совместимости в войскахРХБ защиты;
сопоставимостирезультатов исследований (испытаний) и измерений, технических иэкономико-статистических данных в войсках РХБ защиты;
взаимозаменяемостиВиС РХБЗ.
Существует несколько методовстандартизации:типизация, агрегатирование, симплификация, систематизация и унификация.
Типизация — разработка конструктивных типовых или технологических решений, в которыхотобраны и закреплены в нормативном документе общие для ряда изделий илипроцессов характеристики. Типизация резко сокращает затраты времени напроектирование и разработку технологических процессов и изделий;
Агрегатирование — метод проектирования машин и оборудования, основанный на рациональномчленении машин на агрегаты, каждый из которых выполняет определенную функцию ипредставляет собой законченное, и может быть использован при создании различныхмодификаций машин, оборудования одного и того же класса, или других классов(блочно-модульное проектирование).
Симплификация — рациональное ограничение числа используемых материалов, марок, типов вкаком-либо изделии или в пределах предприятия отрасли. Ограничительные спискисуществуют и при производстве оборонной продукции.
Систематизация — метод стандартизации, заключающийся в научно обоснованном классифицировании иранжировании совокупности конкретных объектов стандартизации.
Рассмотрим подробнее один изметодов стандартизации – унификацию и переходим к рассмотрению следующегоучебного вопроса.
В 1851 годупринц Альберт, супруг королевы Виктории, организовал в Лондоне «Великуювыставку» которая должна была продемонстрировать всему миру техническиедостижения Британской империи. Миллионы посетителей бродили по фантастическомухрустальному дворцу, который был воздвигнут в Гайд-парке специально для этогомероприятия. В американском отделе толпы зевак окружали шумного,темпераментного джентльмена, который расхваливал революционную новинку — пистолет, из которого можно было выстрелить не один и не два раза подряд, ацелых шесть! Но публику гораздо больше поражало не это. В те времена, когдалюбое изделие точной механики производилось вручную, а все детали подгонялисьиндивидуально, сборка работоспособного пистолета прямо на глазах публики издеталей, наугад вынимаемых из нескольких стоящих на столе коробок (детали в каждойбыли абсолютно взаимозаменяемы благодаря очень точной обработке на металлорежущихстанках), выглядела настоящим чудом. Имя развлекавшего публику американцасейчас известно практически каждому. Это был Сэмюэл Кольт.
1.Цели и виды унификации ВВТ
Под унификацией ВВТ понимаетсяприведение образцов (комплексов) ВТ, их составных частей (СЧ) и комплектующихизделий (КИ) к единообразию на основе установления рационального числа ихразновидностей.
Цели унификации:
— уменьшениемногообразия имеющихся видов, типов и типоразмеров ВВТ одинаковогофункционального назначения путем изменения в необходимых случаях конструкцийили конструктивных элементов, основных и второстепенных размеров и т.д.;
— изменениеконструкций и исполнительных размеров, марок материала, технической итермохимической обработки, точности изготовления аналогичных деталей,применяемых на разных заводах с целью внедрения автоматических линий,допускающих экономически выгодную переналадку при данных размерах серийноговыпуска деталей;
— созданиекомплексов взаимозаменяемых агрегатов, узлов и деталей, предназначенных длясборки значительно большей номенклатуры ВВТ (по сравнению с существующиминеунифицированными аналогичными изделиями) путем добавления некоторогоколичества специальных (оригинальных) узлов и деталей;
— пересмотрвидов, типов и типоразмеров, изготовляемых или приобретаемых для комплектацииВВТ для замены морально устаревших или недостаточно качественных болеесовременными, надежными и долговечными изделиями.
Выше нами употреблялись такиепонятия, как: изделие, образец ВТ, комплекс ВТ, унифицированное изделие,стандартное изделие, агрегат. Дадим определение этим понятиям.
Изделие — единица промышленной продукции количество которой может исчисляться в штукахили экземплярах.
Образец ВТ — изделие, разрабатываемое по ТТЗ МО и самостоятельно выполняющее задачи,свойственные данному виду ВТ.
Комплекс ВТ — совокупность функционально-связанных образцов ВТ, инженерно-строительныхсооружений и средств обеспечения, объединенных для самостоятельного выполненияопределенной стратегической, оперативно-тактической или другой задачи.
Унифицированные изделия– изделия, имеющие одинаковые составные части.
Стандартное изделие — изделие, выпускаемое по стандарту, полностью и однозначно определяющему егоконструкцию, показатели качества, методы контроля, правила приемки и поставки.
Агрегат — сборочная единица, обладающая полной взаимозаменяемостью, возможностью сбораотдельно от других составных частей, изделие или изделия в целом способныевыполнять определенную функцию в изделии самостоятельно /двигатель/.
В зависимости отобласти распространения унификация ВТ подразделяется на: внутрипроектную,межпроектную, отраслевую, межотраслевую, унификацию на предприятии,внутривидовую и межвидовую.
Внутрипроектнаяунификация — проводится в пределах одного проекта; межпроектная — в пределахдвух и более проектов.
Отраслеваяунификация проводится в рамках одной отрасли; межотраслевая— охватывает изделияодинакового или близкого назначения, изготовляемые (применяемые) двумя илиболее отраслями промышленности. Внутривидовая унификация — унификация образцов(комплексов), предназначенных для решения однотипных задач в определенном видеВС РФ (роде войск); межвидовая — в нескольких видах ВС.
В процессеразвития унификации все более четко определяются два основных ее направления: ограничительноеи компоновочное. Ограничительное направление характеризуется проведениеманализа номенклатуры выпускаемых изделий и ограничение ее до минимальнонеобходимой номенклатуры типоразмеров изделий и их элементов. Компоновочноенаправление характеризуется проведением анализа потребности и выявлением номенклатурыизделий, необходимых народному хозяйству. Результатом этого анализа являетсясоздание новых рядов машин и их промежуточных типоразмеров на основе компоновкииз определенного набора унифицированных узлов, агрегатов или блоков, но впределах стандартных действующих или создаваемых типоразмерных рядов.
2.Основные направления унификации ВВТ
Унификация оборонной продукции (каксистема) осуществляется по двум взаимосвязанным путям:
— унификация образцов/комплексов/, способствующая установлению оптимальной системы вооружения длярешения поставленных боевых задач с заданной эффективностью при минимальнонеобходимой номенклатуре оружия и боевой техники;
— унификация составных частей,комплектующих элементов и материалов, которая обеспечивается за счетиспользования при проектировании образцов /комплексов/ ВТ стандартных иунифицированных изделий и материалов. Это направление позволяет сократить времяпроектирования, повысить надежность вновь создаваемого вооружения, достичьзначительного экономического эффекта.
Применение в разрабатываемомобразце освоенных в производстве и проверенных в эксплуатации стандартных иунифицированных составных частей, комплектующих элементов и материаловпозволяет сократить время проектирования, повысить надежность вновьсоздаваемого образца и дает значительный экономический эффект. Примером томуслужит семейство стрелкового автоматического оружия системы Калашникова образцыкоторого /автоматы, ручные и станковые пулеметы/ имеют большинство взаимозаменяемыхузлов и деталей (уровень унификации достигает 90%).
Унификация,как один из методов стандартизации (подсистема), направлена на приведениеобразцов /комплексов/ ВТ и их составных частей к рациональному минимуму ихразновидностей, осуществляется по следующим направлениям:
— создание образцов /комплексов/для использования в нескольких видах ВС, родах войск;
— разработкапараметрических рядов, т.е. упорядоченной совокупности числовых значенийпараметров;
— применение во вновьразрабатываемых и модернизируемых образцах составных частей освоенных впроизводстве и показавших высокую надежность в условиях войсковой эксплуатации;
— разработка унифицированныхизделий, т.е. одинаковых составных частей двух и более изделий;
— разработка базовых образцов, т.е.образцов, лежащих в основе конструктивного ряда (типоразмерный ряд изделийодинаковой конструкции);
— создание универсальных образцовмногоцелевого назначения:
— развитие агрегатирования иблочно-модульного конструирования;
— обеспечение условий совместимостиразрабатываемого изделия с изделиями, эксплуатация и применение которых будутосуществляться совместно с разрабатываемыми;
— использование типовыхтехнологических процессов, стандартного оборудования, средств и методовиспытаний и измерений, а также существующих средств технического обслуживания иремонта.
Поясним терминтипоразмер.
Типоразмер — предмет производства (деталь, узел, машина, прибор), который имеетопределенную конструкцию (присущую только данному предмету), конкретныепараметры и размеры и записывается отдельной позицией в графу спецификацииизделия.
Использование выше перечисленныхнаправлений унификации позволяет сократить число видов и типов ВВТ, повыситьэкономическую эффективность в процессе разработки, производства и эксплуатациисократить сроки разработки и производства, повысить качество ВВТ.
Работа в области унификацииобразцов ВВТ характеризуется уровнем унификации, — насыщенность образцаВВТ унифицированными и стандартными составными частями. При этом уровеньунификации должен быть оптимальным. Нельзя требовать от конструктора, чтобы всесоставные части образца были бы стандартными или унифицированными. Полнаястандартизация означала бы отсутствие прогресса, ограничивала бы идеиконструктора по созданию более совершенных образцов. Не неразумно неиспользовать в разрабатываемом образце стандартных и унифицированных изделийи считать, что все составные части образца конструктор должен вновьразрабатывать. Да, использование оригинальных изделий (изделий разрабатываемыхдля образца) целесообразно ограничивать. Но соотношение унифицированных илистандартных изделий и оригинальных изделий должно быть оптимальным, когдадостигается максимально возможная технико-экономическая эффективность дляобеспечения заданных технических характеристик образца.
Уровень унификации образца должензадаваться конструктору в тактико-техническом задании на проведение ОКР и впоследующем может уточняться. Требования по уровню унификации включаютколичественные и качественные требования.
3. Качественныетребования и количественные показатели унификации ВВТ
Качественныетребования по стандартизации и унификации должны включать:
-требования по обеспечению межпроектной унификации, где,указываются конкретные изделия, с которыми в первую очередь должно бытьунифицировано разрабатываемое изделие, вплоть до указания составныхчастей.которые должны быть заимствованы или разработаны как унифицированные;
-требования по применению базовых конструкций иэлементной базы, там, указываются изделия (составные части), которые должныбыть приняты в качестве базовых. Указываются базовые конструкции и элементнаябаза, на основе которых должны разрабатываться изделие и его составные части.Указывается на необходимость использования принципов агрегатирования иблочно-модульного конструирования при разработке изделия.
-требования по разработке изделия в качествебазового, в них, указываются требования к разрабатываемому изделию, выполнениекоторых должно обеспечить возможность его использования в качестве базового длясоздания на его основе модификаций;
-требования обеспечения условий совместимости,где, указываются существущие или разрабатываемые изделия, а также средстватехнического обслуживания и ремонта, совместно с которыми должно использоватьсяпри эксплуатации данное изделие. При необходимости указываются требования пообеспечению конструктивно-технической и функциональной совместимости с нимиразрабатываемого изделия;
— требования по применению ограничительных перечней,в них указываютсянаименования действующих ограничительных перечней, в соответствии с которымидолжны применяться комплектующие изделия, материалы, контрольно-измерительная иповерочная аппаратура;
-требования по применениютехнологических процессов, оборудования, оснастки и инструмента, в которых указываютсятиповые технологические процессы, стандартное и унифицированное технологическоеоборудование, оснастка и инструмент, которые необходимо использовать при изготовленииданного изделия;
-требования по использованиюметодов и средств испытаний и контроля -указывают стандартные и типовые методыи средства испытаний и контроля, которые необходимо использовать приразработке, изготовлении и испытаниях изделий;
-требования по использованиюпараметрических и типоразмерных рядов – указывают номенклатуру составных частейизделия, которые должны разрабатываться или применяться в соответствии оустановленными параметрическими и типоразмерными рядами;
-требования по разработкеруководящих документов -устанавливают необходимость разработкидля данного изделия руководящих указаний по конструированию и ограничительныхперечней на комплектующие изделия и материалы.
При подсчетепоказателей стандартизации и унификации не учитываются следующие детали:
Крепежные детали (болты и винтывсех видов, шпильки, заклепки, штифты, шплинты, нагели, штыри, шурупы, гвозди).
Пробки и заглушки.
Детали соединения трубопроводов иарматуры (муфты, ниппели, накидные гайки, переходные патрубки, трубки).
Гайки различных видов:установочные, подкладные и резьбовые кольца; (шайбы для металла и дерева всехвидов).
Шпонки всех видов.
Крючки, подвески, ушки, рым-болты.
Электромонтажные детали (лепестки,наконечники, кабельные скобы), наконечники проводов, перемычки, лампочки.
Прокладки, накладки, планки,обечайки, приварыши, наклёпыши, пломбы.
Детали, выпускаемые без чертежей поГОСТ 2.109-73 (п.1.1).
Детали тары и упаковки.
Кольца установочные,регулировочные, подкладные.
Правила контроля выполнениятребований по стандартизации и унификации
Контроль выполнениятребований по стандартизации и унификации осуществляется в целях:
-проверки соответствия значенийпоказателей стандартизации и унификации значениям, заданным в ТТЗ (ТЗ);
— проверки выполнения качественныхтребований по стандартизации и унификации;
-проверки обоснованности примененияоригинальных составных частей и выявления возможностей дальнейшего сокращенияноменклатуры составных частей и материалов;
-проверки расчетов ожидаемойэкономической эффективности от стандартизации и унификации.
Количественные требования к уровнюунификации должны носить оптимальный характер исходя из условия обеспечениязаданных тактико-технических требований при минимальных затратах на разработку,изготовление и — эксплуатацию изделий, и должны базироваться на результатах научно-исследовательскихи экспериментальных работ, анализе состояния и перспектив достиженийотечественной и зарубежной науки и техники, а также опыте разработки,производства и эксплуатации аналогичных изделий.
Эффективностьработ по унификации характеризуется уровнем унификации.
Под уровнемунификации и стандартизации изделий понимают насыщенность их соответственноунифицированными и стандартными составными частями (деталями, узлами,механизмами), и наиболее часто для их расчета используются:
— коэффициент применяемости – kпр;
— коэффициент повторяемости — kп;
— коэффициент межпроектнойунификации — kму.
Коэффициентприменяемости Кпр показывает уровень применяемости составных частей(типоразмеров), т.е. уровень использования во вновь разрабатываемыхконструкциях деталей, узлов, механизмов, применявшихся ранее в предшествовавшиханалогичных конструкциях. Рассчитывают по количеству типоразмеров, по составнымчастям изделия или в стоимостном выражении.
Коэффициентприменяемости в различных отраслях промышленности в основном определяют спомощью дифференцированных показателей, характеризующих уровень (степень)унификации изделий (в %).
Коэффициент применяемостиопределяется по формуле
kпр=/> (%),
kпр=/> (вдолях), (1)
где n — общее количествотипоразмеров в образце;
nо — количествооригинальных типоразмеров.
Коэффициентприменяемости может также рассчитываться по составным частям и их стоимости
kпр=/> (вдолях), (1)
где N — общее количество составныхчастей в образце;
Nо — количествооригинальных составных частей.
kпр=/> (%),(1а)
где C — стоимость всех составныхчастей в образце;
Со — стоимостьоригинальных составных частей.
Как видно из формул (1 и 1а),коэффициент применяемости можно рассчитать, если известно n и nо илиN и No. Чаще всего, это известно, когда приходится иметь дело смодернизацией уже существующего изделия. Хотя на конечной стадии разработкиконструкторской документации для нового изделия тоже можно узнать эти величиныи рассчитывать коэффициент применяемости по формулам (1 и 1a).
При разработке TТ3 на проведениеOКP количество n и N может быть точно не известно. Тогда коэффициентприменяемости может определяться:
1. При наличии статистическихданных и прототипа в данной группе изделий;
2. При отсутствии статистическихданных, но при наличии прототипа;
3. При отсутствии статистическихданных и прототипа.
Определениекоэффициента повторяемости — kп
Коэффициентповторяемости составных частей в общем числе составных частей данного изделия kпхарактеризует уровень унификации и взаимозаменяемость составных частей изделийопределенного типа
/>
где N — общее количество составныхчастей в изделии;
n — общее количество типоразмеров в изделии.
Среднюю повторяемость составныхчастей в изделии характеризует коэффициент повторяемости, который определяетсякак отношение общего количества составных частей в изделии (N) к общемуколичеству типоразмеров (n) в изделии
kп=N/n (в долях) (2а)
где N — общее количество составныхчастей в изделии;
n — общее количество типоразмеров в изделии.
Коэффициент повторяемости характеризуетуровень внутрипроектной унификации изделия и взаимозаменяемость составныхчастей внутри данного изделия.
Численное значение kпопределяется на основании статистических данных о средней повторяемостисоставных частей в группе ранее разработанных изделий функциональногоаналогичного назначения. Среднее значение kп определяется
/>,(3)
где h — общее количество изделий в группе;
kni — коэффициентповторяемости i-го изделия в группе.
Коэффициент повторяемостиразрабатываемого изделия должен, как правило, удовлетворять условию: />.
Если известно количество составныхчастей (N) в изделии, то kn может быть определен на основаниикорреляционной зависимости Кп =f (N).
Но при этом необходимо иметьстатистику (достаточно большуюгруппу ранее разработанных изделий).
Для построения указаннойзависимости по каждому изделию выбранной группы определяется kn иобщее число составных частей. Эти данные упорядочиваются по значению иаппроксимируются зависимостью вида
kn=1+d·Na.(4)
Значения коэффициентов d и aопределяются по методу наименьших квадратов.
При отсутствии необходимого объёмастатистических данных определение kn на разрабатываемое изделиеможет осуществляться приближённо на основе данных о величине kn ипрототипа разрабатываемого изделия по формуле
/>,(5)
где kn — коэффициентповторяемости прототипа;
Nn — общее число составных частей визделии-прототипе;
N' — ожидаемое количество составныхчастей разрабатываемого изделия.
Коэффициентмежпроектной унификации - /> характеризуетуровень взаимной унификации группы изделий и представляет собой соотношениеколичества сокращённых за счет взаимной унификации типоразмеров (составныхчастей) для данной группы проектов (образцов) к максимальному сокращениюколичества типоразмеров (составных частей) этой группы проектов (образцов) ирассчитывается по формуле
/>,(6)
где Н — общее количестворассматриваемых проектов (изделий);
ni — количество типоразмеров (составных частей) в i -ом проекте (изделии);
Q — общее количество оригинальныхтипоразмеров (составных частей), применяемых в группе из Н проектов (изделии);
nmax — максимальноеколичество типоразмеров (составных частей) одного проекта (изделия).
Численные значения />определяютсяна основании анализа состояния взаимной унификации ранее разработанных изделийс учётом возможности и целесообразности дальнейшего повышения уровнямежпроектной унификации за счет уменьшения разнотипности составные частей,совместно эксплуатируемых или изготовляемых изделий.
Расчёт /> разрабатываемогоизделия с выбранной группой изделий может осуществляться по упрощённой формуле
/>,(7)
где n' — ожидаемое общеечисло типоразмеров в разрабатываемом изделии на выбранном уровне конструктивнойсложности;
nз' — количествотипоразмеров (составных частей), которые могут быть заимствованы из выбраннойгруппы изделий.
В зависимости от специфики изделийи наличия необходимых исходных данных для обоснований численных значений Кпр,Кп, Кму, кроме описанных методов могут использоваться другие методы, в том числе:
— методы прогнозирования на основеэкстраполяции тенденций изменения показателей во времени;
— методы определения ожидаемыхуровней стандартизации и унификации на основе решения задач оптимизации;
— вероятностные методы;
— методы экспертных оценок и т.д.
По каждому показателюколичественных требований обязательно должно быть указано:
— численное значение показателя;
— уровень конструктивной сложностисоставные частей, на котором рассчитывается значение показателя (детали,сборочные единицы);
— размерность исходных данных(типоразмеры, штуки, стоимость, масса, трудоёмкость).
Обоснование количественныхтребований по стандартизации и унификации разрабатываемого изделия проводитсяна основе анализа статистических данных о показателях стандартизации и унификацииранее разработанных изделий и взаимосвязи с технико-экономическими иэксплуатационными характеристиками. При этом следует учитывать особенностиразрабатываемого изделия (изменение ТТХ, конструкции, элементной базы и т.д.)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На сегодняшнем занятии мырассмотрели следующие учебные вопросы:
— цели и виды унификации ВВТ
— основные направления унификацииВВТ
— качественные требования иколичественные показатели унификации ВВТ
На следующем практическом занятиимы будем учиться рассчитывать количественные показатели стандартизации иунификации ВВТ. Получить литературу:
1. Стандартизация, метрология,сертификация. Под ред. Смирнова А.М. ВУ РХБЗ, дсп, 2001. 322 с. (инв. 3460).
2. Сборник примеров и задач постандартизации, надежности и метрологии. Смирнов А.М. и др. ВУ РХБЗ, дсп, 2001.53 с. (инв. 4061).
Задание насамоподготовку
(1 час на самоподготовку)
Дополнить конспект лекции.
Получить литературу:
Основная
1. Стандартизация, метрология,сертификация. Под ред. Смирнова А.М. ВУ РХБЗ, дсп, 2001. 322 с. (инв. 3592)стр. 52-67.
2. Сборник примеров и задач постандартизации, надежности и метрологии. Смирнов А.М. и др. ВУ РХБЗ, дсп, 2001.53 с. (инв. 4061).
Дополнительная
1. Сергеев А.Г., Латышев М.В.,Терегеря В.В. Стандартизация, метрология, сертификация. Учебное пособие. – М.:Логос, 2005. 560 с.
2. Лифиц И.М. Стандартизация,метрология и сертификация. Учебник. 4-е изд. –М.: Юрайт. 2004. 335 с.
3. Эксплуатация вооруженияхимических войск и средств защиты. Учебное пособие. ВАХЗ, дсп. 1990. (инв.2095).
4. Контроль качества разработки ипроизводства ВВТ. Под редакцией А.М. Смирнова. дсп. 2003. 274 с. (инв. 3447).
В ходе занятия быть готовыми:
1. Ответитьна вопросы преподавателя.
2. Представитьрабочие тетради с отработанными вопросами согласно задания.
унификация вооружениестандартизация оборонный
Литература
1.Стандартизация, метрология, сертификация. Под ред. Смирнова А.М. ВУ РХБЗ, дсп,2001. 322 с. (инв. 3460).
2.Сборник примеров и задач по стандартизации, надежности и метрологии. СмирновА.М. и др. ВУ РХБЗ, дсп, 2001. 53 с. (инв. 4061).
3.Сергеев А.Г., Латышев М.В., Терегеря В.В. Стандартизация, метрология, сертификация.Учебное пособие. – М.: Логос, 2005. 560 с.
4.Лифиц И.М. Стандартизация, метрология и сертификация. Учебник. 4-е изд. –М.:Юрайт. 2004. 335 с.
5.Эксплуатация вооружения химических войск и средств защиты. Учебное пособие.ВАХЗ, дсп. 1990. (инв. 2095).
6.Контроль качества разработки и производства ВВТ. Под редакцией А.М. Смирнова.дсп. 2003. 274 с. (инв. 3447).
Наглядныепособия и приложения
7.«Лектор-2000»
8. Комплектслайдов