Функциональные и технологические критерии развития ТС

Для каждой ТС функциональные критерии развития являются количественными характеристиками основных показателей реализации фyнкций ТС. Наиболее важными среди них являются критерии производительности, точности и надежности.

Критерий производительности представляет собою интегральный показатель уровня развития техники, который непосредственно зависит от ряда параметpов, которые определенным образом влияют на производительность труда. Эти параметры являются частными функциональными критериями и могут быть измерены или вычислены по определенной зависимости.

Например,

1) скорость обработки объекта (число оборотов или операций в единицу времени, скорость движения рабочих органов машины и т.д.);

2) физические и химические параметры (температура, давление, напряжение), которые определенным образом влияют на интенсивность обработки технического объекта или предметы обработки;

3) степень механизации труда, которая определяется как отношение механической работы, выполняемой собственно ТС, ко всей механической работе, выполняемой суммарно ТС и человеком при изготовлении продукции;

4) степень автоматизации, которая равна отношению количества управляющих операций, выполняемых собственно ТС, к общему количеству операций, выполняемых совместно ТС и человеком;

5) непрерывность процесса обработки, которая определяется как соотношение числа операций, выполняемых с использованием непрерывных процессов, к общему числу операций с использованием непрерывных и периодических процессов действия на предмет обработки. При этом под непрерывными процессами понимают вращательное, поступательное движение или безостановочную обработку, а под периодическими – возвратно-поступалъное движение, операции с остановками и т.д.

Критерии точности также включают отдельные частичные критерии, а именно:

- точности измерения;

- точностиобработки материала;

- точности позиционирования;

- точности обработки потока энергии;

- точности обработки потока информации.

В настоящее время разработано и развито много способов, методов и приемов измерения, оценки и исследования точности, которые описаны в специальной литературе.

Очень важным является критерий надежности. Надежность определяется как свойство ТС сохранять свою работоспособность с заданной вероятностью в течение определенного промежутка времени. Критерий надежности является обобщающим, интегральным и включает в себя частные критерии:

1) безотказность, которая определяется вероятностью P(t) того, что на заданном интервале времени t=T (в границах заданной наработки) не возникнет отказ ТС;

2) долговечность, которая может характеризоваться рядом показателей, например, коэффициентом технического использования Ктс⁼ То/(То+Тпр), где То - время работы ТС за определенный период эксплуатации, Тпр - суммарное время простоев объекта из-за его ремонтов и технического обслуживания;

3) ремонтопригодность, которая определяет возможности ТС к предупреждению, выявлению и устранению отказов и повреждений путем проведения ремонтного и технического обслуживания; ремонтопригодность, например, характеризует время Тпр.

Определенные функциональные критерии производительности, точности и надежности очень сильно взаимно влияют один на другой. Их актуальность и вес всегда были выше в сравнении с другими группами критериев.

Технологические критерииглавным образом обеспечивают всестороннюю экономию труда при изготовлении ТС и подготовке ее к эксплуатации. Выделяют технологические критерии трудоемкости изготовления; технологических возможностей; использования материалов; разделения ТС на элементы.

Критерий трудоемкости изготовления ТС равен отношению суммарной трудоемкости Пс проектирования, изготовления и подготовки к эксплуатации изделия к главному показателю Q эффективности ТС: Кт = Пс / Q. Таким образом, этот критерий представляют как удельную трудоемкость изготовления на единицу получаемой эффективности. В табл.6.1 наведены примеры выбора главного показателя эффективности для разных ТС.

Критерий Кт является монотонно снижающейся функцией при сопоставлении разных поколений ТС. Актуальность его остается высокой и неизменной.

Таблица 6.1 Главные показатели эффективности ТС

Любая ТС может состоять из не более пяти типов элементов: Ас - стандартных или получаемых в готовом виде; Ay – унифицированных, которые заимствованы у существующих ТС; Ao1 – оригинальных, изготовление которых не исключает трудностей; Ао2 - оригинальных, изготовление которых вызывает значительные трудности, но их можно преодолеть; Ао3 - оригинальных, изготовление которых вызывает принципиальные трудности, которые пока невозможно преодолеть.

Критерий технологических возможностей, который отображает простоту и принципиальную возможность изготовления ТС, определяется по формуле

Ктм = е(Ac+kyAy+ko1Ao1+ko2Ao2)/(Ас+Ау+Ао1+Ао2+Ао3),

где е=1 при Ао3=0; е=0 при Ао3>0; ky, ko1, ko2 – весовые коэффициенты (ky>ko1>ko2); Ac, Ay, Ao1, Ao2, Ао3 – количество наименований соответствующих элементов.

Частными случаями этого обобщающего критерию являются: критерий стандартизации (ky=ko1=kо2=0); критерий унификации (ky=l; kо1=kо2=0). Данный критерий стимулирует исключение абсолютно нетехнологичных элементов Ао3 и минимизацию элементов Ao2, Aо1, Ay в соответствии с иx весовыми коэффициентами.

Критерии технологических возможностей отображает фактор эволюции в технике аналогично закону Дарвина в живой природе. При переходе от одного поколения ТС к другому критерий Ктм способствует в наибольшей мере сохранению и использованию проверенных практикой функциональных элементов и технологии.

Так как доля отходов, которые получаются при изготовлении ТС, в значительной мере зависит от технологических пpoцессов и технологического оборудования, существует и действует технологический критерий использования материалов. Он определяется как соотношение массы G изделия к массе М использованных материалов: Киm=g/m (при этом покупные комплектующие элементы не учитываются).

Критерий Ким – монотонно возрастающая функция в интервале 0<Ким<1, которая иногда может иметь скачкообразные пики, связанные с переходом на новые высокопроизводительные технологические процессы или дешевые материалы. Величину Ким можно также интерпретировать как коэффициент полезного использования материалов, т.к. по сути, характеру и диапазону изменения он близок к энергетическому коэффициенту ползного действия (к.п.д).

При разработке ТС моет показаться, что рациональнее изготовить ее из меньшего количества элементов. Например, некоторые простые узлы можно заменить одной неразъемной деталью и т.п. Однако иллюзорное упрощение конструкции, наряду с позитивными моментами, часто приносит значительные потери. Большие разделения часто сокращают время и трудоемкость изготовления ТС в целом, облегчают и расширяют унификацию и стандартизацию с соответствующими достоинствами и т.д. Всегда существует оптимальное разделение ТС на узлы и детали, которое значительно упрощает технологию разработки, изготовления, ремонта и модернизации изделий.

Критерий разделения ТС на элементы обеспечивает в каждом новом поколении изделий приближения к оптимальному разделению на элементы. Этот критерий касается любой ТС, которая состоит более, чем из одного элемента.