Основы стандартизации

Уровень унификации изделий или их составных частей определяется с помощью системы показателей, из которых обязательным является коэффициент применяемости на уровне типоразмеров, рассчитываемый в процентах:

%,

где n - общее количество типоразмеров изделий;

nо - количество оригинальных типоразмеров.

Применение унификации позволяет заметно уменьшить объем конструкторских работ и сократить сроки проектирования; уменьшить время на подготовку производства и освоения выпуска новой продукции; повысить объем выпуска продукции за счет специализации, а также качество выпускаемой продукции.

Однако проведение унификации, сопровождающейся определенными затратами, требует экономического обоснования. Неоправданно осуществленная унификация может дать отрицательный эффект, в частности, когда приходится использовать ближайшие большие унифицированные детали, вызывающие неоправданное эксплуатационными условиями увеличение массы, габаритов и трудоемкости изготовления машин.

Оптимизировать унификацию - это значит стандартизировать такие конструкции и их размерные ряды, при которых суммарная эффективность в сфере производства и эксплуатации была бы наибольшей.

На рис. 1.1 [50] представлена зависимость экономического эффекта от типа производства. Кривая 1 характеризует изменение экономического эффекта в зависимости от сокращения типоразмеров изделий и, следовательно, увеличения объема выпускаемой продукции, т. е. специализации производства. Кривая 2 характеризует затраты, связанные с унификацией мало увеличивает эффект в сфере производства, т. к. специализация уже осуществлена, затраты продолжают расти (участок ВГ). На участке ГД дальнейшее сокращение типоразмеров экономически неэффективно.

Агрегатирование - это метод создания и эксплуатации машин, приборов и оборудования из отдельных стандартных, унифицированных узлов, многократно используемых при создании различных изделий на основе геометрической и функциональной взаимозаменяемости.

Агрегатирование обеспечивает расширение области применения машин, приборов, оборудования разного функционального назначения путем их компоновки из отдельных узлов, изготовленных на специализированных предприятиях. Эти агрегаты должны обладать полной взаимозаменяемостью по всем эксплуатационным показателям и присоединительным размерам.

Агрегатирование дает возможность уменьшить объем проектно-конструкторских работ, сократить сроки подготовки и освоения производства, снизить трудоемкость изготовления изделий и снизить расходы на ремонтные операции.

Большое распространение получили агрегатные станки, состоящие из унифицированных элементов. При смене объекта производства их легко разобрать и из тех же агрегатов собрать новые станки для обработки других деталей.

На рис. 1.2 [50] показана компоновка агрегатного станка модели 11А234, предназначенного для сверления отверстий, снятия фасок и нарезания резьбы в тормозном барабане автомобиля.

Принцип агрегатирования широко используется при создании стандартной, переналаживаемой оснастки, изготавливаемой из стандартных узлов, деталей и заготовок. Примером могут служить универсально-сборные приспособления (УСП). Такие приспособления компонуют из окончательно и точно обработанных взаимозаменяемых элементов: угольников, стоек, призм, опор, прихватов, зажимов, крепежных деталей и др. Примеры приспособлений, собранных из элементов УСП, представлены на рис. 1.3.

Систему УСП широко используют на опытных заводах и в условиях мелко-серийного производства, т. е. там, где конструирование и изготовление специальных приспособлений экономически невыгодно. Агрегатирование используется при создании контрольно-измерительных приборов, а также в радиоэлектронике.

Результатом развития агрегатирования является модульный принцип конструирования систем (изделий, поточных и автоматических производственных линий и т. п.).

Типизация - метод стандартизации, заключающийся в установлении типовых объектов для данной совокупности, применяемых за основу (базу) при создании других объектов, близких по функциональному назначению.

Типизация развивается в трех основных направлениях: стандартизация типовых технологических процессов; стандартизация типовых конструкций изделий общего назначения; создание нормативно-технических документов, устанавливающих порядок проведения каких-либо работ, расчетов, испытаний и т.п.

Типизация технологических процессов - это разработка и установление технологического процесса для производства однотипных деталей или сборки однотипных составных частей или изделий той или иной классификационной группы.

Типизация технологических процессов вызвана необходимостью сокращения неоправданно большого их количества на однотипные детали или сборочные единицы. Очень часто технологический процесс разрабатывается заново без учета существующего опыта. При смене объекта производства весь объем технологических разработок повторяется заново и значительная часть технологических процессов дублирует ранее разработанные процессы.

Типизация технологических процессов при их оптимизации позволяет исключить указанные недостатки и ускорить процесс подготовки производства.

Технологическое подобие деталей определяется совокупностью конструктивных признаков и технологическими характеристиками деталей.

Разработка типовых технологических процессов начинается с классификации объектов производства, технологических операций, приспособлений, режущего и мерительного инструмента. Типовой технологический процесс должен быть общим для группы деталей, иметь единый план обработки по основным операциям, однотипное оборудование и оснастку.

При разработке типового технологического процесса за основу может быть взят наиболее совершенный действующий технологический процесс или спроектирован новый.

Типизация конструкций изделий - это разработка и установление типовых конструкций, содержащих конструктивные параметры, общие для изделий, сборочных единиц и деталей. При типизации анализируются не только уже существующие типы и типоразмеры изделий, их составные части и детали, но и разрабатываются новые, перспективные, учитывающие достижения науки и техники. Часто результатом такой работы является установление соответствующих рядов изделий, их составных частей и деталей.

1.4.4. Комплексная стандартизация

Комплексная стандартизация - это стандартизация, при которой осуществляется целенаправленное и планомерное установление и применение системы взаимоувязанных требований как к самому объекту комплексной стандартизации в целом и его основным элементам, так и к материальным и нематериальным факторам, влияющим на объект, в целях обеспечения оптимального решения конкретной проблемы. Она обеспечивает наиболее полное и оптимальное удовлетворение требований заинтересованных организаций путем согласования показателей взаимосвязанных компонентов, входящих в объекты стандартизации, и увязки сроков введения в действие стандартов.

Комплексная стандартизация обеспечивает взаимосвязь и взаимозависимость смежных отраслей по совместному производству продукта, отвечающего требованиям государственных стандартов. Например, качество современного автомобиля определяется качеством более двух тысяч изделий и материалов - комплектующих деталей и механизмов, металлов, пластмасс, резинотехнических и электротехнических изделий, лаков, красок, масел, топлива, изделий легкой и целлюлозно-бумажной промышленности и др. В свою очередь, качество каждого из перечисленных изделий определяется рядом показателей, регламентированных стандартами.

Основные задачи, решаемые комплексной стандартизацией:

регламентация норм и требований к взаимосвязанным объектам и элементам этих объектов (в машиностроении, например, - к деталям, узлам и агрегатам), а также к видам сырья, материалов, полуфабрикатов и т. п., к технологическим процессам изготовления, транспортирования и эксплуатации;

регламентация взаимосвязанных норм и требований к общетехническим и отраслевым комплексам нематериальных объектов стандартизации (системы документации, системы общетехнических норм и т.п.), а также к элементам этих комплексов;

установление взаимоувязанных сроков разработки стандартов, внедрение которых должно обеспечить осуществление мероприятий по организации и совершенствованию производства и, в конечном итоге, выпуск продукции высшего качества.

Комплексное проведение работ по стандартизации опирается в своей основе на широкое применение программно-целевого планирования. Такое планирование позволяет осуществлять гибкое управление, контроль, а также изменять при необходимости тактические варианты плановых решений.

В основе разработки программ лежат следующие принципы:

системный подход, предусматривающий разработку стандартов на готовую продукцию, комплектующие изделия и т. п., а также установление взаимосвязанных требований с целью обеспечения высокого уровня качества;

опережающее развитие стандартизации сырья, материалов, комплектующих изделий, качество которых оказывает решающее влияние на технико-экономические характеристики готовой продукции;

оптимальные границы программ (по номенклатуре объектов комплексной стандартизации, составу и количественным показателям параметров качества);

логическая (иерархическая) последовательность разработки комплексов стандартов;

увязка с другими программами и действующими стандартами.

Большое значение в деле повышения качества промышленной продукции имеет комплексная стандартизация норм проектирования (системы допусков и посадок; профили резьб и зубьев, звездочек к приводным цепям; размеры концов валов; методы расчета на точность и прочность; термины; оформление чертежей деталей и узлов; методы и средства контроля и испытаний и т. д.).

1.4.5. Опережающая стандартизация

По мере развития науки и техники стандарты стареют, и требуется их пересмотр с учетом долгосрочного прогноза и опережения темпов научно-технического прогресса.

Опережающая стандартизация [19] - это стандартизация, устанавливающая повышенные по отношению к уже достигнутому на практике уровню норм, требований к объектам стандартизации, которые согласно прогнозам будут оптимальными в последующее время.

Опережающая стандартизация разрабатывается на научно-технической основе, включающей: результаты фундаментальных, поисковых и прикладных научных исследований; открытия и изобретения, принятые к реализации; методы оптимизации параметров объектов стандартизации; прогнозирования потребностей народного хозяйства и населения в данной продукции.

Стандарты, систематически не обновляемые и только фиксирующие существующие параметры и достигнутый уровень качества изделий, могут оказаться тормозом технического прогресса, поскольку процесс развития и совершенствования продукции и улучшения ее качества в соответствии с потребностями общества и народного хозяйства идет непрерывно.

Для того, чтобы стандарты не тормозили технический прогресс, они должны устанавливать перспективные показатели качества с указанием сроков их обеспечения промышленным производством.

Процесс опережающей стандартизации непрерывен, т. е. после ввода в действие опережающего стандарта сразу же приступают к разработке нового стандарта, которому предстоит заменить предшествующий.

Разновидностью опережающего стандарта является ступенчатый стандарт, содержащий показатели качества различного уровня. На рис 1.4 в качестве примера приведены данные по ресурсу работы двигателя до первого капитального ремонта (Т) по срокам их внедрения.

Для прогнозирования научно-технического прогресса важное значение имеет патентная информация, опережающая все другие виды информации на 3 - 5 лет. Обычно по количеству патентов, выданных в год, судят о темпах развития рассматриваемого объекта. Если количество патентов из года в год растет, значит данное инженерное решение прогрессивно, а если падает, следовательно, данная идея реализована и инженерный принцип себя изжил

Следует отметить, что стандартизация не может опережать научные и технические открытия, но она должна базироваться на них, ускоряя процесс их широкого внедрения в промышленность.

За рубежом существует категория “предварительных стандартов”, в которых оперативно закрепляются результаты научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.

1.5. Межотраслевые системы (комплексы) стандартов

Своеобразной формой комплексной стандартизации является стандартизация межотраслевых систем, направленная на решение крупных народнохозяйственных задач и обеспечивающая повышение эффективности производства высококачественной продукции. В настоящее время действуют следующие межотраслевые системы (комплексы) стандартов:

1 - Государственная система стандартизации РФ (ГСС);

2 - Единая система конструкторской документации (ЕСКД);

3 - Единая система технологической документации (ЕСТД);

4 - Система показателей качества продукции (СПКП);

6 - Унифицированная система документации (УСД);

7 - Система информационно-библиографической документации (СИБИД);

8 - Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ);

9 - Единая система защиты от коррозии и старения материалов и изделий (ЕСЗКС);

10 - Стандарты на товары, поставляемые на экспорт;

12 - Система стандартов безопасности труда (ССБТ);

13 - Репрография;

14 - Технологическая подготовка производства;

15 - Система разработки и постановки продукции на производство (СРПП);

17 - Система стандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов (ССОП);

19 - Единая система программных документов (ЕСПД);

21 - Система проектной документации для строительства (СПДС);

22 - Безопасность в чрезвычайных ситуациях (БЧС);

23 - Обеспечение износостойкости изделий;

24 - Система технической документации на АСУ;

25 - Расчеты и испытания на прочность;

26 - Средства измерений и автоматизации;

27 - Надежность в технике;

29 - Система стандартов эргономических требований и эргономического обеспечения;

31 - Технологическая;

34 - Информационная технология;

40 - Система сертификации ГОСТ Р.

В стандартах, входящих в комплекс, первые одна или две цифры с точкой условного обозначения относятся к шифру комплекса.

Процесс комплектования уже существующих комплексов до сих пор еще продолжается. Возможно и создание новых комплексов. Некоторые комплексы уже почти сформированы (например, Система автоматического проектирования - САПР, или Единая система допусков и посадок - ЕСДП), но им пока не присвоен шифр комплекса. Другие только формируются. Очень перспективной, например, является система электронного обмена данными.

1.5.1. Единая система конструкторской документации (ЕСКД)

ЕСКД устанавливает для всех предприятий (организаций) страны единые правила разработки, выполнения, оформления и обращения конструкторской документации. В стандартах ЕСКД сохранена преемственность положений стандартов системы чертежного хозяйства и обеспечена согласованность с рекомендациями ИСО и МЭК.

Основные задачи ЕСКД: повышение производительности труда конструкторов; улучшение качества чертежной документации; взаимообмен конструкторской документацией между организациями и предприятиями без переоформления; углубление унификации при разработке проектов промышленных изделий; упрощение форм конструкторских документов, графических изображений, внесение в них изменений; механизация и автоматизация обработки технических документов и содержащейся в них информации; эффективное хранение, дублирование, учет документации, сокращение ее объемов; ускорение оборота документов; улучшение условий эксплуатации и ремонта технических устройств.

Весь комплекс стандартов системы ЕСКД, а их свыше 160, разделяется на следующие группы:

0 - Общие положения ( ГОСТы 2.001 - 2.004);

1 - Основные положения (ГОСТы 2.101 - 2.125);

2 - Обозначения изделий и документов (ГОСТ 2.201);

3 - Общие правила выполнения чертежей (ГОСТы 2.301 - 2.321);

4 - Правила выполнения чертежей различных изделий (ГОСТы 2.401 - 428);

5 - Правила учета и обращения документации (ГОСТы 2.501 - 2.503);

6 - Правила выполнения эксплуатационной и ремонтной документации (ГОСТы 2.601 - 2.608);

7 - Правила выполнения схем и обозначения условно-графические

(ГОСТы 2.701 - 2.711, 2.721 - 2.770, 2.780 - 2.797);

8 - Правила выполнения горно-графической документации (ГОСТы 2.801 - 2.804, 2.850 - 2.857);

9 - Прочие стандарты.

ЕСКД стала универсаль-ной системой, позволяющей осуществлять широкий обмен технической документацией с зарубежными странами, выходить на международный рынок с продажей товаров, лицензий, организовывать совместные с зарубежными фирмами предприятия по изготовлению конечного продукта.

Развитие компьютерной графики, систем автоматического проектирования и производства изделий ставят перед разработчиками системы ЕСКД задачи по отражению современных требований на выполнение, оформление и обращение “безбумажной” (на машинных носителях) конструкторской документации.

1.5.2. Единая система технологической документации (ЕСТД)

Технологическая документация определяет технический уровень производства по тем технологическим методам, оборудованию, оснастке, инструменту, которые на нем использованы. На основе технологической документации создается многочисленная информация, применяемая для проведения технико-экономических и планово-нормативных расчетов, планирования и регулирования производства, правильной его организации, подготовки, управления и обслуживания.

Основное назначение комплекса государственных стандартов, состав-ляющих ЕСТД, -- установить во всех организациях и на всех предприятиях единые взаимосвязанные правила, нормы и положения выполнения, офор-мления, комплектации и обращения, унификации и стандартизации техно-логической документации.

Внедрение ЕСТД позволяет:

сократить объем разрабатываемой технологической документации;

повысить производительность труда технологов;

упорядочить номенклатуру и содержание форм документации общего назначения (карты технологического процесса, спецификации);

установить правила оформления технологических процессов (формы документации), внесения и оформления изменений;

установить правила учета и анализа применяемости технологической оснастки, деталей, узлов и материалов;

эффективно внедрить типовые технологические процессы;

создать первичную информационную базу для автоматизированной системы управления предприятия и отрасли.

Весь комплекс стандартов ЕСТД (свыше 40 ГОСТов) разделяется на следующие классификационные группы:

0 - Общие положения (ГОСТ 3.1001);

I - Основополагающие стандарты (ГОСТы 3.1102 - З.1130);

2 - Классификация и обозначение технологических документов (ГОСТ 3.1201);

3 - Учет применяемости деталей и сборных единиц в изделиях;

4 - Основное производство. Формы технологических документов и правила их оформления на процессы, специализированные по видам работ (ГОСТы 3.1401 - 3.1409, 3.1412 - 3.1428);

5 - Основное производство. Формы технологических документов и правила их оформления на испытания и контроль (ГОСТы 3.1502 - 3.1507);

6 - Вспомогательное производство. Формы технологических документов (ГОСТ 3.1603);

7 - Пра-вила заполнения технологических документов (ГОСТы 3.1702 - 3.1707).

В условном обозначении стандарта после кода комплекса (цифра 3 с точкой) ставится код производства, для которого разработан стандарт (1 - для машиностроения и приборостроения).

1.5.3. Комплексы стандартов по безопасности жизнедеятельности

Правовую основу обеспечения безопасности жизнедеятельности составляют соответствующие законы и постановления, принятые представительными органами Российской Федерации.

Стандартизация по обеспечению безопасности жизнедеятельности представлена тремя комплексами стандартов: “Система стандартов безопасности труда (ССБТ)” c кодом 12, “Система стандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов (ССОП)” с кодом 17 и “Безопасность в чрезвычайных ситуациях (БЧС)” с кодом 22.

Система стандартов безопасности труда (ССБТ) выполняет важную социальную функцию по предупреждению аварий и несчастных случаев с целью обеспечения охраны здоровья людей на производстве и в быту. Она насчитывает более 350 стандартов.

В рамках этой системы производятся взаимная увязка и систематизация всей существующей нормативной и нормативно-технической документации по безопасности труда, в том числе многочисленных норм и правил по технике безопасности и производственной санитарии как федерального, так и отраслевого значения. ССБТ представляет собой многоуровневую систему взаимосвязанных стандартов, направленную на обеспечение безопасности труда.

Система ССБТ (по ГОСТу 12.0.001) состоит из следующих групп:

0 - Организационно-методические стандарты;

1 - Стандарты требований и норм по видам опасных и вредных производственных факторов;

2 - Стандарты требований безопасности к производственному оборудованию;

3 - Стандарты требований безопасности к производственным процессам;

4 - Стандарты требований к средствам защиты работающих.

Стандарты группы “0” устанавливают:

организационно-методические основы стандартизации в области безопасности труда (цели, задачи и структура, системы, внедрение и контроль за соблюдением стандартов ССБТ, терминология в области безопасности труда, классификация опасных и вредных производственных факторов и др.);

требования (правила) к организации работ, направленных на обеспечение безопасности труда (обучение работающих безопасности труда, аттестация персонала, методы оценки состояния безопасности труда и др.).

Стандарты группы “1” устанавливают:

требования по видам опасных и вредных производственных факторов, предельно допустимые значения их параметров и характеристик;

методы контроля нормируемых параметров и характеристик опасных и вредных производственных факторов;

методы защиты работающих от опасных и вредных производственных факторов.

Стандарты группы “2” устанавливают:

общие требования безопасности к производственному оборудованию;

требования безопасности к отдельным группам (видам) производственного оборудования;

методы контроля выполнения требований безопасности.

Стандарты группы “3” устанавливают:

общие требования безопасности к производственным процессам;

требования безопасности к отдельным группам (видам) технологических процессов;

методы контроля выполнения требований безопасности.

Стандарты группы “4” устанавливают:

требования к отдельным классам, видам и типам средств защиты;

методы контроля средств защиты;

классификация средств защиты.

Стандартизация в области безопасности труда охватывает все уровни управления народным хозяйством. Кроме того, предусматривается обязательное включение раздела “Требования безопасности" в стандарты всех категорий и технические условия на материалы, вещества, производственное оборудование и в стандарты на производственные процессы, здания, сооружения, если они являются или могут быть источниками опасных и вредных производственных факторов.

На основе стандартов ССБТ на предприятиях всех отраслей народного хозяйства разрабатываются стандарты предприятий по безопасности труда, которые устанавливают порядок организации работ, внедрения и контроля за внедрением и соблюдением стандартов ССБТ и другой нормативной документации по безопасности труда, порядок организации работ по обеспечению пожаро- и взрывобезопасности и другие положения.

Нормы и требования стандартов ССБТ в обязательном порядке включаются во все виды конструкторской, технологической, проектной документации, а также в инструкции по охране труда и другие документы. Основные положения стандартов ССБТ включены в стандарты других систем государственной стандартизации (ЕСКД, ЕСТД, СРПП, ГСИ и др.).

Охрана труда на производстве, безопасность процессов, продукции и услуг в настоящее время приобретает важное значение при обязательной сертификации производственных объектов. Поэтому стандарты ССБТ являются основой нормативной базы систем обязательной сертификации.

В международной стандартизации вопросам безопасности уделяется особое внимание. ИСО и МЭК полагают, что обеспечению безопасности будет способствовать применение международных стандартов, в которых установлены требования безопасности. Это может быть стандарт, отно-сящийся исключительно к области безопасности либо содержащий требования безопасности наряду с другими техническими требованиями. При подготовке стандартов безопасности выявляют как характеристики объекта стандартизации, которые могут оказать негативное воздействие на человека и окружающую среду, так и методы установления безопасности по каждой характеристике продукта. Но главной целью стандартизации в области безопасности является поиск защиты от различных видов опасностей.

Например, МЭК как организация, наиболее активно занимающаяся вопросами безопасности, в сферу деятельности вкдючила: травмоопасность, опасность поражения электротоком, техническая опасность, пожароопасность, взрывоопасность, химическая опасность, биологическая опасность, опасность излучений оборудования (звуковых, инфракрасных, радиочастотных, ультрафиолетовых, ионизирующих, радиационных и др.) [18].

Система стандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов (ССОП) представляет собой совокупность взаимосвязанных стандартов, направленных на сохранение, восстановление и рациональное использование природных ресурсов.

Охрана природы (по ГОСТу 17.0.0.01) - это система мер, направленная на поддержание рационального взаимодействия между деятельностью человека и окружающей природной средой, обеспечивающая сохранение и восстановление природных богатств, рациональное использование природных ресурсов, предупреждающая прямое или косвенное вредное влияние результатов деятельности общества на природу и здоровье человека.

Эта система разрабатывается в соответствии с действующим законодательством с учетом экологических, санитарно-гигиенических, технических и экономических требований.

Система стандартов в области охраны природы состоит из 9 групп стандартов (табл. 1.2).

Таблица 1.2

Классификационные группы ССОП

В зависимости от характера стандартизуемого объекта стандарты ССОП подразделяются на виды (табл. 1.3). Обозначение стандарта системы ССОП рассмотрим на примере ГОСТа 17.1.3.13 - 86 “Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране поверхностных вод от загрязнения”.

Таблица 1.3

Классификационные виды ССОП

ГОСТ 17.1.3.13 - 86

Год регистрации стандарта

Порядковый номер стандарта

Номер вида

Номер группы

Номер системы (ССОП)

Безопасность в чрезвычайных ситуациях (БЧС) представлена комплексом стандартов, основной целью которых является:

повышение эффективности мероприятий по предупреждению и ликвидации ЧС на всех уровнях (федеральном, региональном, местном) для обеспечения безопасности населения и объектов народного хозяйства в природных, техногенных, биолого-социальных и военных ЧС;

предотвращение или снижение ущерба в ЧС;

эффективное использование и экономия материальных и трудовых ресурсов при проведении мероприятий по предупреждению и ликвидации ЧС.

В комплекс БЧС входят классификационные группы, представленные в табл. 1.4.

Таблица 1.4

Классификационные группы БЧС