Принципы стандартизации

Стандартизация как наука и как практическая деятельность базируется на определенных принципах. Эти принципы определены ст. 12 Закона «О техническом регулировании».

1. Добровольное применение стандартов. Таким образом, со стороны государственных органов отсутствуют требования к составу и показателям качества продукции, за исключением требований к ее безопасности.

2. Максимальный учет при разработке стандартов законных интересов заинтересованных лиц. Указанный принцип предусматривает необходимость нахождения компромисса между приобретателем и возможностями разработчика и изготовителя, но при условии высокой конкурентоспособности продукции.

3. Применение международного стандарта как основы разработки национального стандарта. Исключение могут составить случаи, когда применение международного стандарта невозможно вследствие несоответствия требований международных стандартов климатическим и географическим особенностям Российской Федерации или техническим (технологическим) особенностям отечественного производства, либо Россия выступает против международного стандарта в рамках процедуры голосования в международной организации по стандартизации.

4. Недопустимость создания препятствий производству и обращению продукции, выполнению работ и оказанию услуг в большей степени, чем это минимально необходимо для выполнения целей стандартизации. Таким образом, не должны создаваться стандарты, которые усложняют решение вопросов взаимоотношения служб и подразделений на производстве, не должна разрабатываться излишне усложненная техническая документация.

5. Недопустимость установления таких стандартов, которые противоречат техническим регламентам. Это следует из целей стандартизации.

6. Обеспечение условий для единообразного применения стандартов. Это следует из определений стандартизации и стандарта, так как правила построения, изложения и оформления любого статуса стандартов являются универсальными.

Функции стандартизации

Стандартизация выполняет ряд функций, благодаря которым повышается ее эффективность. К ним относят следующие функции: нормотворчества, упорядочения, социальную, ресурсосберегающую, коммуникативную, информационную, экономическую, доказатель- ную и цивилизирующую.

1. Функция нормотворчества применительно к объекту стандартизации проявляется в задании норм, правил, требований, значений параметров и т.п.

2. Функция упорядочения состоит в том, что благодаря стандартизации происходит рациональное сокращение и упрощение числа видов объектов.

3. Охранная (социальная) функция обеспечивает высокий уровень безопасности потребителей продукции (услуг), изготовителей и государства, а также защиту окружающей среды, охрану жизни или здоровья животных и растений.

4. Ресурсосберегающая функция заключается в установлении ограничений на расходование материальных, энергетических, трудовых, природных ресурсов при минимальных отходах производства, так как указанные ресурсы ограничены.

5. Коммуникативная функция создает условия для объективного восприятия различных видов информации.

6. Информационная функция состоит в обеспечении производства, науки, техники нормативными документами, эталонами мер, эталонными образцами продукции, каталогами как носителями технической и управленческой информации. При заключении договора или контракта ссылаются на стандарт или регламент, которые являются наиболее удобной формой информации о качестве товара.

7. Экономическая функция включает в себя следующие аспекты:

– повышение производительности труда и снижение себестоимости;

– обеспечение совместимости и взаимозаменяемости;

– рационализацию управления производственными процессами и обеспечение высокого уровня качества продукции.

8. Доказательная функция проявляется в том, что гармонизированные с конкретными техническими регламентами стандарты более полно раскрывают существенные требования технического регламента.

9. Цивилизирующая функция направлена на повышение качества продукции и услуг как основы повышения качества жизни общества.

Задачи стандартизации

Национальная система стандартизации, базируясь на исходных положениях — принципах, включает следующие основные задачи:

– обеспечение взаимопонимания между разработчиками, изготовителями, продавцами и потребителями продукции и услуг;

– содействие выполнению законодательства Российской Федерации;

– установление оптимальных требований к качеству продукции и услуг в интересах потребителя и государства, в том числе обеспечивающих безопасность окружающей среды, жизни, здоровья и имущества;

– установление требований к взаимозаменяемости, а также совместимости (конструктивной, электрической, электромагнитной, информационной, программной и др.) продукции;

– согласование и увязка показателей и характеристик продукции, ее элементов, комплектующих изделий, сырья и материалов;

– унификация на основе установления и применения параметрических и типоразмерных рядов;

– установление метрологических норм, правил, положений и требований;

– нормативное обеспечение контроля (испытаний, анализа, измерений), сертификации и оценки качества продукции;

– установление требований к технологическим процессам, в том числе к снижению материалоемкости, энергоемкости, обеспечению применения малоотходных технологий;

– создание и ведение систем классификации и кодирования технико-экономической и социальной информации;

– создание систем каталогизации для обеспечения потребителей информацией о номенклатуре и основных показателях продукции.

Методы стандартизации

Для реализации целей стандартизации применяется комплекс методов.

Метод стандартизации — это прием или совокупность приемов, с помощью которых достигаются цели стандартизации.

В стандартизации широко применяют следующие методы:

Упорядочение объектов стандартизации как метод стандартизации в свою очередь состоит из отдельных методов: систематизации, селекции, симплификации, типизации и оптимизации.

параметрическая стандартизация, унификация продукции,

унификация

агрегатирование,

взаимозаменяемость,

совместимость, комплексная стандартизация, опережающая стандартизация.

Систематизация объектов стандартизации заключается в научно обоснованном классифицировании и ранжировании признаков. Примером систематизации является ранее упоминавшиеся классификаторы технико-экономической и социальной информации, нормативные документы, распределяющие технико-экономическую и социальную информацию в соответствии с ее классификациейконструкций, типовые формы технических, управленческих и прочих документов, создание общероссийских классификаторов технико-экономической и социальной информации. Классификаторы обязательны для применения при создании государственных информационных систем и обмене информацией. Классификаторы создаются в рамках Единой системы классификации и кодирования технико-экономической и социальной информации (ЕСКК ТЭСИ). Действующие классификаторы подразделяются на следующие категории: общероссийские, межотраслевые, отраслевые и классификаторы предприятий. Основные положения по системе ЕСКК приведены в ПР 50-733-93 «Основные положения Единой системы классификации и кодирования технико-экономической и социальной информации и унифицированных систем документации Российской Федерации».

Селекция объектов стандартизации заключается в том, что производится отбор конкретных объектов, которые признаются нецелесообразными для дальнейшего использования.

Симплификация — метод стандартизации, заключающийся в простом сокращении числа разновидностей объектов стандартизации. Селекцию и симплификацию осуществляют параллельно. Их применению предшествует анализ существующих разновидностей, их ранжирование и классификация. Например, в 1928 г. была издана в 18 томах «Номенклатура материалов, оборудования и запасных частей подвижного состава, потребляемых на железных дорогах». Впоследствии специалисты железнодорожного транспорта, проанализировав и проранжировав номенклатуру материалов, оборудования и запасных частей, потребляемых на железных дорогах, сократили число разновидностей, и в 1932 г. был издан уже в 12 томах и под другим названием «Номенклатурный справочник материалов, оборудования и запасных частей подвижного состава, потребляемых железнодорожным транспортом». Этот справочник включал также чертежи, эскизы, рисунки, необходимые пояснения и справочные данные.

Типизация объектов стандартизации — деятельность по созданию типовых объектов: конструкций, технологических правил, форм документации. С помощью типизации создаются типовые образцы, модели, конструкции. Отобранные конкретные объекты, в отличие от селекции, подвергаются дальнейшей доработке, чтобы их главные параметры наиболее близко совпадали с главными параметрами потребностей.

Оптимизация — нахождение наивыгоднейших параметров объектов стандартизации, а также значений всех других показателей качества и экономичности. Благодаря оптимизации можно объединить в единую систему методов математической теории оптимизации прогнозирование, теорию принятия решений и принципов, методы и процедуры, применяемые при разработке стандартов.

Параметрическая стандартизация. Изделия обладают определенными характеристиками. Например, для железнодорожного грузового вагона — это грузоподъемность в тоннах, габариты и т.п.; для электродвигателя — мощность, частота вращения, ток, напряжение, коэффициент полезного действия, коэффициент мощности, класс изоляции, масса, климатическое исполнение. Численные значения этих характеристик стандартизованы. Их называют параметрами.

Параметр — это зависимая или независимая величина, которая характеризует какое-либо свойство объекта стандартизации. Различают главные, основные и второстепенные параметры. Главные и основные параметры определяют наиболее существенные возможности изделия, которые стабильны, не зависят от применяемых материалов и технологии изготовления и наиболее полно характеризуют конструктивно-технологические и эксплуатационные свойства изделий и процессов. Для грузовых локомотивов главными параметрами будут мощность и развиваемая сила тяги, а для пассажирских — мощность и скорость. Однако одними главными параметрами невозможно достаточно полно охарактеризовать изделие, поэтому используются основные и второстепенные параметры. Параметры в стандартах показывают в виде параметрических рядов.

Параметрический ряд — это совокупность числовых значений параметров, построенных в определенном диапазоне на основе принятой системы градации. Интервал — любая ограниченная последовательность чисел.

Диапазон — интервал, ограниченный крайними значениями членов числового ряда.

Градация — математическая закономерность, определяющая характер интервалов между членами ряда в диапазоне. В зависимости от вида интервалов различают градацию с одинаковым интервалом во всем диапазоне ряда и градацию с различным интервалом в диапазоне ряда. Примером градации первого вида может быть параметрический ряд номинальных сопротивлений резисторов: 1,00; 1,26; 1,60; 2,00; 2,60; 3,20; 4,00; 6,00; 6,30; 8,00; 10 Ом. Примером градации второго вида может быть параметрический ряд усилий листогибочных прессов: 26; 40; 63; 100; 160; 260; 316; 400; 600 мН. Принцип построения параметрического ряда относится к основным факторам, определяющим технико-экономическую эффективность стандартов. При малых интервалах между соседними значениями стандартизуемых параметров (емкость конденсаторов, сопротивление резисторов, мощность электродвигателей и др.) облегчается подбор изделий по расчетным значениям. Однако усложняется технологическая подготовка производства, повышается стоимость изготовления и уменьшается прибыль предприятий. Увеличение интервалов укрупняет серийность, но при этом иногда приходится применять изделия, имеющие завышенные параметры (электродвигатели с гораздо большей мощностью, чем требуется по расчету). Это вызывает увеличение стоимости комплектующих изделий, эксплуатационных расходов, массы и габаритов конечной продукции, поэтому, устанавливая градации ряда, исходят из того, что рациональный ряд должен содержать наивыгоднейшее число типоразмеров изделий, обеспечивающее оптимальное соотношение между расходом материалов, стоимостью изготовления и конкурентоспособностью на рынке. Большинство параметров приходится на геометрические размеры: линейные, угловые и т.д. Поэтому введено понятие размерный ряд. При построении параметрических рядов применяют арифметическую, ступенчато-арифметическую и геометрическую прогрессии. Ряд, построенный на основе арифметической прогрессии, характеризуется тем, что в начале ряда разреженность значений, а в конце — сгущенность. Поэтому арифметическая прогрессия в стандартизации применяется редко.

Унификация продукции — метод стандартизации, заключающийся в приведении объектов к оптимальному единообразию. Она широко применяется в различных областях производственной деятельности. Унификация состоит в многократном применении в конструкциях одних и тех же элементов, что способствует сокращению номенклатуры (перечня) деталей и уменьшению стоимости изготовления, упрощения эксплуатации, а это позволяет повысить конкурентоспособность продукции. Унификация конструктивных элементов позволяет сократить количество обрабатывающего, измерительного и монтажного инструментов. Унификации подвергают посадочные сопряжения (по посадочным диаметрам, посадкам и классам точности), резьбовые соединения (по диаметрам, формам шпонок и шлицев, посадкам и классам точности), зубчатые зацепления (по модулям, типам зубьев и классам точности) и т.д. Унификация марок и сортамента материалов, электродов, типоразмеров крепежных и других нормализованных деталей, подшипников качения и т.д. облегчает снабжение предприятия-изготовителя и ремонтных предприятий материалами и покупными изделиями. Унификация технологических процессов позволяет рационально сократить их количество. Результаты работ по унификации оформляются различным образом, например, альбомы типовых (унифицированных) конструкций деталей, узлов, сборочных единиц; стандарты типов, параметров и размеров, конструкций, марок и др. При постройке локомотивов и моторвагонного подвижного состава для железных дорог бывшего СССР (некоторые из них эксплуатируются и поныне) недостаточно использовалась унификация. Например, применялись различные виды напряжений для питания цепей управления и освещения локомотивов (для электровозов — 50 В, для тепловозов — 24, 36, 48, 75, 110 и 125 В, для электропоездов — 110 В), что привело к большой разнотипности аппаратуры, вентилей, реле, контакторов, регуляторов, предохранителей и др. Из-за этого в депо невозможно заменять друг другом аппараты, выполняющие одинаковые функции на электровозе и тепловозе. То же относится к устройствам сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ), конструкции путевых машин, пассажирских вагонов и т.д. Степень оснащения изделия унифицированными узлами и деталями оценивается: коэффициентом унификации К у , коэффициентом повторяемости К п , коэффициентом межпроектной унификации К м.у . Коэффициент унификации К у в процентах определяют по формуле

К у = [(n — n₀ )/n]100 %,

где n — общее число деталей в изделии, шт.; n₀ —число оригинальных деталей в изделии. Оригинальными считаются детали, разработанные впервые для данного изделия. Коэффициент повторяемости К п — отношение количества повторяющихся деталей к общему количеству деталей в изделии или в группе изделий.

К п = [(n — n")/n]100 %,

где n" — число неповторяющихся деталей в изделии, шт.

Основными исходными документами при расчете коэффициентов унификации и повторяемости являются спецификации и ведомости стандартных, заимствованных и покупных деталей.

Агрегатирование — метод стандартизации, заключающийся в создании сложных машин и оборудования путем их компоновки, сборки из унифицированных или стандартных узлов или деталей. Наиболее полное выражение этот принцип получил в конструкции агрегатных металлообрабатывающих станков. Такие станки создают на основе унифицированных блоков (обрабатывающие блоки, механизмы синхронизации, поворотные столы, корпуса общего назначения, станины, тумбы, вспомогательные узлы, системы подачи смазочно-охлаждающих жидкостей). Большая часть изделия в процессе обработки остается неподвижной. К нему с разных сторон подводят соответствующим образом настроенные блоки; операции обработки происходят одновременно, что ускоряет технологический процесс. В настоящее время весьма перспективным является модульный принцип, так как он позволяет сократить сроки проектирования и изготовления новых изделий. Он широко применяется в радиоэлектронике, приборостроении, в строительстве, в локомотивостроении. Под модулем понимается конструктивно и технологически законченная унифицированная или стандартная сборочная единица, предназначенная для формирования изделия или выполнения одной или нескольких функций. Изделие становится модулем, если оно многократно повторяется в системах, если из модулей комплектуется система. Модуль-изделие характеризуется конструктивной и технологической завершенностью, не требующей каких-либо дополнительных работ по технической подготовке и обладает строго фиксированными параметрами. Применяются понятия: «конструктивный модуль» и «функциональный модуль». Конструктивный модуль — часть конструкции изделия. Под конструкцией понимают совокупность всех деталей и сборочных единиц, образующих изделие. В качестве примера конструктивного модуля можно привести тележку вагона, состоящую из рамы, колесных пар, рессорного подвешивания. Обычно у вагона две тележки, т.е. два конструктивных модуля.

Взаимозаменяемость — это свойство независимо изготовленных деталей занимать свое место в сборочной единице без дополнительной механической или ручной обработки (подгонки) при сборке, обеспечивая при этом нормальную работу собираемых изделий. Независимое изготовление деталей означает следующее. В современном производстве детали разных типов и конструкций изготовляют строго по чертежам на разных рабочих местах и часто даже в разных цехах. Детали в процессе обработки проходят много технологических операций, таких как, например, литье, токарная обработка, фрезерование, сверление, сварка, шлифование и др.

Сборочная единица — это часть машины или прибора, состоящая из нескольких деталей, соединенных между собой. Сборка заключается в последовательном соединении деталей в сборочные единицы, а сборочных единиц в общую систему — механизм, машину, прибор.

Взаимозаменяемость не обеспечивается одной только точностью геометрических параметров. Например, при сборке зубчатых колес редуктора оказалось, что зубчатые колеса, поступившие на сборку, не прошли необходимой термической обработки. В результате этого не будет обеспечена необходимая твердость зубьев. Такие зубчатые колеса менее долговечны, и фактически взаимозаменяемость собранных узлов в данной партии будет нарушена. Поэтому сегодня важна функциональная взаимозаменяемость, при которой точность и другие эксплуатационные показатели деталей, сборочных единиц и комплектующих деталей должны быть согласованы с назначением и условиями работы конечной продукции. Взаимозаменяемость по геометрическим параметрам является частным видом функциональной взаимозаменяемости. Взаимозаменяемость может быть полной и неполной. Полная взаимозаменяемость позволяет получать заданные показатели качества без дополнительных операций в процессе сборки.

При неполной взаимозаменяемости допускаются операции, связанные с подбором и регулировкой некоторых деталей и сборочных единиц. Она позволяет получать заданные технические и эксплуатационные показатели готовой продукции при меньшей точности деталей. Функциональная взаимозаменяемость может быть только полной, а геометрическая — и полной, и неполной. Взаимозаменяемость базируется на системе стандартов допусков и посадок.