Правила и принципы стандартизации

2. Применяемые в области стандартизации правила стандартизации, нормы, рекомендации, методические и описательные положения предназначены для установки правил, принципов, норм, относящихся к деятельности по стандартизации, организации работ по стандартизации, разработке, пересмотру и отмене стандартов, их структуре, этапности разработки, правилам изложения и оформления.

!Правила по стандартизации, метрологии, сертификации и аккредитации являются нормативными документами, устанавливающими обязательные для примененияорганизационно-технические и/или общетехнические положения, порядки, методы выполнения работ в соответствующих областях.

Методическое положение - методика и способ осуществления процесса, той или иной операции и т.п., с помощью чего можно достигнуть соответствия требованиям нормативного документа.

Нормативный документ, содержащий подобное положение, можно назвать методическим стандартом.

Описательное положение обычно содержит описание конструкции, деталей конструкции, состава исходных материалов, размеров деталей и частей изделия (конструкции).

Кроме того, нормативный документ может содержать и эксплуатационные положения, которые описывают "поведение" объекта стандартизации при его применении (эксплуатации).

В большинстве стран мира организация работ по стандартизации построена по похожим схемам.

Отличие обычно заключается в степени централизации разработки стандартов и уровне участия в ней коммерческих и общественных организаций.

Во многих странах требования регламентируются не для производимой, а для потребляемой продукции на территории данной страны.

Правила стандартизации. Основные результаты действия стандартизации оценивают по тем изменениям, которые она внесла в развитие научно-технического прогресса и хозяйственную деятельность.

В этих условиях в методологии стандартизации как процесса управления особое значение приобретают определенные подходы:

- системный анализ в стандартизации;

- научный подход в стандартизации;

- принцип предпочтительности;

- унификация, агрегатирование и симплификация.

Системный анализ в стандартизации - направление практической деятельности, в основе которого лежит рассмотрение объектов стандартизации как систем.

Наиболее простое представление об объектах стандартизации дает вид и тип системы одинаковых или аналогичных предметов и изделий.

Начиная с производства, объекты стандартизации усложняются за счет структуры и развития связей.

В общем случае системный анализ рассматривают как некоторый процесс, в результате которого путем последовательного приближения решаются задачи управления, и он применяется для исследования систем, представляющих собой взаимоувязанное множество объектов стандартизации и требующих предварительного определения целей, задач и направлений действия.

К основными принципами системного анализа относятся:

- направленность на выявление целей системы;

- изучение динамического характера процессов, протекающих в системах, их функционирования и развития;

- определение и исследование всех существенных взаимосвязей как внутри системы, так и между системной и внешней средой, а также выбор частных решений с учетом их влияния на систему в целом;

- поиск вариантов решения и выбор наилучшего из них;

- нахождение оптимальных решений на основе сравнения эффекта затрат;

- учет случайно действующих факторов.

Системный анализ имеет следующий перечень типовых стандартных элементов:

- цели,

- пути достижения поставленных целей,

- определение требуемых ресурсов и их распределение,

- модель и критерий.

Проводят системный анализ в несколько этапов:

- постановка задачи, включающая определение конечных целей и круга вопросов, требующих решения;

- анализ условий, в которых функционирует система, а также определение ограничений, накладываемых на условия функционирования системы;

- определение, анализ и обобщение данных, необходимых для решения проблемы, изучения структуры анализируемой системы, установление связей, разработка различных программ, обеспечивающих решение задачи;

- построение модели, идентификация системы, выбор критериев для предсказания последствий выбора решений, сравнение различных вариантов решений с точки зрения этих последствий;

- разработка рекомендаций по созданию проекта стандарта;

- подтверждение (экспериментальная проверка) принятых решений;

- окончательный выбор оптимального решения задачи на основе экспериментальной проверки принятого решения;

- реализация принятого решения (утверждение стандарта).

Научный подход в стандартизации основан на том, что показатели, нормы, характеристики и требования, включаемые в стандарт, должны соответствовать передовому уровню науки и техники и основываться на результатах научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.

Поэтому разработка всех видов и категорий стандартов должна вестись с учетом и использованием научных достижений в соответствующих областях, а в необходимых случаях разработке стандартов должно предшествовать проведение научно-исследовательских работ.

Принцип предпочтительности используют при разработке стандартов на изделия широкого применения, решении задач рационального выбора и установления градаций количественных значений параметров изделий, проведении унификации, типизации и должен основываться на использовании рядов предпочтительных чисел.

Установление на их основе рядов параметров, с одной стороны, препятствует неоправданному расширению номенклатуры и типоразмеров разрабатываемых изделий, а с другой - позволяет установить технико-экономические характеристики, соответствующие современным требованиям, а также учесть перспективу соответствующих видов продукции.

Требования научно-технического прогресса и разработка конкурентоспособной продукции вынуждают производителей, в том числе и российских, создавать и выпускать все более совершенные изделия одного и того же назначения.

Исключить неоправданно большую номенклатуру этих изделий и обеспечить согласование между собой их параметров и размеров можно лишь на основе создания стандартов параметров.

Суть "параметрической" стандартизации заключена в том, что параметры изделий массового производства устанавливаются по определенным правилам, на основе рядов предпочтительных чисел.

Прежде чем рассматривать этот принцип предпочтительности, отметим, о практически все системы согласования параметров строятся на трех основных правилах:

- пропорциональности - параметры объекта пропорциональны одному главному параметру;

- аддитивности - параметры объекта укладываются в ряды чисел, образуемых последовательным сложением;

- мультипликативности - параметры объекта укладываются в ряды чисел, образуемых умножением на постоянный множитель.

Проанализируем более подробно принцип предпочтительности, заключающий в себе теоретическую основу стандартизации - систему предпочтительных чисел.

Согласно принципу предпочтительности необходимо установить набор установленных значений параметров, удовлетворяющих следующим требованиям:

- представлять рациональную систему градаций с учетом потребностей производства и эксплуатации;

- иметь бесконечное число возрастающих (или убывающих) значений;

- включать все десятичные значения любого числа и единицу;

- быть простыми и легко запоминающимися.

Ряды предпочтительных чисел. Стандартизуемые показатели номенклатуры изделий обычно имеют числовое выражение и образуют в определённых диапазонах последовательность чисел.

В результате стандартизации всю совокупность показателей представляют в виде математических рядов, что способствует сокращению номенклатуры изделий, экономии ресурсов и т. д.

В Российской Федерации действует система предпочтительных чисел (система рекомендована ISО), устанавливающая предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел (ряды К).

!Специальные исследования показали, что наиболее оптимальными являются ряды, построенные по геометрической прогрессии.

Преимущество геометрической прогрессии состоит в том, что в любом интервале процент увеличения величины числа является неизменным; недостаток - все её члены обязательно округляются.

Пусть имеется геометрический ряд, в котором а₁, а₂,..., а_i,..., а_n - члены прогрессии.

В ряде, построенном на основе геометрической прогрессии, постоянен ее знаменатель w, т. е. отношение последующего члена к предыдущему:

w = a _n+1/a_n.

Каждый последующий член ряда является произведением предыдущего члена на знаменатель ряда w, и любой i-й член геометрической прогрессии

a_i = a₁w ^i-1.

Например, при а₁ = 1, w = 2 имеем геометрический ряд 1, 2, 4, 8, 16, ...; а при w = 1,4 - ряд 1; 1,4; 2; 2,8,....

Ряды, построенные на основе геометрической прогрессии, обладают следующими свойствами:

- произведение или частное каждых любых из двух его членов является членом ряда;

- любой член ряда, возведенный в целую положительную степень, также является членом этого ряда.

Из этих свойств следует, что зависимости, определяемые из произведений членов ряда или их степеней, всегда подчиняются закономерностям этого ряда.

Так, например, при выборе длин сторон прямоугольника из ряда предпочтительных чисел, его площадь будет членом этого ряда.

Менее удобны применяемые иногда ряды, построенные на основе арифметической прогрессии.

В арифметической прогрессии разность между ее соседними членами постоянна.

Любой член арифметической прогрессии

а_n = a₁ + b(n-1),

где а₁ - первый член прогрессии; b - разность прогрессии; n -номер члена.

В частности, последовательность чисел 1, 2, 3, 4, 5, ... представляет арифметическую прогрессию, возрастающую с разностью 1.

Последовательность чисел 1; 0,75; 0,5; 0,25 ... - арифметическая прогрессия, убывающая с разностью 0,25.

Несмотря на простоту, ряды предпочтительных чисел, построенные на основе арифметической прогрессии, имеют существенный недостаток - неравномерность ряда, который ограничивает их применение.

Так, в приведенной возрастающей последовательности с разностью 1 второй член ряда превышает первый на 100 %, десятый больше девятого на 11 %, а сотый больше девяносто девятого всего на 1 %.

В результате большие числа следуют друг за другом с очень малыми интервалами (очень часто), что не всегда экономически оправдано и рационально.

Для устранения этого недостатка используют ступенчатые ряды, составленные из отрезков арифметических рядов с различными разностями.

По такому принципу, например, построен ряд номиналов монет Российской Федерации - 1, 2, 5 рублей.

Международной организацией по стандартизации рекомендовано для построения рядов предпочтительных чисел на основе геометрической прогрессии использовать такие ряды, в которых происходит десятикратное увеличение каждого следующего n-го члена.

Наиболее удобными для практики были признаны ряды, у которых первый член а₁ = 1 и знаменатель w = 10 ^1/n .

Стандартом установлено четыре основных ряда предпочтительных чисел, обозначаемых R5, R10, R20, R40, и один дополнительный R80, значения w для которых соответственно равны:

R5 - w = 10 ^1/5 ≈ 1,6;

R10 - w = 10 ^1/10 ≈ 1,25;

R20 - w = 10 ^1/20 ≈ 1,12;

R40 - w = 10 ^1/40 ≈ 1,06;

R80 - w = 10 ^1/80 ≈ 1,03.

Ряды предпочтительных чисел, приведенные в стандарте, включают их значения в диапазоне от 0 до ∞, полученные для величин а₁, лежащих в интервале 1 < а ≤ 10.

Для перехода от чисел этого интервала в любой другой десятичный интервал необходимо умножить соответствующее число на 10^к, где к - целое положительное или отрицательное число.

Например, при к = 1 все числа ряда перейдут в интервал 10 < а ≤ 100, а при к = -1 - в интервал 0,1 < а ≤ 1.

Допускается также использовать производные ряды, которые образуются из основных отбором каждого второго, третьего или в общем случае каждого n-го члена ряда.

В частности, ряд, обозначенный как R 40/5, включает в себя каждый пятый член ряда R 40.

!В основу построения предпочтительных чисел Российской Федерации положен ряд R 40 с параметрами от 0 до 10.

В измерительных системах кроме рядов R для выражения числовых параметров ряда электрических величин используют числа, построенные по рядам, рекомендуемым МЭК.

!Для данных рядов (ряды Е) w = 10 ^1/n , и n = 3, 6, 12, 24.

Примером применения рядов Е могут служить ряды номинальных значений сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов.

Параметрические ряды. Для рационального сокращения номенклатуры изделий необходима разработка стандартов на их параметрические ряды.

Стандарты данного вида направлены на сокращение до целесообразного минимума конкретных типов, видов и моделей изделий.

Как правило, эти стандарты являются перспективными и их основные требования направлены на

- внедрение в производство прогрессивных, технически более совершенных и производительных машин, оборудования, приборов и других видов продукции.

Параметрические ряды строятся по основным параметрам.

При их выборе следует руководствоваться следующими принципами:

- номенклатура основных параметров должна быть минимальной, чтобы не ограничивать процесс совершенствования конструкций и технологии изготовления изделий;

- параметры, включаемые в номенклатуру основных, должны быть стабильными, т. е. оставаться неизменными при конструктивных модификациях и техническом усовершенствовании;

- основные параметры не должны зависеть от часто изменяемых факторов: технология изготовления, применяемых материалов, методики расчета и т. п.

При построении и выборе рядов на конкретный параметр существуют два основных метода: технического и экономического обоснования.

При методе технически обоснованных рядов задача сводится к тому, чтобы построить ряд на параметр изделий, который может быть функционально зависим от другого параметра, параметрический ряд на который задан.

Этот же метод должен использоваться в случаях, когда параметр анализируемого изделия связан по функциональному или эксплуатационному назначению с параметрами другого изделия, ряд на который задан.

Виды стандартизации

Унификация. Для рационального сокращения номенклатуры изготавливаемых изделий проводят их унификацию и разрабатывают стандарты на параметрические ряды изделий, что повышает серийность, способствует специализации производства и улучшению качества.

Унификация - выбор оптимального числа разновидностей продукции, процессов и услуг, значений их параметров и размеров.

!Она заключается в рациональном сокращении числа типов, видов и размеров объектов одинакового функционального назначения и направлена на уменьшение числа разновидностей комбинированием двух или более разновидностей.

Наиболее часто объектами унификации являются отдельные изделия, их составные части, детали, комплектующие элементы и т. д.

Проводится унификация на основе анализа конструктивных вариантов изделий, их применяемости, путем сведения близких по назначению, конструкции и размерам изделий, их составных частей и деталей к единой типовой конструкции.

При необходимости в конструкцию унифицируемых изделий и их элементов вносят технические усовершенствования и доработки.

Агрегатирование. Как показывает опыт промышленности, конструкции большинства машин, оборудования, приборов и других изделий могут быть расчленены на несколько автономных агрегатов (узлов).

Расчленение машин производят на основе структурного анализа их составных частей, позволяющего выделить автономные функциональные узлы (агрегаты) с учетом применения их в ряде других машин.

Затем агрегаты унифицируют, стандартизуют, и они могут составлять конструктивно-унифицированные (типоразмерные) ряды.

Агрегаты изготавливают независимо один от другого, и они обладают полной взаимозаменяемостью по всем эксплуатационным показателям и присоединительным размерам.

Необходимо, чтобы унифицированные агрегаты имели оптимальную конструкцию высокого качества и состояли, по возможности, из наименьшего числа наименований деталей.

Сборка этих агрегатов должна быть простой и надёжной (с помощью разъемных резьбовых, шлицевых и других соединений).

После сборки машины оборудование или приборы должны обладать требуемой прочностью, надёжностью, долговечностью, жёсткостью, виброустойчивостью и иметь другие оптимальные показатели качества, определяемые их эксплуатационным назначением.

!Итак, агрегатирование - метод создания машин, оборудования, приборов и других изделий из унифицированных, многократно используемых стандартных агрегатов (автономных узлов), устанавливаемых в изделии в различном числе и различных комбинациях.

!Симплификация - форма стандартизации, заключающаяся в уменьшении количества типов или других разновидностей изделий до числа, достаточного для удовлетворения существующих в данное время потребностей.

!При симплификации оставляют только те составные части и детали, которые считают необходимыми. В объекты симплификации не вносят каких-либо технических усовершенствований.

Специализация производства - организационно-технические мероприятия, направленные на создание технологий по выпуску однотипной продукции в крупносерийном масштабе при наилучшем качестве и минимальной себестоимости.

При рассмотрении объектов стандартизации различают

- предметную,

- подельную и

- технологическую виды специализации.

В зависимости от области распространения специализация бывает

- международной,

- межотраслевой и

- отраслевой.

В последние годы стратегическим направлением развития технических систем стало модульное формирование техники (МФТ), являющееся высшей формой стандартизации.

Суть МФТ заключается в комплектовании сложных комплексов с большим разнообразием характеристик и типоразмеров из одинаковых первичных (типовых или стандартных) общих элементов-модулей.

Рекомендации по стандартизации

!Рекомендации, в том числе и межгосударственные, по стандартизации, метрологии, сертификации и аккредитации являются нормативными документами, содержащими добровольные для применения организационно-технические и (или) общетехнические положения, порядки, методы выполнения работ, а также рекомендуемые правила их выполнения.

В статье отмечаются применяемые в установленном порядке классификации и общероссийские классификаторы технико-экономической и социальной информации.

На базе системы классификации и классификаторов создаются государственные информационные системы, информационные ресурсы, осуществляется межведомственный обмен информацией.

Классификация

Классификация - разделение заданного множества на подмножества в соответствии с принятыми методами классификации.

Целью классификации является расположение предметов, явлений или понятий по классам, подклассам и разрядам в зависимости от их общих признаков, т. е. создание системы соподчиненных объектов. Чаще всего классификацию проводят по десятичной системе.

В классификации установлен принцип последовательной конкретизации классификационных группировок.

!Вся выпускаемая в стране продукция подразделяется на 100 классов в соответствии с отраслями производства и конкретизируется по свойствам и назначению продукции.

Затем каждый класс делится на 10 подклассов, каждый подкласс - на 10 групп, каждая группа - на 10 подгрупп и каждая подгруппа - на 10 видов. Каждый вид может включать до 9999конкретных наименований продукции.

Перечисленные ступени деления продукции используют для кодирования групповой номенклатуры продукции.

На ее основе создан общероссийский классификатор продукции.

Универсальная десятичная классификация (УДК) принята в качестве международной системы рубрикации индексами технической и гуманитарной литературы.

Например, УДК 62 - техника; УДК 621 - общее машиностроение и электротехника; УДК 622 - горное дело; УДК 621.3:622 - электротехника в горном деле и т. п.

4. Нормативные документы по стандартизации содержат применяемые в установленном порядке классификации, общероссийские классификаторы технико-экономической и социальной информации.

Объектами стандартов организаций могут быть характеристики продукции, а также принципы, нормы и правила в области организации различных сторон деятельности организации.

Широкое применение эти стандарты получили в нашей стране с середины 80-х годов прошлого века для регламентации деятельности в комплексных системах управления качеством продукции.