125
Таблица 3.4 Примеры формул критерия производительности
Наименование ТО |
Структура |
Единица измерения |
|
формулы |
|||
|
|
||
Процессор ЭВМ |
N/t |
операций/с |
|
Принтер |
Pg/t |
страниц/мин |
|
Модем |
V/t |
кБит/с |
|
Автоматическая паяльная |
Ms/t |
микросхем/с |
|
станция |
|||
|
|
||
Записывающий привод для |
V/t |
МБайт/с |
|
компакт-дисков CD-ROM |
|||
|
|
||
Сверлильный станок для из- |
|
|
|
готовления сквозных отвер- |
Ot/t |
отверстий/мин |
|
стий печатных плат |
|
|
|
Установка магнетронного |
|
|
|
напыления тонких пленок |
Pd/t |
подложек/час |
|
гибридных интегральных |
|||
|
|
||
микросхем |
|
|
Критерий механизации равен отношению механической работы, выполняемой только ТО, ко всей механической работе, выполняемой суммарно ТО и человеком (коллективом людей) при получении определенной продукции.
Критерий автоматизации равен отношению числа управляющих операций, выполняемых только ТО, к общему числу управляющих операций, выполняемых суммарно ТО и человеком при получении определенной продукции.
Критерий непрерывности процесса обработки, связанный с получе-
нием определенной готовой продукции, равен отношению числа операций, выполняемых с использованием непрерывных процессов, к общему числу операций с использованием непрерывных и прерывистых процессов воздействия на предмет обработки. Под непрерывными процессами здесь понимается вращательное, поступательное и поточное движение без существенного снижения скорости или безостановочная обработка; под прерывистыми процессами – возвратно-поступательное движение, операции с остановками или прерываниями технологического процесса при переходе к следующей операции и т.п. Следует заметить, что в основе критерия непрерывности процесса обработки лежит один из главных способов повышения производительности труда.
Критерии точности включают следующие частные критерии:
-точность измерения;
-точность попадания в цель;
126
-точность обработки материала или вещества;
-точность обработки потока энергии;
-точность обработки потока информации.
Для этих частных критериев имеются развитые способы измерения и оценки точности, которые легко найти в специальной литературе.
Критерий надежности включает частные критерии:
-безотказности;
-долговечности;
-сохраняемости;
-ремонтопригодности.
Определение этих критериев для различных ТО легко найти в специальной литературе.
Под надежностью ТО обычно подразумевают способность без отказов выполнять свою функцию с заданной вероятностью в течение определенного интервала времени. Критерий надежности возрастает с увеличением времени и вероятности безотказной работы.
Критерии производительности, точности и надежности представляют собой монотонно возрастающие функции. Актуальность и вес этих критериев всегда были выше по сравнению с другими группами критериев (см. рисунок 3.6) и со временем продолжают возрастать.
Технологические критерии развития ТО. Группа технологических критериев главным образом обеспечивает всестороннюю экономию живого труда при изготовлении ТО и подготовке их к эксплуатации. Кроме того, эти критерии направлены на экономию материалов, зависящую от технологических факторов, что опять вносит определенную долю в экономию живого труда. Можно выделить четыре основных технологических критерия.
Критерий трудоемкости изготовления ТО. Критерий равен отноше-
нию суммарной трудоемкости ТС проектирования, изготовления и подготовки к эксплуатации изделия к его главному показателю эффективности Q, т.е. представляет собой удельную трудоемкость изготовления на единицу получаемой эффективности:
KT TQC .
Главный показатель эффективности Q выбирают таким образом, чтобы
критерий КТ объективно отражал прогрессивное развитие рассматриваемых ТО. В таблице 3.5 приведены примеры выбора показателя Q для различных
ТО. Критерий КТ представляет собой монотонно убывающую функцию при условии, что сопоставление различных поколений ТО ведется по одному и тому же показателю эффективности Q.
Критерий трудоемкости является одним из самых древних, поскольку он действует и в сильной степени влияет на развитие ТО, начиная с каменного века, с первых искусственно изготовляемых орудий – ручных рубил. Акту-
127
альность этого критерия на протяжении всей истории техники всегда была и остается весьма высокой и неизменной.
Имеются все основания утверждать, что критерий КТ проявляет свое действие и влияние (в большей или меньшей мере) по отношению к любому классу ТО.
|
|
|
Таблица 3.5 |
|
Примеры показателя эффективности ТО |
||||
|
|
|
|
|
Наименование ТО |
Показатели |
эффективности |
|
|
Наименование |
|
Размерность |
|
|
|
|
|
||
Процессоры ЭВМ, копироваль- |
Производитель- |
|
операций/с, стра- |
|
но-множительная техника |
ность |
|
ниц/мин |
|
Трансформатор |
Мощность |
|
кВ А |
|
Электронный усилитель |
Коэффициент уси- |
|
дБ |
|
ления |
|
|
||
|
|
|
|
|
Сканер |
Разрешающая спо- |
|
точек/дюйм |
|
собность |
|
|
||
|
|
|
|
|
Электродвигатель |
Крутящий момент |
|
Н м/с |
|
Динамическое ОЗУ |
Время доступа |
|
мс |
|
|
Относительное |
|
|
|
Аккумуляторная батарея |
время работы ко |
|
отн. ед. |
|
|
времени заряда |
|
|
|
Критерий технологических возможностей. Любой ТО, разработан-
ный только с учетом функциональных и антропологических критериев (требований), может содержать не более пяти типов элементов (агрегатов, узлов, деталей):
- Ас – стандартные или покупные элементы, получаемые в готовом ви-
де;
- Ау – унифицированные элементы, заимствованные из существующих
ТО;
-Ан1 – оригинальные (новые) элементы, изготовление которых не вызывает затруднений (могут быть изготовлены на имеющемся оборудовании), но требует разработки и отработки технологии их изготовления;
-Ан2 – оригинальные элементы, изготовление которых вызывает значительные, но преодолимые трудности (требуется разработка новой технологии
спредварительным изготовлением технологической оснастки, приобретение дефицитного оборудования и т.п.);
-Ан3 – оригинальные элементы, изготовление которых вызывает принципиальные, пока непреодолимые трудности (отсутствует в принципе или
128
нельзя приобрести необходимое технологическое оборудование или подходящие материалы, требуется предварительное проведение НИР и ОКР и т.п.).
Критерий технологических возможностей, который должен отражать простоту и принципиальную возможность изготовления ТО, можно определять по формуле:
|
|
K |
|
|
kc Ac k у Aу kн1Aн1 kн2 Aн2 |
, |
(3.1) |
|
|
Т .В |
|
||||
|
|
|
|
Ac Aу Aн1 Aн2 Aн3 |
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Ан3 0; |
|
|
|
|
|
1, |
если |
|
|
|
|
||
где |
|
|
|
kc, kу, kн1, kн2 – весовые коэффициенты, причем kc |
|||
|
если |
Ан3 0; |
|
|
|
|
|
0, |
|
|
|
|
|||
=1, kc > kу > kн1 > kн2 (например, kу = 0.5, kн1 = 0.2, kн2 = 0.01); Ас, Ау, Ан1,
– соответственно число наименований стандартных, унифицированных и оригинальных элементов в ТО (под одним наименованием может быть несколько одинаковых элементов).
На практике широко используют частные случаи этого обобщенного критерия: критерий стандартизации, когда в числителе формулы (3.1) берется
только Ас; критерий унификации, когда в числителе берется Ас + Ау. Критерий технологических возможностей в любой форме представле-
ния изменяет свои значения на отрезке 0 Кт. в 1. Хотя улучшение критерия
связано с возрастанием значения Кт. в, все же его нельзя отнести к монотонно возрастающим функциям, поскольку часто в новых поколениях ТО для улучшения более важных критериев приходится ухудшать критерий технологических возможностей. Основная форма представления критерия (3.1) стимули-
рует исключение абсолютно нетехнологичных элементов Ан3 и минимизацию
элементов Ау, Ан1, Ан2 в соответствии с их весовыми коэффициентами. Критерий технологических возможностей отражает фактор наслед-
ственности в технике, аналогичный фактору наследственности в живой природе, определяемому законом Дарвина. При переходе от одного поколения
ТО к другому критерий Кт. в заставляет в наибольшей мере сохранять и использовать проверенные практикой функциональные элементы, отработанную технологию их изготовления и существующее технологическое оборудование. Поскольку за каждое конструктивное изменение в новом поколении ТО приходится «платить» значительными дополнительными затратами, связанными с изменением технологического процесса и созданием соответствующего технологического оборудования, приспособлений и инструментов, тем более имеется риск, что новые элементы не оправдают себя на практике.
Критерий технологических возможностей начал оказывать влияние на развитие техники с конца XVIII века, когда значительно возросла сложность ТО и в достаточной степени развилось «машинное производство машин», орудий труда и оружия, выпускаемых большими сериями. Актуальность кри-
129
терия технологичности сильно возросла в первой половине XX века и продолжает расти до сих пор.
Критерий технологических возможностей имеет отношение к любому классу ТО. Способы и средства улучшения этого критерия, которые следуют из структуры формулы (3.1), приведены в Приложении 1 (раздел 12).
Критерий использования материалов. Для изготовления элементов ТО используют различные природные материалы, отлитые заготовки, стандартные корпуса, кабели и шины, специальные профильные заготовки (валы, шары, шестерни) и др. В процессе обработки исходного материала и заготовок появляются обрезки, стружка и другие отходы, в результате чего масса готовых деталей и, соответственно, ТО получается меньше массы израсходованных материалов. В связи с этим потери, например, черных металлов в машиностроении составляют 20-25%, отходы металла в стружку при обработке резанием – до 28%. В целом коэффициент использования металла не превы-
шает 0.55.
Поскольку доля отходов в большей мере проявляется от технологических процессов и технологического оборудования, существует и действует
технологический критерий использования материалов Ки.м, равный отношению массы изделия G к массе израсходованных материалов P (при этом покупные комплектующие элементы не учитываются):
Kи.м GP .
В случае, когда в ТО используются материалы, щиеся по стоимости, при вычислении критерия Ки.м ваться следующими зависимостями:
(3.2)
значительно различаюрекомендуется пользо-
m |
|
Gn kiqi , |
(3.3) |
i 0 |
|
m |
|
Pn ki pi , |
(3.4) |
i 0
где i = 0, 1, …, m – номера используемых различных материалов; qi – масса i- ого материала, используемого в ТО; ki – весовой коэффициент i-ого материа-
ла (можно принять ki ci , где i = 0, 1, …, m); сi – стоимость единицы массы c0
i-ого материала; с0 – стоимость единицы массы основного материала; pi – масса i-ого материала, израсходованного на изготовление элементов ТО.
Критерий Ки.м представляет собой монотонно убывающую функцию,
которая принимает значения в интервале 0 Ки. м 1. Несмотря на тенденцию монотонного убывания, функция (3.2) иногда имеет ступенчатые (скачкообразные) возрастания, обычно связанные с переходом на новые техноло-