Техника, технический прогресс, стандартизация

Категория:
Совершенствование производства


Техника, технический прогресс, стандартизация

Материальная основа техники, ее элементы, структура и функции находятся в закономерной связи между собой. Раскрытие и учет этих закономерностей имеют чрезвычайно важное значение как при проектировании техники, так и при организации ее производства. Разумеется, каждое техническое устройство имеет свои специфические законы. Уже в структуре этого устройства находят свое выражение законы связи и внутренней специфической организации данной системы. Однако особый интерес при исследовании статики техники представляют общие закономерности ее внутренней организации и функционирования, познание которых методологически вооружает инженеров, работающих в области технической подготовки производства.

Каждая эпоха выдвигает свои задачи и свои требования к прогрессу техники. Вместе с тем каждая эпоха создает для технического прогресса определенные условия и возможности. Поэтому задачи совершенствования технической подготовки производства нужно рассматривать с учетом конкретной исторической обстановки, в которой осуществляется прогресс техники.

В работе приведены следующие три наиболее существенные тенденции закономерного развития техники, связанные с изменением ее элементов, структуры и функций:
1) исторически углубляющися процесс дифференциации и специализации средств труда и их элементов;
2) последовательный, проходящий через ряд этапов, процесс усложнения и интеграции техники;
3) общее движение в ходе технического прогресса к автоматизации. Правда, в работе Д. Бернал, отмечает, что в данное время производительность труда, которую может дать автоматизация, существует только в принципе, потому что она находится лишь на первой стадии своего развития и используется только на некоторых заводах наиболее привилегированных отраслей промышленности. Это обусловлено многими факторами: уровнем развития стандартизации, материальными возможностями общества, надежностью автоматических устройств и др.

Объективные предпосылки процесса дифференциации и специализации в развитии техники коренятся в росте общественных потребностей, которые вызывают к жизни все новые формы деятельности, а вместе с ними и соответствующие средства труда. Этот процесс, как указывает автор работы [34], обусловлен также внутренней логикой развития самой техники. Смысл дифференциации техники состоит в том, что по мере ее развития создаются новые средства труда, различные по своей конструкции и принципу действия, с учетом выполнения ими определенных функций и операций, т. е. с учетом их специального назначения. Все это относится не только к сложным средствам труда, но и к их элементам.

Настолько же закономерным является процесс специализации средств труда и их элементов, в котором активную роль играет структура, способ связи элементов. Машины, будучи сложными образованиями, являются не просто скоплением или группой разрозненных элементов, а являются целым, обладающим интегративными свойствами и имеющим свое специфическое назначение. Но для этого необходима внутренняя организация, определенное взаимодействие и связь между элементами. Иными словами, необходимо наличие структуры, которая «есть способ связи элементов, система их отношений между собой».

Если элементы машин выполняют сравнительно ограниченные по своему непосредственному назначению функции, а также сравнительно самостоятельные по сравнению с функциями и назначением целого, то со структурой дело обстоит иначе. Структура, соединяя элементы в суммарное образование, позволяет на этой основе выполнять функции, отвечающие назначению средства труда в целом. Все это находит свое отражение в современной технике, где многие детали, предназначенные для соединения, установки, передачи движения и т. д., мало зависят от назначения всей машины. У них одинаковое для всех машин непосредственное назначение, они должны отвечать техническим требованиям, которые в плане исполняемых ими функций являются общими для всех машин. Поэтому такие детали, как шарикоподшипники, болты, гайки, кольца, винты, зубчатые колеса, шкивы, детали соединений трубопроводов и другие, с успехом могут быть применены в самых различных машинах. То же самое относится и к целым узлам, блокам, механизмам.

Значение стандартизации этих деталей (узлов, механизмов) трудно переоценить. Из стандартизованных элементов (элементов в широком понимании), беря их в различном сочетании и дополняя необходимым числом узкоспециализированных элементов, можно создавать ряд машин различного назначения, а при изменении целей трудового процесса сравнительно легко и быстро перестраивать их для выполнения новых операций. На этом принципе построено агрегатирование, которое широко применяется в станкостроении, а теперь и в тех отраслях машиностроения, до самого последнего времени машины собирались из разоренных деталей.

Характерен в этом отношении пример конструирования и ооизводства прядильных машин для химических волокон. Последние проектировались с таким расчетом, чтобы их собирали из отдельных узлов и деталей. Для перевозки машин на фабрики (после стендовой сборки) требовалась их разборка на отдельные узлы и детали без технологической (в функциональном смысле) взаимосвязи последних. Это приводило к дополнительной загрузке сборочных цехов, затратам времени на комплектацию и упаковку деталей после окраски, увеличению расхода леса и пиломатериалов, повреждению деталей при дополнительной межцеховой перевозке (со сборочных участков в упаковочный цех), большому количеству упаковочной документации, ошибкам в комплектации при упаковке, потерям мелких деталей при распаковке и расконсервации у заказчика (особенно в условиях новостроек). При этом усложнялся монтаж, увеличивались сроки его проведения, повышались требования к квалификации монтажников, снижалось качество машин и их надежность.

Секционный метод проектирования, сборки и монтажа позволил избежать указанных недостатков. Так, 18-местная машина ПП-1000-ИМ была разделена на девять одинаковых двухместных секций, представляющих собой жесткую металлоконструкцию, на которых устанавливаются рабочие механизмы также блочной конструкции с индивидуальными приводами (галеты, фрикционные цилиндры, бабинодержатели, раскладчики). Конструкции блоков типовые, а некоторые из них — стандартизованные. В каждую секцию вмонтированы трубы препарации, валы привода замасливающих шайб, электрооборудование (включая разводку) и другие элементы конструкций. Оригинальными являются головная и хвостовая секции, оформленные в виде самостоятельных шкафов, в одном из которых монтируется пульт управления, в другом — бачки препарации. Секции (блоки) машины стыкуются между собой простым соединением нескольких деталей. Электропроводка осуществляется только протягиванием проводов вдоль машины. Переход на секционную и блочную конструкцию позволил сэкономить 9,5 т чугуна на каждую машину, снизить трудоемкость изготовления машины на 3756 нормо-ч, сократить число ящиков на упаковку с 255 до 160, уменьшить продолжительность монтажа машины на комбинате на 20%.

Секции и блоки дали возможность организовать производство на современном уровне, шире применять поточную узловую сборку, а на стенде собирать машину не из отдельных деталей, а из собранных и обкатанных в блоки узлов. Блоки позволяют резко увеличить ремонтоспособность машины, что особенно важно для наиболее нагруженных и ответственных узлов и механизмов, которые заменяются блоками,

При переходе на секционную сборку сокращается также расход лакокрасочных материалов и консервационной смазки. Например, все привалочные платики и т. д., находящиеся в сопряженном виде, не консервируют.

Таким образом, создание различных машин из стандартизованных и унифицированных элементов показывает большую роль их внутренней организации, структуры.

Наряду с процессом дифференциации и специализации средств труда, технических систем и их элементов в технике наблюдается также и процесс интеграции и усложнения. При усложнении техники происходит увеличение числа элементов, входящих в систему, а также изменение ее внутренней организации, структуры. С усложнением связана интеграция, смысл которой состоит в создании целостных систем, объединяющих обособленные элементы в единое образование, основанное на их согласованном функционировании и тесном взаимодействии [34]. Попытка управления этим процессом через стандартизацию в ряде случаев наталкивается на серьезные трудности. Объясняется это тем, что в настоящее время, как мы указывали, еще очень мало теоретических и методических разработок в. области государственной и, особенно, отраслевой и заводской стандартизации, определяющих ее связи с технической подготовкой и организацией производства. Так, почти отсутствуют исследования в области рациональных методов классификации функциональных блоков машин. Между тем, как показывают исследования [21 ], эта классификация имеет свою специфику (она существенно отличается от методики классификации общемашиностроительных деталей) и является основой для рациональной унификации как самих функциональных блоков, так и их деталей, а также типизации технологических

leccoB их изготовления. Отсутствуют также теоретические ПР°!едования и методические разработки в области установления ‘”^стандартизации взаимосвязей конструктивных элементов деталей (состава и субординации структур конструктивных эле-ентов). Все это отрицательно сказывается на практической деятельности предприятий в области стандартизации.

В обычной практике заводской и отраслевой стандартизации различные конструктивные элементы деталей (диаметры, поля допусков, резьбы, проточки, канавки) рассматриваются и стандартизуются раздельно, без взаимной связи друг с другом. Однако эти элементы деталей, даже будучи стандартизованными, выступая в стандартах изолированно, при проектировании могут давать бесконечное множество структурных образований. При непрерывном усложнении техники такая раздельная стандартизация конструктивных элементов чрезвычайно затрудняет управление процессами проектирования машин и технологической подготовки производства. Между тем логическая и функциональная связи между этими элементами объективно существуют и могут быть выявлены и стандартизованы. Стандартизация таких связей элементов повышает уровень взаимозаменяемости деталей и благоприятно влияет на сокращение номенклатуры и повышение универсальности технологической оснастки и инструмента, что особенно важно для мелкосерийного многономенклатурного машиностроительного производства.

Одновременно с процессами дифференциации и интеграции в технике действует обусловленный развитием науки и техники процесс широкого применения новых видов и марок материалов, которые требуют установления оптимальных методов и режимов обработки. Например, развитие такой сравнительно новой отрасли машиностроения, как производство машин для изготовления синтетических и искусственных волокон, потребовало применения новых, устойчивых к агрессивным средствам материалов, во многом изменивших технологию производства машин. Это потребовало применения новых методов и режимов обработки де~ лей.

Таким образом, в связи с техническим прогрессом усложняются конструкции машин, оборудования и приборов, развивается автоматизация, широко применяются новые виды и марки металлических и неметаллических материалов, повышаются требования к качеству продукции. Развитие этих тенденций без определенных ограничений, с точки зрения установления взаимосвязанных оптимальных параметров и требований через систему стандартизации, может привести к стихийному — неуправляемому процессу в области проектирования и производства, что, как показывает практика, приводит не только к длительным срокам освоения новой техники, но также к большим потерям в народном хозяйстве.

Управление же процессом технической подготовки производства на машиностроительных заводах в условиях все ускоряющегося процесса современной научно-технической революции, как показывают исследования, может осуществляться лишь через систему стандартизации, в основу которой положены научные знания и практический опыт.

Одна из главных трудностей заключается в построении весьма «гибкой» системы стандартизации. Эта система должна обеспечивать возможность максимально использовать при создании техники все новое, передовое, что дает в ее распоряжение наука. Вместе с тем, она должна способствовать быстрому освоению новой техники в производстве при минимальных затратах и высоком ее качестве. Другими словами, в плане проектирования техники необходимо предусмотреть избыточность «степеней свободы» для создания разнообразных, совершенных машин и механизмов (исходя из требований народного хозяйства), а в производстве такую избыточность степеней свободы необходимо ограничить. При несоблюдении этих условий стандартизация будет препятствовать техническому прогрессу и утратит свою ведущую роль. Это необходимо учитывать и в связи с тем, что при развитии науки и техники неуклонно сокращается интервал между новыми научными открытиями и их использованием в производстве. Если раньше открытия новых явлений в естествознании получали свое отражение в технике лишь через десятилетия и даже столетия, то теперь, как правило, это происходит в течение нескольких лет.

Таким образом, стандартизация в своем развитии должна определенным образом опережать технический прогресс (опережающая стандартизация) и становиться фактором управления.

В каком же соотношении должно находиться это опережение по отношению к служебным функциям стандартизации как в области проектирования машин,.так и в области их производства и в состоянии ли стандартизация примирить между собой требования потребителей машин и требования заводов-изготовителей?

В настоящее время еще нет методики, широко и комплексно хватывающей проблемы развития стандартизации в целом и это вызывает известные трудности. Однако при стандартизации пешать рассматриваемые ею проблемы необходимо с позиций «системного подхода». Дело в том, что окружающий нас мир состоит не из отдельных изолированных друг от друга предметов н явлений, а из совокупности взаимосвязанных и взаимодействующих объектов, определенного рода целостных образований. Поэтому сейчас стоит задача — исследовать эти совокупности как сами по себе, так и в связи с другими совокупностями.

Стандартизация, как и любая организованная (а тем более управляющая) система, способна существовать с наибольшей эффективностью только тогда, когда она предусматривает возможность гибкой (но не единообразной) взаимосвязи отдельных элементов техники и производства. Так, например, стандартизация должна исходить из того, что связи между частями технических систем и устройств не могут быть абсолютно устойчивыми, а строгая определенность одних частей не должна исключать возможность изменения каких-то других. Естественно, что изменения эти при различных случаях будут различными. При данной организации производства, материальных возможностях, людских резервах, развитии науки и техники и т. д. они должны соответствовать понятию «разумный смысл».

В соответствии с одной из основных концепций системного подхода — концепцией об изменениях — в связи с тем, что коль скоро изменения в системе имеют место постоянно, а возникают и проявляются прежде всего в более революционных составляющих системы — в ее элементах, то не стоит стремиться делать данную систему навсегда совершенной. Она должна быть достаточно хорошей для выполнения поставленных целей на тот срок, на который эти цели необходимы. Кроме того, систему нужно строить так, чтобы при внесении в нее изменений была бы возможность сводить до минимума потери в сфере обслуживания и в производстве. Основное внимание должно быть обращено на разработку удачного принципа построения системы, который допускал бы ее совершенствование и эффективно обеспечивал получение желаемого результата [57].

Исследования показывают, что сроки действия стандартов из-за быстрого темпа развития техники и широкого внедрения в производство новых материалов с высокоэффективными показателями практически сократились, т. е. что стандарты быстро устаревают и нуждаются в пересмотре. Поэтому необходим систематический пересмотр стандартов, способствующий тому, чтобы стандартизованные изделия всегда отвечали требованиям потребителей. Однако частый пересмотр стандартов имеет и свои недостатки: это связано с нарушением снабжения производства сырьем, моральным старением технологической оснастки и т. п. Замена одного стандарта другим может привести к исчезновению какого-либо изделия на рынке из-за прекращения его производства и отсутствия не-’ обходимых условий для организации производства изделий, отвечающих требованиям новых стандартов. Следует учитывать также, что изделия, механизмы и сооружения становятся все более сложными. Они состоят из большого количества элементов, замена которых требует сохранения уже существующих основных параметров и размеров как этих элементов, так и узлов, в которые они входят. Эти и другие технические, а в значительной степени и экономические факторы современного производства требуют создания такой системы стандартизации, которая максимально удлиняла бы срок действия стандартов, не замедляя при этом технического прогресса.

Для того чтобы стандарты определяли развитие изделий на более длительный период, система стандартизации должна быть достаточно «гибкой», т. е. любые накопленные изменения в элементах (подсистемах), подпадающих под управление данного стандарта, не должны привести к изменению всей системы.

Электроэнергетическая система передачи и распределения энергии может служить примером, когда стандартизация параметров напряжения и частоты сети на шинах потребителя, выполненная на ранних стадиях развития этой системы, не потребовала существенных изменений в системе, несмотря на то, что потребление энергии за прошедший 60-летний период удваивалось почти каждые 10 лет [57]. Точно также стандарты на нормальные линейные размеры и допуски, стандарты на основные размеры и классы точности резьбы и другие явились основой для развития взаимозаменяемости в машиностроении.

В работе приводятся данные исследований, свидетельствующие о том, что-в СССР за 1950—1966 гг. отношение впервые принятых стандартов к общему числу ежегодно утверждаемых (по нарастающему итогу) колебалось в пределах 52,9—37,5% при среднем значении 41,1% (исследование проводилось по стандартам раздела «Д» классификатора государственных стандартов). Это означает, что за 17 лет в СССР в среднем 58,9% ежегодно „утверждаемых стандартов появлялось в результате пересмотра ранее действовавших.

Автор работы отмечает, что рост удельного веса пересматриваемых стандартов в общем числе вновь утверждаемых стандартов является результатом ускорения научно-технического прогресса, приводящего к понижению стабильности стандартов в целом. Вместе с тем автор правомерно ставит вопрос о необходимости находить пути повышения стабильности стандартов при

пяющихся темпах научно-технического прогресса. Одним из УсК°Р пре0доления указанного противоречия он справедливо “уТтает дифференцированное изучение стандарта и построение ° ндартов таким образом, чтобы каждый из них содержал эле-СТнты одинаковой стабильности. В этой же работе приводится имер исследований стабильности элементов стандартов, проченных К. Колоц. Рассмотрев свыше 1000 государственных

ндартов ГДР с точки зрения их стабильности по отношению ^научно-техническому прогрессу, К. Колоц пришла к выводу существовании четырех основных групп элементов стандартов. ° Эти исследования показали, что не все элементы стандартов одинаково стабильны. Так, для элементов группы а стабильность превышает среднестатистическую длительность действия стан-партов в два’ раза, для элементов группы Ь она колеблется от восьми до 16 лет, для элементов группы с — от четырех до восьми лет и для элементов группы d — от одного до четырех лет. В случае полного стандарта (например, стандарта полной технической характеристики), в состав которого входят элементы всех четырех групп, при первом изменении элементов группы а элементы группы b изменяются от одного до двух раз, элементы группы с — от двух до четырех раз и элементы группы d — больше, чем четыре раза.

Несмотря на то что данные проведенных исследований нуждаются в дальнейшем уточнении и не могут быть признаны исчерпывающими, в общем виде они дают верное представление о структуре элементов стандарта (с позиций их стабильности). Кроме того, они подтверждают необходимость распространения принципов системного подхода на заводскую, отраслевую и государственную стандартизацию и, в частности, распространения на них концепции системного подхода об изменениях. Так, например, нормалями машиностроения МН14—61 — МН19—61 были установлены конструкции, основные и вспомогательные размеры и технические требования на прижимные крышки подшипников узлов. Ряд машиностроительных предприятий страны стал изготовлять прижимные крышки по указанным нормалям, оснастив их производство металлическими моделями, кондукторами, режущим и измерительным инструментом. В 1967 г. в соответствии с планом государственной стандартизации нормали машиностроения МН14—61 — МН19—61 были заменены государственными стандартами ГОСТ 13219.1—67—ГОСТ 13219.16—67 «Крышки торцовые корпусов подшипников качения». Этими ГОСТами вводятся конструкции крышек, значительно отличающиеся от предусмотренных нормалями машиностроения. Кроме того, подверглись изменению присоединительные размеры крышек, чем была нарушена из взаимозаменяемость. Так как машиностроительные предприятия изготовляют крышки подшипниковых узлов для призводимого ими оборудования своими силами, то такое изменение конструкции крышек и их присоединительных размеров (не улучшив функциональные свойства деталей) привело к дополнительным затратам в производстве (замена всей модельной и станочной оснастки) и усложнению взаимоотношения предприятий со сферой эксплуатации (нарушение взаимозаменяемости). Лучшим решением при стандартизации прижимных крышек было бы установление рядов присоединительных и габаритных размеров и основных требований, обеспечивающих требуемые функциональные свойства деталей. Это дало бы возможность длительное время сохранять государственный стандарт в качестве основы. В этом случае очень логичным выглядел бы строгий контроль за внедрением и соблюдением стандарта, поскольку его внедрение обеспечивало бы основу для создания специализированных производств в рамках отраслей или экономических районов. При отсутствии же последних стандарт давал бы возможность предприятиям избирательно, т. е. в зависимости от конкретных условий (но в рамках показателей и свойств, определенных государственным стандартом), наиболее экономичным путем осуществлять изготовление деталей.

Или другой пример. Анализ показывает, что за последние 15 лет стандарт на болты с нормальной шестигранной головкой (ГОСТ 7798—70) был переутвержден четыре раза (в 1955, 1957, 1962, 1970 гг.). При этом размерные элементы, обеспечивающие взаимозаменяемость, оставались практически без изменений, впрочем, как и основные параметры и размеры. Однако обозначение болтов с каждым новым переутверждением стандарта изменялось.

Из сказанного следует, что установление в государственных стандартах всех показателей и свойств изделий, методов их испытаний, упаковки, транспортирования и хранения (стандарты полной технической характеристики) приводит к созданию системы, действующей по принципу жесткой детерминации. Такая система не может работать эффективно, если подсистемы, подпадающие под управление данных стандартов, вынуждены функционировать избирательно, т. е. исходя из конкретных условий, в которых они находятся. Это и естественно, поскольку при разработке такого стандарта невозможно учесть все факторы, объективно существующие в рамках действующих во многих отраслях машиностроения систем проектирования, производства и эксплуатации, а также факторы, которые могут возникнуть в будущем. Недоучет же этих факторов приводит к накапливанию противоречий между производством и стандартизуемым объектом, или в сфере сбыта, эксплуатации и т. д. Накопившиеся противоречия могут достигнуть столь больших размеров, что потребуют изменения самой основы — стандарта. В этих условиях стандарт становится не основой развития, а источником противоречий.

Однако часто именно таким образом строится система стандартизации изделий машиностроения в стране. Отрицательное влияние такого принципа построения системы усиливается тем, что по разным причинам одновременно с введением стандарта, как правило, не осуществляются мероприятия по централизации изготовления стандартизуемых изделий и по централизованной поставке их предприятиям всех отраслей промышленности, переходящим на новый стандарт. Тяжесть перехода на новый стандарт в этих условиях целиком несут машиностроительные предприятия, изготовляющие конкретные виды оборудования и не специализированные на изготовлении данного единичного продукта — стандартизованного изделия (детали).

Таким образом, регламентация государственными стандартами лишь основных (определяющих) показателей, параметров и свойств сохраняя основу для функциональной взаимозаменяемости в межотраслевом плане, дает возможность при разработке отраслевы (заводских) стандартов наилучшим образом учитывать особен ности проектирования и производства, присущие данной конкре ной отрасли машиностроения. Она создает предпосылки для раз вития отраслевой специализации, основанной на прогрессивно технологии и современных методах организации производства Все остальные параметры и требования, исходя из «собственных целей, изготовители могут уточнять в пределах показателей г свойств, регламентированных государственными стандартами. Те самым подтверждается вывод о том, что в настоящее время особое значение приобретает отраслевая стандартизация и стандарти зация, в рамках производственных объединений, которые должн проделать основную работу по разработке и особенно внедрению стандартов. Именно отрасли промышленности в соответствии с задачами развития отрасли и народного хозяйства в целом, вы раженными в государственных планах и государственных нор мативно-технических документах, могут наиболее эффективно проводить стандартизацию, выбирая наиболее эффективные пути внедрения государственных стандартов.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум