Основи стандартизації та сертифікації

· стандарти ISO (ISO Standards)

· публічно доступні специфікації ISO (ISO/PAS - Publicly Available Specifications)

· технічні специфікації ISO (ISO/TS - Technical Specifications)

· технічні звіти (ISO/TR - Technical Reports)

· промислові технічні угоди (ITA - Industry Technical Agreement).

Зокрема, типами документів, що характеризуються вимогами меншого рівня узгодженості в порівнянні з міжнародними стандартами, є документи ISO/PAS і ISO/TS, для яких по розсуду робочих груп і підкомітетів ISO можуть бути реалізовані прискорені варіанти ISO-процесу.

ISO також забезпечує можливість ухвалення документів, розроблених поза даною організацією, як, наприклад, промислові технічні угоди (Industry Technical Agreement).

Всі ці документи із спрощеним ISO-процесом повинні будуть переглядатися через три роки, внаслідок чого можливі два варіанти. Або вони переставатимуть діяти, або, у разі успішного перегляду, прийматимуть статус міжнародних стандартів ISO.

Розглянута вище модернізація ISO процесу показує бажання ISO бути гнучкою і такою, що адаптується, щоб відповідати вимогам індустрії і ринку до системи міжнародних стандартів.

Організація IEC, утворена в 1906 р., також як і ISO є добровільною неурядовою організацією. Її діяльність в основному пов'язана із стандартизацією фізичних характеристик електротехнічного і електронного устаткування. Основна увага IEC приділяє таким питанням, як, наприклад, електровимірювання, тестування, утилізація, безпека електротехнічного і електронного устаткування. Як і в ISO, членами IEC є національні організації (комітети) стандартизації технологій у відповідних галузях, що представляють інтереси своїх країн в справі міжнародної стандартизації. В даний час до складу IEC входить більше 50 таких членів.

З організаційної точки зору IEC має пристрій багато в чому аналогічне ISO. Процес створення стандартів в IEC також аналогічний моделі цього процесу, прийнятій в ISO. Правильніше слід було б говорити про аналогічність ISO організації IEC, оскільки ISO створювалася багато в чому за образом і подобою великодосвідченою IEC. Як і в ISO основну роботу по розробці стандартів в IEC виконують технічні комітети (TCs) і підкомітети (SCs), загальна чисельність яких більше 200.

Разом із стандартами на електротехнічні апарати і машини IEC розробляє стандарти на електронні пристрої, пов'язані з обробкою інформації. Наприклад, їй розроблені наступні стандарти:

· IEC-625.1 - стандарт на інтерфейс шини програмованих приладів;

· IEC-9316 - стандарт на системний інтерфейс комп'ютерів з 8-розрядною шиною.

Маючи сумісні інтереси в області стандартизації ІТ, ISO і IEC домовилися об'єднати свої зусилля, створивши в 1987 р. єдиний орган JTC1 (Joint Technical Committee 1 - Об'єднаний технічний комітет 1), призначений для формування всеосяжної системи базових стандартів в області ІТ і їх розширень для конкретних сфер діяльності. Цей комітет тісно співробітничає з Міжнародним Союзом Електрозв'язку (ITU).

Розглянемо точніші визначення сфери діяльності і цілей комітету JTC1, сформульовані в документі ISO\IEC JTC1 N430, прийнятому на пленарній нараді комітету, що проходила в Парижі в грудні 1996 р.

Сфера діяльності - міжнародна стандартизація в області ІТ, при цьому поняття ІТ в цьому документі трактується таким чином: "Інформаційні технології включають специфікацію, проектування і розробку систем і засобів, що мають справу із збором, уявленням, обробкою, безпекою, передачею, організацією, зберіганням і пошуком інформації, а також обміном і управлінням інформацією".

Основними цілями JTC1 визначаються:

"розробка, підтримка, просування стандартів ІТ, що є необхідними для глобального ринку, задовольняють вимогам бізнесу і користувачів і що мають відношення до:

· проектуванню і розробці систем і засобів ІТ

· продуктивності і якості продуктів і систем ІТ

· безпеці систем ІТ і інформації

· переносимості прикладних програм

· інтероперабельности продуктів і систем ІТ

· уніфікованим засобам і оточенням

· гармонізованому словнику понять області ІТ

· дружнім і ергономічним призначеним для користувача інтерфейсам".

Основні принципи роботи JTC1 будуються відповідно до вимог сучасного бізнесу і орієнтуються на економічну рентабельність і скорочення термінів розробки стандартів, а також припускають залучення до процесу стандартизації широкого круга зацікавлених професійних організацій і експертів, акцентування на забезпечення інтернаціоналізації продуктів і сервісів.

Робота над стандартами ІТ, здійснювана в JTC1, тематично розподілена по підкомітетах (Subcommittees - SC).

На додаток до підкомітетів JTC1 періодично створює спеціальні і/або дослідницькі групи, вирішальні поточні завдання стандартизації ІТ.

У 2001 р. склад підкомітетів JTC1 виглядав таким чином:

· SC1 Vocabulary (словник понять)

· SC2 Corded character sets (Символьні набори і кодування інформації)

· SC6 Telecommunication and information exchange between systems (Телекомунікація і інформаційний обмін між системами)

· SC7 Software engineering (Програмна інженерія)

· SC11 Flexible magnetic media for digital data interchange (Гнучке магнітне середовище для обміну електронними даними)

· SC17 Identification cards and related devices (Ідентифікаційні карти і пов'язані з ними пристрої)

· SC22 Programming languages, their environments and system software interfaces (Мови програмування, їх оточення і інтерфейси системного програмного забезпечення)

· SC24 Computer graphics and image processing (Комп'ютерна графіка і обробка зображень)

· SC25 Interconnection of information technology equipment (Взаємозв'язок устаткування інформаційних технологій)

· SC27 IT Securities techniques (Методи безпеки ІТ)

· SC29 Coding of audio, picture, multimedia and hypermedia information (Кодування аудіо, графічною, мультимедійною і гіпермедіа інформації)

· SC31 Automatic identification and data capture techniques (Автоматична ідентифікація і методи прочитування даних)

· SC32 Data management and interchange (Обмін і управління даними)

· SC34 Document description and processing languages (Мови опису і обробки документів)

· SC35 Use interfaces (Призначені для користувача інтерфейси)

· SC36 Learning Technology (Технології навчання).

  Кожен з підкомітетів, як наголошувалося вище, має свій секретаріат, що працює в одній їх організацій національних стандартів (як правило, це організації ANSI, AFNOR, BSI, DIN, JISC і деякі інші). Такий секретаріат здійснює контроль над робочими групами підкомітету, забезпечує документообіг в підкомітеті і координирацию роботи груп.

Організація ITU

ITU (International Telecommunication Union - Міжнародний Союз Електрозв'язку) - міжнародна міжурядова організація, що спеціалізується в області стандартизації електрозв'язку. Вона об'єднує більше 500 урядових і неурядових організацій. У її склад входять телефонні, телекомунікаційні і поштові міністерства, відомства і агенства різних країн, а також організації-постачальники устаткування для забезпечення телекомунікаційного сервісу. Основне завдання ITU полягає в координації розробки гармонізованих на міжнародному рівні правив і рекомендацій, призначених для побудови і використання глобальних телемереж і їх сервісів.

У 1947 р. ITU отримала статус спеціалізованого агенства Організації Об'єднаних Націй (ООН). Центральний офіс ITU розташований в Женеві (Швейцарія). Штатний склад співробітників включає 770 чоловік. Річний бюджет організації складає близько 333 мільйонів швейцарських франків.

ITU - стара міжнародна професійна організація. Вона була заснована в 1865 р. після підписання 20-у європейськими державами першої міжнародної конвенції по телеграфії. Перша назва ITU розшифровувалася як Міжнародний союз по телеграфії (International Telegraph Union). Весь час свого існування ITU несло відповідальність за розробку правив і рекомендацій, що регламентують розвиток глобальних телекомунікаційних мереж і сприяючих стандартизації телепослуг, а також стандартизації операцій по експлуатації систем електрозв'язку. ITU оперативно відстежувала новітні досягнення, такі, як, наприклад, винахід телефону і радіотелеграфії, поява супутникового зв'язку і цифрових систем передачі даних, сучасних комп'ютерних мереж і систем мобільного зв'язку, інтегруючи ці досягнення в глобальні телекомунікаційні послуги.

Своя перша назва організація зберігала до 1932 р., коли на мадридській міжнародній конференції з телекомунікацій було ухвалено рішення про зміну її назви. ITU почала називатися Міжнародним союзом по телекомунікаціях (International Telecommunication Union), що дозволило зберегти незмінній абревіатуру назви організації.

У 1956 р. в результаті чергової реорганізації ITU був сформований Міжнародний консультативний комітет з телеграфії і телефонії (International Telephone and Telegraph Consultative Committee, - CCITT), в роботах якого, зокрема, були закладені основи стандартизації технологій комп'ютерних мереж. Іншими основними підрозділами ITU у той час були: CCIR (the International Radio Consultative Committee - Міжнародний консультативний комітет з радіозв'язку) і IFRB (the International Frequency Registration Board - Міжнародний радий з реєстрації частот), а з 1990 р. і Радий з розвитку телекомунікацій в країнах, що розвиваються (Telecommunications Development Bureau - TDB).

У грудні 1992 р. на позачерговій женевській конференції була проведена структурна реформа ITU. Були створені три сектори:

· Радіокомунікації (Radiocommunication Sector або ITU-R) - сектор, що включає загальні функції комітету по радіозв'язки CCIR, а також завдання, що виконувалися радим з реєстрації частот FRB.

· Стандартизації телекомунікацій (Telecommunication Standardization Sector (TSS) або ITU-T) - сектор, який прийняв на себе функції CCITT, а також функції комітету по радіозв'язки CCIR, пов'язані з виходом засобів радіозв'язку на мережі загального користування.

· Розвитку телекомунікацій (Telecommunication Development або ITU-D) - сектор, що визначає питання стратегії і політики розвитку систем електрозв'язку.

Вищою ланкою організаційного управління ITU служить Загальна конференція (Plenipotentiary Conference), що визначає стратегічні рішення, пов'язані з напрямами діяльності і структурою організації, а також що формує виконавський орган - Раду (Council), що здійснює виконання намічених конференцією завдань. Найвищим органом управління кожного сектора є усесвітня конференція відповідної (для даного сектора) тематичної спрямованості.

Зокрема, для сектора ITU-T (також званого TSS), який представляє в даному контексті найбільший інтерес, такі конференції називаються Усесвітніми конференціями із стандартизації телекомунікацій (World Telecommunication Standardization Conferences). Одним з основних завдань ITU-T є розробка і узгодження Рекомендацій, забезпечуючих інтероперабельність телекомунікаційного сервісу в глобальному масштабі.

Для організацій, що входять до складу ITU-T визначено наступні п'ять класів членства:

· клас A - національні міністерства і відомства зв'язку;

· клас B - крупні приватні корпорації, що працюють в області електрозв'язку;

· клас C - наукові організації і підприємства, що проводять зв'язне устаткування;

· клас D - міжнародні організації, зокрема, організація ISO;

· клас E - організації з інших областей діяльності, але зацікавлені в роботі в даному секторі.

Право голосу при ухваленні рішень дається тільки представникам організацій класів A, B.

Стандарти, що приймаються, ITU-T мають статус рекомендацій.

Основна робота по розробці стандартів виконується дослідницькими групами (Study Groups - SGs). Кожна з груп має власний напрям діяльності. Склад дослідницьких груп достатньо стабільний. Він вибраний за тематичним принципом, так, щоб забезпечити повноту покриття всіх актуальних напрямів технологій електрозв'язку. У 2000 р. налічувалося 14 таких груп. З погляду стандартизації ІТ найбільший інтерес представляє діяльність таких груп, як, наприклад:

· SG7 - Data and open communications systems (Дані і відкриті комунікаційні системи)

· SG8 - Multimedia Services (Мультимедійні сервіси)

· SG10 - Software languages (Мови для програмного забезпечення) - маються на увазі стандарти мов програмування і мов формальної специфікації, використовуваних при розробці телекомунікаційних систем.

· SG13 - GII principles and structure (Структура і принципи Глобальної інформаційної інфраструктури).

Для рекомендацій, що розробляються, ITU-T введена (з часів діяльності CCITT) класифікація документів, а саме, все Рекомендацій розбиті по серіях, які ідентифікуються буквами алфавіту від A до Z. Список цих серій приведений нижче.

· Series A: Organization of the work of the ITU-T (Організація роботи ITU-T)

· Series B: Means of expression: definitions, symbols, classification (Засоби виразу: символи, класифікація)

· Series C: General telecommunication statistics. (Загальні статистичні дані в телекомунікації)

· Series D: General tariff principles (Загальні принципи тарифікації)

· Series E: Overall network operation, telephone service and human factors (Загальна робота мереж, телефонні послуги і людські чинники)

· Series F: Non-telephone telecommunication services (Нетелефонні служби електрозв'язку)

· Series G: Transmission systems and media, digital systems and networks (Системи передачі і середовища, цифрові системи і мережі)

· Series H: Audiovisual and multimedia systems (Аудіовізуальні і мультимедійні системи)

· Series I: Integrated services digital network - ISDN (Цифрова Мережа з Інтеграцією Служб)

· Series J: Transmission of television, sound programme and other multimedia signals (Передача звуковому віщанню, телевізійних і мультимедійних сигналів)

· Series K: Protection against nterference (Захист від перешкод)

· Series L: Construction, installation and other elements of outside plant (Конструкція, прокладка, захист кабелів і елементів лінійних споруд)

· Series M: TMN and network maintenance: international transmission systems, telephone circuits, telegraphy, facsimile and leased circuits (Технічна експлуатація: міжнародні системи передачі, телефонні канали, телеграфні, факсимільні і такі, що орендуються канали)

· Series N: Maintenance: international sound programme and television transmission circuits (Технічна експлуатація: міжнародні канали звукового і телевізійного віщання)

· Series O: Specifications of measuring equipment (Вимоги до вимірювальної апаратури)

· Series P: Telephone transmission quality, telephone installations, local line networks (Якість телефонної передачі, прокладка ліній, мережі локальних ліній)

· Series Q: Switching and signalling (Комутація і сигналізація)

· Series R: Telegraph transmission (Телеграфна передача)

· Series S: Telegraph services terminal equipment (Крайове устаткування телеграфних служб)

· Series T: Terminals for telematic cervices (Крайове устаткування і телематические служби)

· Series U: Telegraph Switching (Телеграфна комутація)

· Series V: Data communication over the telephone network (Передача даних по телефонній мережі)

· Series X: Data networks and open system communications (Мережі передачі даних і зв'язок відкритих систем)

· Series Y: Global information infrastructure (Глобальна інформаційна інфраструктура)

· Series Z: Programming languages (Мови програмування)

Як можна бачити з приведеного списку серіїв Рекомендацій ITU-T, найбільший інтерес для області ІТ представляють Рекомендації серіїв H, X, Y, Z.

Прикладами Рекомендацій цих серіїв можуть служити наступні стандарти і їх підсерії:

· X.200-X.299 - Open Systems Interconnection /стандарты взаємозв'язки відкритих систем/

· X.400-X.499 - Message Handling Systems / стандарти систем обробки сообщений/

· X.500-X.599 - Directory /стандарты довідковою мережевий службы/

· X.700-X.799 - OSI Management /стандарты мережевого управління для моделі OSI/

· X.900-X.999 - ODP /стандарты ODP/

· Y.100-Y.199 - Global information infrastructure. General /общие стандарти Глобальної інформаційною инфраструктуры/

· Z.100 - LANGAGE DE DESCRIPTION ET DE SPECIFICATION /стандарт мови SDL/

· Z.200 - CCITT HIGH LEVEL LANGUAGE (CHILL) /стандарт мови CHILL/

Хоча основна область інтересів ITU-T пов'язана із стандартизацією телекомунікаційних технологій і сервісів, ITU-T (як і її попередниця - CCITT) внесла значний внесок до стандартизації ряду напрямів ІТ, зокрема, це в першу чергу стосується стандартів OSI і ODP. Цей інтерес обумовлений поряд причин, а саме, важливістю пов'язаних з передачею даних сервісів, зростанням попиту на інтегровані телекомунікаційні послуги для голосу і даних, зростаючим попитом на сервіс передачі повідомлень і сервіс довідкової служби, а також зростаючою роллю використання ІТ для роботи власне телекомунікаційних мереж.

З сказаного ясно, що інтереси JTC1 і ITU-T в області стандартизації ІТ значною мірою перекриваються, хоча, звичайно, є і аспекти, специфічні для кожної з організацій.

Очевидно, що для прогресу в області стандартизації ІТ важливої ролі набуває тісна співпраця між JTC1 і ITU-T.

Значущим результатом такої співпраці є угода про загальний текст для стандартів ISO/IEC (тобто JTC1) і Рекомендацій ITU-T/CCITT, що відносяться до одних і тих же аспектів в областях OSI і ODP.

У інших випадках ця співпраця виявляється в ухваленні однією організацією тексту стандарту, розробленого іншою організацією. Прикладами тут можуть служити ухвалення попередником ITU-T, організацією CCITT, еталонній базовій моделі OSI, розробленій в надрах ISO, а також ухвалення організаціями ISO/IEC рекомендацій за технологією передачі повідомлень, розроблених CCITT.

Ще однією формою співпраці є сумісна розробка стандартів, як, наприклад, розробка стандарту для служби Довідника (Directory) і стандарту для еталонної моделі відкритої розподіленої обробки (ODP).

Завершуючи розгляд діяльності офіційних міжнародних організацій стандартизації ІТ, зробимо наступні виводи:

· Діяльність цих організацій тісно взаємозв'язана і скоординована.

· Використовуються різні форми кооперації зусиль цих організацій для створення всеосяжної системи міжнародних стандартів ІТ.

· Інтенсивність зусиль в міжнародній стандартизації ІТ постійно зростає, що досягається підвищенням ефективності роботи самої системи міжнародної стандартизації, залученням до цього процесу все більшого числа професійних організацій і експертів, розвитком співпраці з промисловими консорціумами.

Параметричні ряди

Параметри виробів Впровадження досягнень науково-технічного прогресу супроводжується створенням нових виробів: машин, механізмів, технологічного устаткування, приладів, матеріалів і так далі. Нові вироби відрізняються кількістю виконуваних функцій, що збільшується, зростаючою складністю конструктивного пристрою. Зараз номенклатура виробів машинобудування включає понад 200 тис. найменувань. Виникає завдання - упорядкувати номенклатуру виробів, що виготовляються. Необхідність рішення такої задачі робить стандартизацію найважливішим важелем прискорення темпів науково-технічного прогресу. Ця провідна роль полягає не тільки в тому, що виключається можливість виробництва невиправдано великої номенклатури виробів, створюючи тим самим сприятливі умови для організації високоефективних велико серійних спеціалізованих виробництв, але і в тому, що вона забезпечує впровадження у виробництво виробів на рівні передових досягнень науки і техніки. З цією метою розробляють параметричні ряди виробів, чим досягається істотне поліпшення техніко-економічних показників виробів однакового функціонального призначення. Під параметричним рядом розуміється сукупність величин (параметрів), побудована за певною ознакою. Частіше за вcе виріб виконує свої функції не ізольовано, а в комплексі взаємодоповнюючих один одного виробів. В зв'язку з цим виникає найважливіша проблема - раціонального формування системи виробів. У такій системі виробів повинні бути взаємно узгоджені, наприклад вантажопідйомність кранів, потужність електроагрегатів, тиск насосів і ін. Для забезпечення якнайкращого використання транспортних засобів в народному господарстві повинні бути узгоджені вантажопідйомність цих засобів і маса вантажів. Якщо вантажопідйомність залізничних вагонів складатиме 25; 40; 63; 100 т, то вантажопідйомність вантажних автівок повинна бути 2,5; 4,0; 6,3 і 10 т, маса контейнерів - 250; 400; 630 і 1 000 кг, а маса ящиків - 25; 40; 63 і 100 кг Встановлення типорозмірних рядів виробів (тобто параметричних рядів, в основу яких покладені які-небудь розміри або типи виробів) і формування систем виробів для комплексного озброєння окремих виробництв ще не забезпечують повної техніко-економічної ефективності виробництва і експлуатації виробів. Функціонально однорідні вироби, так само як і вироби, що входять в комплексну систему, складаються з достатньо великого числа спеціальних складових частин, що неминуче приводить до значного збільшення номенклатури виробів, що виготовляються, а це, у свою чергу, обмежує спеціалізацію виробництва і знижує темпи науково-технічного прогресу. Вирішення цих протиріч полягає в переході до принципово нового підходу по створенню виробів на основі широкої уніфікації складових частин, що комплектують виріб. Цю задачу вирішують шляхом створення стандартизованих параметричних і розмірних рядів для різних машин, складальних одиниць, деталей і навіть розмірів. Об'єктами параметричної стандартизації є параметри. У загальному випадку параметрами виробів називають ознаки виробів, що кількісно характеризують будь-які їх властивості або стани. Велике число властивостей, якими володіють сучасні вироби, вимагають для їх характеристики великого числа параметрів виробів. Зазвичай властивості виробів машинобудування виражають через показники якості, що об'єднуються в групи. Основними групами показників якості виробів є: призначення, надійності, технологічності, стандартизації і уніфікації і ін. Названі групи об'єднують декілька показників, кожен з яких характеризує відповідний параметр або сукупність параметрів виробу. Наприклад, показник довговічності будь-якої механічної пари, що зношується в процесі експлуатації, представлений ресурсом цієї пари, залежатиме від геометричних параметрів зв'язаних деталей (розміри, допуски розмірів, відхилення форми і взаємного розташування поверхонь), параметрів шорсткості і хвилястості поверхонь, фізико-механічних параметрів матеріалу деталей і стану поверхневих шарів (хімічний склад, структура, твердість і ін.), параметрів, що характеризують режим роботи і умови експлуатації і так далі Показники функціонального призначення, наприклад, для автомобілів - вантажопідйомність, потужність двигуна, габаритні розміри, вага і ін., одночасно є і параметрами автомобілів. Таким чином, кожен виріб характеризується безліччю взаємозв'язаних параметрів. Зазвичай для цілей стандартизації параметри ділять на головних, основних і допоміжних. Розрізняють одновимірну і багатовимірну параметричну стандартизацію. Одновимірна стандартизація припускає стандартизацію одного, як правило, головного параметра виробу. При багатовимірній стандартизації об'єктами стандартизації є декілька параметрів виробу. Головним параметром виробу називають такий, який найповніше визначає найважливіший показник функціонального призначення виробу. Особливістю головних параметрів виробів є їх стабільність при конструктивних модифікаціях, технічних і технологічних удосконаленнях виробу, а також незалежність від організаційних типів виробництва, характеру устаткування, методів технології і ін. Стандарти на головні параметри тривалий час не змінюються, а їх перегляд викликається в більшості випадків переходом на нові, досконаліші вироби однакового функціонального призначення. Як головні параметри для метало ріжучих верстатів приймають, як правило, габаритні розміри встановлюваних на них заготовок. Так, для токарних верстатів - це висота лінії центрів, для фрезерних і продольно-строгальних - розміри столу для установки оброблюваних деталей, для карусельних верстатів - діаметр планшайби верстата і так далі Для ковальсько-пресового устаткування головними параметрами служать зусилля, що розвивається робочими органами, або вага падаючих частин. Для колісних і гусеничних тракторів головними параметрами є потужність або тягове зусилля на крюку. Основні параметри, яких для кожного виробу декілька, характеризують на додаток до головного параметра інші важливі експлуатаційні показники виробу. Наприклад, для металоріжучих верстатів як основні параметри приймають число ступенів оборотів шпинделя або подвійних ходів повзуна, граничні значення чисел оборотів шпинделя або подвійних ходів повзуна, граничні значення і число ступенів подач, потужність приводу верстатів і ін. Для колісних і гусеничних тракторів основними параметрами служать ширина колії, швидкість руху, конструктивна вага трактора. Як видно з прикладів, кожен виріб зазвичай характеризується декількома основними параметрами, причому бажано, щоб кожен з цих параметрів був оптимальним. Оптимальні розміри повинні задовольняти обмеженням конструктивно-технологічного характеру. У числі встановлених головних і основних параметрів, використовуваних для параметричної стандартизації виробів, повинні бути параметри, що відображають розвиток науки і техніки, наприклад параметри, що характеризують продуктивність, матеріаломісткість, рівень механізації і автоматизації, динамічні і швидкісні показники процесів, питомі витрати енергії, палива і ін. Допоміжні параметри складають найбільш широку групу. Стосовно автомобілів це: зусилля перемикання важелів, педалей, стопорів, фізико-хіміко-механічні параметри використовуваних в конструкції матеріалів і поверхневих шарів деталей, геометричні параметри розмірів, форми, шорсткості і хвилястості поверхонь деталей, параметри режимів роботи електро-, гідро- і пневмосистем, вимоги до зовнішнього вигляду і обробки і ін. Допоміжні параметри виробів безпосередньо пов'язані з конструктивними і технологічними рішеннями і схильні до набагато частіших змін, ніж головні і основні параметри, у зв'язку з впровадженням у виробництво досягнень науки, техніки і передового досвіду, і тому вони не є об'єктом параметричної стандартизації.

Переважні числа і їх закономірності

194

Теоретичною базою сучасної стандартизації є система переважних чисел. Переважними називаються числа, які рекомендується вибирати переважно перед всіма іншими при призначенні величин параметрів для новостворюваних виробів.

У науці і техніці широко застосовуються ряди переважних чисел, на основі яких вибирають переважні розміри. Ряди переважних чисел нормовані ГОСТ 8032-84, який розроблений на основі рекомендацій ІСО. За цим стандартом встановлено чотири основні десяткові ряди переважних чисел (R5, R10, R20, R40) і два додаткових (R80, R160), застосування яких допускається тільки в окремих, технічно обґрунтованих випадках. Ці ряди побудовані в геометричній прогресії із знаменником ?, рівним:

· для ряду R5 (1,00; 1,60; 2,50; 4,00 .)

· для ряду R10 (1,00; 1,25; 1,60; 2,00 .)

· для ряду R20 (1,00; 1,12; 1,25; 140; .)

· для ряду R40 (1,00; 1,06; 1,12; 1,18 .)

· для ряду R80 (1,00; 1,03; 1.06; 1,09 .)

· для ряду R160 (1,00; 1,015; 1,03; 1,045 .).

Вони є нескінченними як у бік малих, так і у бік великих значень, тобто допускають необмежений розвиток параметрів або розмірів у напрямі збільшення або зменшення. Номер ряду переважних чисел указує на кількість членів ряду в десятковому інтервалі (від 1 до 10). При цьому число 1,00 не входить в десятковий інтервал як завершуюче число попереднього десяткового інтервалу (від 0,10 до 1,00). Допускається утворення спеціальних рядів шляхом відбору кожного другого, третього або n-го числа з існуючого ряду. Так утворюється ряд R10/3, що складається з кожного третього значення основного ряду, причому починатися він може з першого, другого або третього значення, наприклад: R10 1,00; 1,25; 1,60; 2,00; 2,50; 3,15; 4,00; 5,00; 6,30; 8,00; 10,00; 12,50; R10/3 1,00; 2,00; 4,00; 8,00; R10/3 1,25; 2,50; 5,00; 10,00; R10/3 1,60; 3,15; 6,30; 12,50.

Можна складати спеціальні ряди з різними знаменниками геометричної прогресії ? у різних інтервалах ряду. Геометрична прогресія має ряд корисних властивостей, використовуваних в стандартизації.

1. Відносна різниця між будь-якими сусідніми членами ряду постійна. Ця властивість витікає з самої природи геометричної прогресії. Наприклад, у ряді 1-2-4-8-16-32-64 -- . з ? = 2 будь-який член прогресії більше попереднього на 100%.

2. Твір або приватне будь-яких членів прогресії є членом тієї ж прогресії. Ця властивість використовується при ув'язці між собою стандартізованих параметрів в межах одного ряду переважних чисел. Узгодженість параметрів є важливим критерієм якісної розробки стандартів. Геометричні прогресії дозволяють погоджувати між собою параметри, зв'язані не тільки лінійною, але також квадратичною, кубічною і іншими залежностями.

По ГОСТ 8032-84 допускається в технічно обґрунтованих випадках проводити округлення переважних чисел шляхом застосування рядів R' і R"; замість основних рядів R. У ряді R' окремі переважні числа замінені величинами першого ступеня округлення, а у ряді R" -- другому ступеню округлення. У радіоелектроніці часто застосовують переважні числа, побудовані по рядах Е. Вони встановлені Міжнародною електротехнічною комісією (МЕК) і мають наступні значення знаменника геометричної прогресії:

· для ряду Е3 ; для ряду Е6 ;

· для ряду Е12 ; для ряду Е24

При стандартизації іноді застосовують ряди переважних чисел, побудовані по арифметичній прогресії. Арифметична прогресія покладена в основу утворення рядів розмірів в будівельних стандартах, при встановленні розмірів виробів у взуттєвій і швейній промисловості і тому подібне Іноді використовують ступінчасто-арифметичні прогресії з неоднаковими різницями прогресії. Таку прогресію утворюють, наприклад, монети гідністю 1-2-3-5-10-15-20 коп. Для вибору номінальних лінійних розмірів виробів (діаметрів, довжин, висот і т. п.) на основі рядів переважних чисел розроблений ГОСТ 6636-69 «Нормальних лінійних розмірів» для розмірів від 0,001 до 100000 мм. Ряди в цьому стандарті позначені як Ra5, Ra10, Ra20, Ra40 і Ra80. Державний стандарт на переважні числа має загально промислове значення, і його необхідно застосовувати у всіх галузях народного господарства при встановленні параметрів, числових характеристик і кількісних показників всіх видів продукції. Використання переважних чисел сприяє прискоренню процесу розробки нових виробів, оскільки спрощує розрахунки і полегшує вибір раціональних параметрів і числових характеристик в процесі проектування.

Оптимізація параметричних рядів Параметричний ряд виробів - це впорядкована сукупність числових значень параметрів виробів. Оскільки виріб складається з великої кількості складальних одиниць і деталей, значна частина яких може бути самостійною одиницею продукції для заводів - постачальників комплектуючих виробів (наприклад, електротехнічні і гідравлічні вироби, підшипники кочення і т. п.), то для них встановлюються свої ряди. У параметричних рядах разом з головними параметрами деталей і складальних одиниць (електрична напруга, робочий тиск, навантаження, що несе, або ресурс) важливу роль грають і приєднувальні розміри, по яких вони стикуються у виробі. Ці розміри відносяться до основних параметрів таких складальних одиниць і деталей. У такому разі говорять про типорозмірний ряд, під яким розуміється сукупність наборів числових значень основних параметрів, що характеризують типорозміри деталей і складальних одиниць, числові значення головного параметра яких знаходяться в параметричному ряду. При виборі параметрів для стандартизації їх параметричних рядів перш за все вирішується питання про вимірність рядів. Якщо як об'єкт стандартизації вибраний тільки один головний параметр виробу, то побудований для такого параметра параметричний ряд буде одновимірним. Побудова параметричного ряду для одного головного параметра не дозволяє повною мірою створювати виріб з оптимальними іншими параметрами. Перспективнішим шляхом є побудова багатовимірних параметричних рядів, що охоплюють широку номенклатуру не тільки основних, але і допоміжних параметрів виробу. Обґрунтований вибір номенклатури параметрів для побудови оптимальних параметричних рядів має вельми важливе значення для створення оптимального набору виробів одного функціонального призначення по більшості їх компонентів, включаючи параметри виробів в цілому і їх комплектуючих складових частин. Створення багатовимірних параметричних рядів є надзвичайно складним і, по суті, створення оптимальних багатовимірних параметричних рядів знаходиться на початковій стадії розвитку. Оптимізація ряду повинна забезпечити отримання ефективних результатів у виготівника і споживача продукції. Будь-який параметричний ряд несе в собі суперечність між споживачем і виробником виробів. Виробникові продукції вигідний якомога рідкісніший параметричний ряд, оскільки він сприяє збільшенню серійності продукції, а значить, і зниженню її собівартості. Споживачеві, навпаки вигідний найбільш частий параметричний ряд, оскільки замість необхідного за розрахунком виробу доводиться брати або два менших, або одне більше. У обох випадках рішення приводить до збільшення ваги і габаритів кінцевої продукції. Наприклад, застосування підшипника ковзання, маса якого на 1 кг більше маси підшипника, необхідне, за розрахунком приводить до збільшення розмірів деталей, що сполучаються, і їх маси - на 5... 7 кг Означає загальна маса складальної одиниці виросте на 6...8 кг . При цьому необхідно мати на увазі, що в сучасних транспортних засобах, наприклад автомобілях, зменшення його маси на 1 % призводить до зниження витрати палива на 0,5... 1 %, а низька загальна маса автомобіля разом з витратою палива - найважливіші характеристики якості і конкурентоспроможності продукції. Вирішення проблем оптимізації параметрів виробів і створення на їх основі параметричних рядів представляє складне техніко-економічне завдання. Вживані для оптимізації рядів методи пропонується розділити на три класи [25]: елементарні методи, які використовують у випадках, коли вибір ряду достатньо обмежений рядами переважних чисел, зокрема метод послідовного перебору; класичні методи математичного програмування, засновані на визначенні екстремуму витрат прирівнюванням нулю приватних похідних. Умовою застосування даного методу є наявність і диференційність функцій попиту і витрат, а також єдність екстремуму загальних витрат; некласичні методи, не пов'язані з виконанням вищезгаданих умов, але обмежені застосуванням деяких інших умов. З відомих методів оптимізації рядів машин, складальних одиниць і деталей найбільш розвинений і дає найбільший ефект у виробництві і експлуатації метод точок переходу, розроблений у ВНДІМАШі. Він дозволяє використовувати будь-які цільові функції без обмежень. Теоретичні обґрунтування методу точок переходу базуються на дослідженні структур параметричних рядів деталей і складальних одиниць машин. Існуючі стандарти для параметричних рядів виробів в більшості одновимірні.

Суть і значення уніфікації

Розширення масовості виробництва досягається за допомогою уніфікації.

Уніфікація - це приведення об'єктів однакового функціонального призначення до одноманітності за встановленою ознакою і раціональне скорочення числа цих об'єктів на основі даних про їх ефективну вживаність.

В основі уніфікації деталей, вузлів, агрегатів, машин і приладів, а також документації та послуг лежить їх подібність, як завдяки спільності робочого процесу, умов експлуатації і т.д.

"Уніфікація - встановлення оптимального числа різновидів продукції, процесів і послуг, значень їх параметрів і розмірів" (ГОСТ Р 1.0 - 95). Мета уніфікації - усунення невиправданого різноманіття виробів, деталей, вузлів, елементів, процесів і зведення їх до мінімуму шляхом зменшення складових частин у виробі і групі виробів.

Уніфікація буває виробничо-направлена і експлуатаційно-направлена.

Під виробничо-направленою слід розуміти уніфікацію складових частин виробу з складовими частинами інших виробів, які виготовляються на тому ж підприємстві.

Експлуатаційно-направлена - це уніфікація складових частин виробу з складовими частинами інших, спільно експлуатованих виробів.

Найбільший економічний ефект дає уніфікація, що проводиться на стадії проектування. При цьому відпадає необхідність:

виконання креслень, оскільки оригінальна деталь замінюється стандартною, запозиченою;

розробки технологічного процесу для цих деталей;

проектування спеціального технологічного оснащення (використовується вже раніше спроектована).

Уніфікація скорочує частку підготовчо-завершальних операцій і підвищує продуктивність праці за рахунок використання високопродуктивного устаткування, сприяє підвищенню якості виробів, спрощує ремонт їх в процесі експлуатації.

Розрізняють наступні види уніфікації:

Внутрішньорозмірна уніфікація всіх модифікацій певного виробу з базовою моделлю або між собою усередині одного типоразміра.

Міжрозмірна уніфікація базових моделей або їх модифікацій( між різними розмірами параметричного ряду виробів, або у середині одного типу).

Міжтипова уніфікація виробів, що відносяться до різних параметричних рядів і різних типів.

Заводська(в рамках заводу) і галузева(для ряду заводів однієї галузі)уніфікація може охоплювати номенклатуру виробів, складальних одиниць і деталей, які проводять і застосовують в різних галузях народного господарства.

Найбільш простий метод уніфікації деталей і агрегатів загальномашинобудівного призначення полягає в заміні групи близьких по конструкції і розмірам типів одним оптимальним типорозміром, використання якого не пов'язане з істотними труднощами в якій-небудь сфері застосування. Цей метод широко використовують для деталей і вузлів машин з обмеженим числом параметрів, що визначають їх конструкцію (шайби, гвинти, болти, гайки, муфти). У інших випадках потрібний складніший попередній аналіз конструкцій і параметрів об'єктів, що уніфікуються, оцінка якості їх функціонування і проведення розрахунково-конструкторських робіт. Неправильно здійснена уніфікація може дати негативний ефект, зокрема, коли доводиться використовувати найближчі великі уніфіковані деталі, що викликають невиправдане експлуатаційними умовами збільшення маси, габаритів і трудомісткості виготовлення машин.

Завдання уніфікації конструкцій і типорозмірів виробів, складових частин і деталей є не тільки технічною але і економічною. Її мета - стандартизовати такі конструкції і їх розмірні ряди, при яких сумарна ефективність у сфері виробництва і експлуатації була б найбільшою. Таким чином при уніфікації встановлюють мінімально необхідне, але достатнє число типів, видів, типорозмірів, виробів, складальних одиниць і деталей, що володіють показниками якості і повною взаємозамінюваністю.

Взаємозамінюваністю виробів (машин, приладів, механізмів), їх частин або інших видів продукції (сировини, матеріалів, напівфабрикатів) називають їх властивість рівноцінно замінювати при використанні будь-який з безлічі екземплярів виробів, їх частин або іншої продукції іншим однотипним екземпляром. Найпоширенішою є повна взаємозамінюваність, яка забезпечує збірку без доопрацювання деталей і складальних одиниць.

Іноді необхідно виготовляти деталі і складальні одиниці з малими економічно неприйнятними або технологічно важко здійснимими допусками. У цих випадках для отримання необхідної точності збірки застосовують груповий підбір деталей (селективну збірку), компенсатори, регулювання положення деяких частин машин і приладів, пригін. Таку взаємозамінюваність називають неповною (обмеженою). Її можна здійснювати не по всіх, а тільки по окремих геометричних або іншим параметрам.

Зовнішня взаємозамінюваність - це взаємозамінюваність купувальних виробів і складальних одиниць, що кооперуються, за експлуатаційними показниками, а так само по розмірах і формі приєднувальних поверхонь. Наприклад, в електродвигунах зовнішню взаємозамінюваність забезпечують по частоті обертання валу і потужності, а так само по розмірах приєднувальних поверхонь.

Внутрішня взаємозамінюваність розповсюджується на деталі, складальні елементи та механізми, що складають виріб. Рівень взаємозамінюваності виробництва характеризується коефіцієнтом взаємозамінюваності Кв, рівним відношенню трудомісткості виготовлення виробу. Значення цього коефіцієнта може бути різним, проте ступінь його наближення до одиниці є об'єктивним показником технічного рівня виробництва.

Промислова продукція - об'єкт дії механізму забезпечення взаємозамінюваності

Під промисловою продукцією розуміється матеріалізований результат процесу трудової діяльності, що володіє корисними властивостями і призначений для використання споживачами в цілях задоволення їх потреб як суспільного, так і особистого характеру. Вся промислова продукція для оцінки якості розділена на два класи:

1.Продукція, яка витрачається при використанні.

2.Продукція, яка витрачає свій ресурс.

Окремим випадком промислової продукції є виріб - одиниця продукції, кількість якої може бути обрахована в штуках чи екземплярах. Види виробів, що представляють об'єкти конструкторської документації - вироби машинобудування: деталі, складальні одиниці, комплекти і комплекси. Вироби машинобудування входять в другий клас промислової продукції і діляться на ті, що не ремонтуються(група 4) і ремонтоздатні(група 5).

Прикладами виробів в групах є:

у групі 4 - болти, гайки, підшипники і т.п.;

у групі 5 - технологічне устаткування різних галузей промисловості, сільськогосподарські і транспортні машини, вимірювальні прилади, засоби автоматизації і систем управління.

Дії виробів піддається маса, енергія, інформація і по їх переробці виділяють класи виробів:

металоріжучі верстати, обчислювальні машини, шахти, домни, технологічне устаткування (енергія, маса, інформація);

теплообмінники, акумулятори, електричні двигуни (енергія);

масообмінні апарати, випарні апарати, парові казани, дробарки, насоси, компресори (енергія і маса);

контрольно-вимірювальні прилади, блоки автоматики, радіоприймачі, телевізори (енергія, інформація);

судини, резервуари для зберігання газу і рідини (маса).

Кожен виріб характеризується величинами, що визначають показники якості даного виробу. Показники якості можуть характеризувати найрізноманітніші властивості виробу залежно від його призначення і тих вимог, які до нього пред'являються. Серед цих властивостей важливе значення відводиться взаємозамінюваності і супутнім нею властивостям: точності, надійності і стабільності. Звичайний кожен виріб характеризується поряд вихідних показників якості, і їх граничні значення контролюються і регламентуються нормативно-технічною документацією (НТД). У стандартизації виробів машинобудування вироблена практика, згідно якої в НТД включають технічні умови, що підлягають дотриманню при створенні виробів.

Взаємозамінюваність

Взаємозамінюваність має величезне народногосподарське значення і забезпечується єдністю науково-технічних, економічних і організаційних заходів. Вона є одній з найважливіших передумов організації серійного і масового виробництва, сприяє широкій кооперації виробництв, заснованих на виготовленні численних комплектуючих елементів виробів машинобудування на різних спеціалізованих підприємствах. Взаємозамінюваність дозволяє не тільки краще організувати виробництво виробів, але і скоротити терміни і підвищити якість їх ремонту в процесі експлуатації. Забезпечення взаємозамінюваності в заводському виготовленні дешевше, ніж при монтажі в польових умовах, в експлуатації буває дешевшим замінити, чим ремонтувати.

Взаємозамінюваність - один із засобів досягнення остаточного результату в підвищенні якості виробів. Вона припускає з більшою вартістю виготовлення деталей досягти найменшої вартості збірки і монтажу, знижуючи загальні витрати на виробництво виробу.

Взаємозамінюваність як властивість сукупності виробів.

Взаємозамінюваність - це властивість елементу (деталі складальної одиниці), що забезпечує можливість його застосування замість іншого з однаковими параметрами без додаткової обробки із збереженням заданої якості виробу, до складу якого воно входить.

Взаємозамінюваність є основною властивістю сукупності виробів, що визначає якість продукції, і характеризується інтенсивністю, наявністю відносин між елементами виробів з урахуванням спільності і специфічності, зовнішнім і внутрішнім проявами. Сумісність властивості взаємозамінюваності указує на зв'язок її з іншими якісними властивостями - точністю, надійністю, однорідністю.

Точність

Властивістю основної функції виробів, досягнення і забезпечення якої викликає найбільші труднощі і витрати в процесі виробництва, є точністю.

Точністю виготовлення називають ступінь наближення дійсних значень геометричних і інших параметрів деталей і виробів до їх заданих значень, вказаних в кресленнях або технічних вимогах.

Точність має три різновиди-конструкторську, технологічну і експлуатаційну.

Конструкторська точність розглядається в період проектних робіт і визначається погрішністю, закладеною в робочому процесі з урахуванням впливу на функціонування і вартість виробів. Основний принцип - конструкцюювання не повинно мати погрішностей.

Технологічну точність розглядають у процесі виробництва виробів. Застосовують три види дії на технологічну точність: усунення, компенсацію і облік. Найдійовішими заходами дії на технологічну точність є заходи усунення, які зводяться до усунення причин утворення погрішностей. Це супроводжується великими витратами на виробництві. Засобами компенсації впливають на точність посилюванням точності, введенням конструкції з найкоротшим розмірним ланцюгом, введенням компенсаторів. Облік погрішності рекомендований, коли усунення погрішностей регламентується витратами.

Експлуатаційна точність залежить від часу унаслідок зносу: механічного, корозійного, ерозійного.

Є також так звана нормативна точність - це сукупність допустимих відхилень і дійсна точність - сукупність дійсних відхилень. Досягти заданої точності це означає виготовити деталі і зібрати механізм так, щоб погрішності геометричних, електричних і інших параметрів знаходились в установлених межах.

Взаємозамінюваність при проектуванні

Експлуатаційні показники машин і інших виробів визначаються рівнем і стабільністю характеристик робочого процесу; розмірами, формою і іншими геометричними параметрами деталей і складальних одиниць; рівнем механічних, фізичних і хімічних властивостей матеріалів, з яких виготовлені деталі, і іншими чинниками.

2. Дуже важливо забезпечувати однорідність початкової сировини, матеріалів, заготовок і напівфабрикатів по хімічному складу і структурі, рівний рівень і стабільність механічних, фізичних і хімічних властивостей, а також точність і стабільність їх розмірів і форм.

3. Функціональну взаємозамінюваність забезпечують на стадії проектування виробів. Для цього в першу чергу необхідно уточнити номінальні значення їх експлуатаційних показників і визначити виходячи з призначення, вимог до надійності і безпеки, відхилення експлуатаційних показників виробів, які вони матимуть в кінці встановленого терміну роботи, що допускаються. Різниця між цими показниками у нових виробів і в кінці терміну експлуатації складає їх допуск. Є і інший шлях рішення цієї задачі -- узагальнення досвіду експлуатації і проведення експериментальних випробувань моделей, макетів або зразків.

4. При конструюванні необхідно виявити функціональні параметри, від яких головним чином залежать значення і діапазон відхилень експлуатаційних показників машини, що допускається. Теоретично і експериментально на макетах, моделях і дослідних зразках слід встановити можливі зміни функціональних параметрів в часі, знайти зв'язок і ступінь впливу цих параметрів і їх відхилень на експлуатаційні показники нового виробу і в процесі його тривалої експлуатації. Знаючи ці зв'язки і допуски на експлуатаційні показники виробів, можна визначити відхилення функціональних параметрів, що допускаються, і розрахувати посадки для відповідальних з'єднань (посадкою називають характер з'єднань деталей, визначувані величиною зазорів, що виходять в нім, або натягу. Посадка характеризує свободу відносного переміщення деталей, що сполучаються, або ступінь опору їх взаємному зсуву. Залежно від взаємного розташування полів допусків отвору і валу посадка може бути: із зазором, з натягом або перехідною, при якій можливе отримання як зазору, так і натягу). Застосовують і інший метод: використовуючи встановлені зв'язки, визначають відхилення експлуатаційних показників при вибраних допусках функціональних параметрів. При розрахунку точності функціональних параметрів необхідно створювати гарантований запас працездатності виробів, який забезпечить збереження експлуатаційних показників до кінця терміну їх експлуатації в заданих межах. Встановлення зв'язків експлуатаційних показників з функціональними параметрами і незалежне виготовлення деталей і складових частин по цих параметрах з точністю, визначеною виходячи з відхилень експлуатаційних показників виробів, що допускаються, в кінці терміну їх служби, -- одна з головних умов забезпечення функціональної взаємозамінюваності.

4. При конструюванні виробів необхідно ширше застосовувати загальнотехнічні норми, уніфіковані і стандартизовані деталі і складальні одиниці, а також керуватися принципами переважності і агрегатування, оскільки в сучасних умовах без цього неможливо забезпечити високу якість виробів і економічність виробництва.

Для забезпечення взаємозамінюваності відповідальних деталей по шорсткості, формі і розташуванню їх поверхонь ці параметри слід вибирати так, щоб знос деталей був мінімальним, а експлуатаційні якості -- оптимальними.

При конструюванні необхідно враховувати вимоги технологічності і передбачати можливість вибору для перевірки точнісних параметрів деталей, складальних одиниць і виробу такої схеми вимірювання, яка не вносила б додаткових погрішностей і дозволяла застосовувати прості і надійні універсальні або існуючі спеціальні вимірювальні засоби.