Лекции Квал / ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

3

Лекция . ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

Показатели стандартизации и унификации

Показатели стандартизации и унификации характеризуют насыщенность продукции стандартными, унифицированными и оригинальными частями

По определению, стандартизация — это установление и при­менение правил с целью упорядочения деятельности в опреде­ленной области на пользу и при участии всех заинтересованных сторон, в частности для достижения всеобщей оптимальной экономии при соблюдении условий эксплуатации (использова­ния) и требований безопасности.

Стандарт — это нормативно-технический документ, уста­навливающий комплекс норм, правил и требований к объекту стандартизации, утвержденный соответствующим компетентным органом.

Основным принципом стандартизации технических изделий является использование предпочтительных чисел. Смысл его со­стоит в том, что если всегда при выборе (назначении) любых параметров и показателей качества (производительность, скорость, число оборотов, мощность, давление, размеры, вес и т.д.) при­держиваться определенного научно обоснованного ряда числен­ных значений, то изделия оказываются согласованными с дру­гими, связанными с ними, видами продукции.

Как уже отмечалось, предпочтительные числа — система па­раметрических, десятичных рядов чисел, построенных по гео­метрической прогрессии со знаменателем, где п = 5, 10,20, 40 и 80 — номера рядов чисел, не ограниченных как в боль­шую, так и в меньшую сторону.

Система предпочтительных чисел используется не только при градации измерительных шкал. Она позволяет устанавливать наи­более рациональную закономерность построения ряда парамет­рических значений свойств изделий и согласовывать основные взаимосвязанные параметры и размеры изделий различных пред­приятий и отраслей промышленности. Предпочтительные числа и основанные на них параметрические ряды упорядочивают гра­дации и величины параметров машин, оборудования, устройств, узлов и деталей, приспособлений, инструментов, материалов, полуфабрикатов и т.д., а также технологических и производ­ственных процессов.

В машиностроении, например, приняты предпочтительные числа рядов R5, R10, R20, R40 и R80 и положены в основу назна­чения классов точности, размеров, углов, радиусов, канавок, уступов. Это, как известно, сокращает номенклатуру режущих и измерительных инструментов, кулачков для автоматов, штам­пов, пресс-форм, приспособлений и т.д. и приводит к возмож­ности унификации и взаимозаменяемости деталей, узлов, ма­шин и других изделий машиностроения. Стандартизация и унификация изделий способствуют повышению серийности выпускаемой продукции, расширению объемов производства и снижению себестоимости изготовления.

Если стандартизация, с одной стороны, не ограничивает количества предпочтительных численных значений в парамет­рических рядах, то унификация как один из методов стандарти­зации, наоборот, сокращает разнообразие элементов, используемых в различных технических системах.

Унификация — рациональное сокращение числа объектов (размеров, параметров, геометрических элементов, деталей, сбороч­ных единиц, агрегатов, приборов, машин, их систем и т.п.) одинакового назначения, которые следует применять или исполь­зовать в изделии. В основе унификации изделий лежит их конструк­тивное подобие и общность эксплуатационных требований Основой метода унификации является систематизация и классификация Систематизация объектов — это расположение их в определенном порядке и последовательности, образующее четкую си­стему, удобную для использования.

Классификация — группирование и расположение объектов по классам, подклассам, разрядам и т.д. в зависимости от их| общих признаков.

Унификация конструктивная — это приведение конструктивных решений машин, приборов, бытовой техники и т.д., а так­же их частей, узлов и деталей, выполняющих особые конструк­тивные функции, к технически обоснованному минимуму типов.

Типизация — установление типовых конструкций или техно­логических процессов на основе общих для параметрического ряда изделий или процессов технических характеристик. Типи­зация — один из методов стандартизации и, в частности, уни­фикации, который часто называют методом базовых конструк­ций и технологий

Виды унификации. Унификации подвержены параметрические и типоразмерные ряды машин, их типы, составные части (узлы и сборочные единицы) и детали. Различают четыре вида унифи­кации.

1. Внутриразмерная унификация всех модификаций определен­ного типа изделий, имеющих базовую модель или между собой внутри одного типоразмера. Так, например, отечественные токарно-винторезные станки с максимальным диаметром обраба­тываемых заготовок 320 мм унифицированы с аналогичными токарными двухсуппортными, операционными и др. станками. Степень унификации таких станков. Достигает 85—95%. Степень унификации автомобилей Минского автомобильного завода бо­лее 80%, а двигателей Ярославского моторного завода — от 80 до 95%. Средняя степень унификации ранее выпускавшихся ав­томобилей ЗИЛ была примерно 80%.

2. Межразмерная унификация базовых моделей или их разно­видностей — это унификация размеров параметрического ряда внутри одного типа изделий. Например, есть унифицированные части в токарно-винторезных станках с диаметрами обрабаты­ваемых заготовок 320 и 400 мм. Степень их взаимной унифика­ции может составлять до 35%. Для планирования и оптимизации уровня унификации устанавливают коэффициент межпроектной (межвидовой) унификации.

3. Межтиповая унификация изделий относится к различным параметрическим рядам различных типов однородных изделий. Унифицируют, например, в один межтиповой ряд некоторые узлы и детали продольно-фрезерных, продольно-строгальных и продольно-шлифовальных станков по числу R10 ширины обра­батываемых деталей (800, 1000, 1250 и 1600 мм). Это позволяет унифицировать до 45% деталей указанных станков.

4. Межзаводская (отраслевая — для ряда родственных заводов отрасли) и заводская (на одном заводе) унификации могут охва­тывать номенклатуру изделий, их составные части и детали, ко­торые производят и применяют в пределах отрасли или завода.

Унификация и стандартизация, например, кузнечно-прессового оборудования и его составных частей позволили снизить затраты на проектно-конструкторские работы на 30%, органи­зовать специализированное производство унифицированных уз­лов, повысить их качество и снизить трудоемкость изготовления оборудования на 16—40%.

Унификация позволяет осуществлять агрегатирование. Агрегатирование — это метод создания промышленных изделий пу­тем компоновки их из взаимозаменяемых унифицированных сбо­рочных единиц. Иначе говоря, агрегатирование — это создание машин, оборудования и приборов из унифицированных стан­дартных агрегатов (автономных частей — узлов), устанавливае­мых в изделии в различном числе и комбинациях. Соответствую­щие агрегаты должны обладать полной взаимозаменяемостью по всем эксплуатационным показателям и присоединительным раз­мерам.

Использование агрегатирования позволяет перейти от конст­руирования и производства необоснованно оригинального и потому дорогого оборудования и машин к созданию (с исполь­зованием конструирования по каталогам) и выпуску их на ос­нове проверенных практикой, оптимальных и взаимозаменяе­мых агрегатов. Это сокращает затраты на проектирование, конструирование и подготовку к серийному производству в 1,5— 2,0 раза. При этом себестоимость продукции снижается на 25— 30%. Агрегатирование сокращает издержки на ремонт изделий, упрощает эксплуатацию и т.д.

Типизация и агрегатирование — разновидности унификации, а унификация — форма использования результатов стандарти­зации. Поэтому за показатели стандартизации и унификации из­делий принимают численные характеристики их унификации.

К стандартным составным частям изделия (группы изделий) относят детали, сборочные единицы, комплекты и технические комплексы, изготавливаемые по условиям государственных стан­дартов, а также по стандартам предприятий-изготовителей.

Унифицированными составными частями изделия являются изготавливаемые в соответствии со стандартами и используе­мые в двух и более различных изделиях. К оригинальным отно­сятся составные части, разработанные на основе неиспользо­ванных ранее принципов и правил стандартов и изготовленные только для данного изделия или для группы (партии, серии) идентичных изделий.

Насыщенность изделия унифицированными частями оцени­вается таким показателем, как коэффициент унификации, выра­женный в процентах:

где N— общее число деталей и узлов (сборочных единиц) в изделии, шт.;

N₀ — число неунифицированных (оригиналь­ных) деталей и узлов в изделии, шт.;

N_у — число унифици­рованных деталей и узлов в изделии, шт.

Различают насыщенность изделия деталями и узлами (частя­ми) общемашиностроительного применения (ОМП) и заводского применения (ЗП). В таком случае:

где N_уМОП, N_уЗП— число деталей и узлов в изделии соответственно ОМП иЗП.

Известно, что уровень унификации любого изделия имеет свое оптимальное значение. Практика машиностроения показа­ла, что существует зависимость между удельными капитальными затратами производства изделия К и коэффициентом унификации К_у этого изделия. На рис. 1 показан вид этой зависи­мости. Видно, что наименьшее значение удельных капитальных вложений финансов при производстве технического изделия находится вблизи К_у = 67%.

20 40 60 80 100

Рис. 1. Оптимизация К_у по удельным капитальным вложениям в производстве

Если же в качестве критерия оптимизации параметра унифи­кации взять общий народно-хозяйственный эффект от производ­ства и эксплуатации изделия Э, то оптимальное значение К_у =65%, а характер взаимообусловленности Э и К_у показан на рис. 2.

20 40 60 80 100

Рис. 2. Оптимизация Ку по эффективности производства и эксплуатации изделия

Коэффициент применяемости частей изделия по их типораз­мерам определяют в процентах по следующей формуле:

где n — общее количество типоразмеров составных частей (с учетом унифицированных и оригинальных);

n₀ — количе­ство типоразмеров оригинальных составных частей;

n_у — количество типоразмеров унифицированных составных частей.

При определении величины К_пр покупные составные части изделия, т.е. комплектующие изделия, учитывают как одну де­таль, независимо от числа входящих в эту «деталь» составных частей. К оригинальным относят те составные части, которые разработаны впервые для данного изделия. Чем меньше в изде­лии оригинальных деталей, тем выше коэффициент К_пр и тем выше уровень унификации.

Так, например, если в автомобиле n = 3473 ед., n₀ — 196 ед., то

Коэффициент повторяемости К_п представляет собой отноше­ние повторяющихся составных частей изделия к общему коли­честву его составных частей, выраженное в процентах, и рассчитывается по формуле:

где N— общее количество составных частей в изделии;

n — общее количество типоразмеров составных частей изде­лия.

При подсчете N не учитывают стандартные крепежные и элек­тромонтажные детали, детали тары, упаковки и укладки.

Коэффициент межпроектной взаимной унификации К_му для группы изделий представляет собой отношение количества со­кращенных за счет взаимной унификации типоразмеров состав­ных частей к максимально возможному сокращению количества наименований типоразмеров составных частей группы изделий.

Этот коэффициент выражается в процентах и рассчитывается по формуле:

где н — общее количество изделий;

n_i — количество типоразмеров составных частей в i-ом изде­лии;

— общее количество неповторяющихся типораз­меров составных частей, применяемых в группе н-изделий;

g_i — количество типоразмеров составных частей одного наи­менования в i-и составной части;

m — общее количество наименований неповторяющихся со­ставных частей изделий.

Коэффициент унификации группы изделий в денежном выра­жении можно рассчитать по формуле:

где m — количество изделий в группе;

К_yi—коэффициент уни­фикации i-го изделия;

Д_i—годовая программа выпуска i-го изделия;

С_i — оптовая цена i-го изделия, ,

При отсутствии данных о цене каждого изделия группы ко­эффициент К_уг вычисляют по упрощенным формулам:

При определении показателей унификации учитывают основ­ные детали и узлы (части) изделия. Вспомогательные детали и сборочные единицы в подсчетах унификации не учитывают. К вспомогательным частям изделия относят, например, кре­пежные детали, пробки и заглушки, муфты, гайки, шайбы, шпонки, электромонтажные детали, лампочки, детали тары и упаковки, инструмент и принадлежности и т п.

Патентно-правовые показатели

Патентно-правовые показатели — это в первую очередь по­казатели патентной защиты и патентной чистоты. Для расчета значений патентно-правовых показателей в зависимости от слож­ности изделия все его составные части делятся на группы с уче­том их значимости (весомости).

Используют два показателя патентной защиты изделия па­тентная защита в стране и за рубежом

Показатель патентной защиты изделия внутри страны рас­считывается так.

г де S — количество групп значимости;

m_i — коэффициент весо­мости составных частей изделия, защищенных патентами или авторскими свидетельствами страны;

N_i — количество составных частей изделия, защищенных патентами или/и авторскими свидетельствами страны;

N — общее количе­ство составных частей изделия.

Показатель патентной защиты отечественного изделия па­тентами за рубежом определяется по формуле:

где S — коэффициент, зависящий от количества стран, в кото­рых получены патенты для экспорта изделия;

m_i — коэффициент весомости составных частей, защищенных зарубеж­ными патентами,

N_i — количество составных частей изде­лия, защищенных патентами за рубежом

Общий показатель патентной защиты изделия р_п представ­ляет собой сумму Р_пз = Р’_пз + Р’’_пз.

Показатель патентной чистоты P_пч выражает правовую воз­можность реализации изделия как внутри страны, так и за рубежом.

где N_i — количество составных частей изделия (по группам значи­мости), попадающих под действие патентов данной страны.

С учетом разделения составных частей изделия на особо важ­ные, основные и вспомогательные показатель патентной защи­ты Р_пз определяют по формуле

где m_j— индивидуальный коэффициент весомости особо важ­ных составных частей;

n — количество особо важных составных частей в изделии;

m_i — коэффициент весомости частей, защищенных патен­тами России или в странах предполагаемого экспорта;

N_i — количество составных частей основной и вспомогатель­ной групп, защищенных патентами,

N_i0 — общее количество учитываемых составных частей из­делия в основной и (или) вспомогательной группе;

s — число групп значимости

Более точно показатель патентной чистоты P_пч определяют по следующей формуле:

где m_j — коэффициент весомости особо важных составных час­тей изделия;

m_i — коэффициент весомости для частей основной и (или) вспомогательной групп;

n — количество особо важных составных частей, обладаю­щих патентной чистотой;

N_i0 — общее количество учитываемых составных частей изделии в i-и группе;

N_iнпч — количество составных частей изделия в группе, под­падающих под действие патентов, выданных в стране пред­полагаемой реализации;

S — число групп значимости.

Рассмотрим в качестве примера следующее.

Пример.

Допустим, что в токарно-револьверном станке выделено 30 состав­ных частей, подлежащих учету при определении показателя патентной чистоты. К ним относятся: кинематическая схема и токарно-револьверная головка (особо важные составные части); револьверная голов­ка, коробка скоростей, коробка передач, система циркуляционной смазки, станина с основанием, редуктор, художественно-конструк­торское решение (внешний вид) станка и др. (основные составные ча­сти, всего 12); фартук, эксцентриковые валики, подшипники и др. (вспомогательные составные части, всего 16).

Патентной чистотой не обладают внешний вид станка (подпадает под действие патента на промышленный образец одной из фирм в стране предполагаемого экспорта) и система циркуляционной смазки (относится к числу основных составных частей), а также четыре вспо­могательные составные части.

Для данного вида изделий установлены в отрасли следующие коэф­фициенты весомости составных частей по группам:

• кинематическая схема m₁ = 0,4;

• токарно-револьверная головка m₂ = 0,3; m₃ = 0,2; m₄ =0,1.

Показатель патентной чистоты данного станка Р:

Часто требуется определить численное значение территориального показателя патентной чистоты P_пч. Его находят как отношение разно­сти числа возможных стран для экспорта и числа стран, в которых данное изделие не обладает патентной чистотой, к количеству стран, первоначально намеченных к экспорту в них оцениваемого изделия.

Например, изделие могли бы купить в 10 странах. Но в двух из пред­полагаемых стран-покупателей изделие не обладает патентной чисто­той. В этом случае показатель территориального распространения по патентной чистоте будет равен

Показатель патентной чистоты для патентно чистого изделия в отношении страны экспорта равняется единице. Изделие, не обладающее патентной чистотой внутри страны, и в отношении зарубежных стран не может быть признано изделием высокого технического уровня. Изделие, в котором есть защищенные па­тентами составные части, обладает новизной и прогрессивнос­тью конструкции или/и используемых материалов.

Показатель патентной чистоты для патентно чистого изделия в отношении страны экспорта равняется единице. Изделие, не обладающее патентной чистотой внутри страны и в отношении зарубежных стран, не может быть признано изделием высокого технического уровня. Изделие, в котором есть составные части, защищенные патентами, обладает новизной и прогрессивнос­тью конструкции или/и используемых материалов.

Экономические показатели качества изделия

Интегральный показатель качества машины или оборудова­ния является по существу технико-экономичес­ким, так как в нем есть параметрический показатель, напри­мер, назначения или какой-либо другой (W) и затратные (экономические) показатели — К_с и З_э. Однако чаще всего, осо­бенно при изменяющейся цене единицы продукции или работ, производимых с помощью оцениваемого изделия, суммарный полезный эффект (полезность эксплуатации, использования) оп­ределяют в денежном выражении и обозначают буквой Э. В связи с этим интегральными экономическими показателями каче­ства изделия P_{ин эк} в сфере его эксплуатации (у потребителя) за весь срок службы являются:

или

где К_c — суммарные капиталовложения;

З_э — суммарные эксплуатационные затраты за весь срок служ­бы изделия;

З_ут — суммарные затраты на снятие с эксплуатации и ути­лизацию изделия по окончании его срока службы

Аналогично преобразуются формулы (5.14) и (5.16) для эко­номической оценки качества изделия через его полезный эко­номический эффект Э и суммарные затраты на приобретение, монтаж и отладку, а также на эксплуатацию в течение несколь­ких лет и утилизацию. В этом случае показатель Р имеет вид:

или

где — коэффициент зависящий от срока службы изделия;

Е_н — нормативный коэффициент окупаемости капитало­вложений, определяемый сроком службы изделия;

Т — срок службы изделия

В качестве экономических показателей качества иногда ис­пользуют, например, цену изделия и реже себестоимость его изготовления. Но эти показатели не однозначно связаны с каче­ством оцениваемого изделия. Цена зависит не только от каче­ства, но и от дефицитности изделия на данный момент купли продажи. А себестоимость обусловлена в значительной мере от технического уровня производства изделия. При этом качество готового изделия может быть соответствующим или слабо зави­сящим от технического уровня производства.

Показатель себестоимости производства единицы продукции или количества работы, осуществляемые с помощью оценивае­мого изделия (машины или аппараты), адекватно характеризует важнейший аспект качества.

Затраты при эксплуатации или суммарные затраты на весь жизненный цикл изделия косвенно тоже характеризуют каче­ство изделия.

Себестоимость работы изделия, т.е. себестоимость машино-часа является обобщенным экономическим показателем каче­ства и может использоваться наряду с другими при оценке тех­нического уровня машин, оборудования, аппаратов и других машиностроительных изделий.

Технико-экономический уровень изделия определяют путем соотнесения интегральных технико-экономических показателей оцениваемого и базового образцов по формуле (5.11)

Обобщенный экономический показатель уровня качества, т.е. технического

уровня изделия, находят как

В записи индексы «оц» и «баз» обозначают, что пока­затели Р_{ин эк} относятся к оцениваемому и базовому изделию.

В иных случаях поступают так же: делят значение экономи­ческого показателя оцениваемого изделия на численное значе­ние такого же показателя базового изделия (или на базовое зна­чение соответствующего экономического показателя).

Если известна себестоимость машино-часа работы оценивае­мого и базового изделия, то

где С_{м-ч оц} и С_{м-ч 6аз} — себестоимости машино-часа соответствен­но оцениваемого и базового изделий.

Итоговый комплексный показатель технического уровня изделия

Методика определения итогового показателя качества техни­ческой продукции при комплексном методе оценки и техничес­кого уровня изделий состоит в том, что вначале рассчитывают обобщенные показатели каждой из групп показателей качества, принятых для оценки технического уровня изделия. При этом обобщенный показатель качества каждой группы чаще всего находят как сумму произведений всех значений показателей дан­ной группы на их коэффициенты весомости. Так, например, обобщенный средний взвешенный арифметический показатель качества группы К_гр можно рассчитать по формуле:

где К₁ К₂, ..., К_п — значения конкретных показателей качества данной группы, которые могут быть единичными, комп­лексными, удельными и т.д., а также обобщенными несколь­ких показателей качества;

a₁, a₂, ..., а_п — долевые коэффициенты весомости соответ­ствующих показателей свойств в группе;

n — число учитываемых показателей данной группы.