Параметрическая стандартизация

Параметр продукции - это количественная характеристика ее свойства. Например, важнейшими свойствами авиационной техники являются габариты, масса, энергопотребление, точность, надежность и т.п. Поэтому, параметрами, определяющими габариты, являются размеры изделия. Энергопотребление характеризуется величиной потребляемой мощности. Точность работы устройства характеризуется величиной его погрешности. Надежность - наработкой на отказ, обычно в часах.

Продукция определенного назначения и конструкции, то есть продукция определенного типа, характеризуется рядом параметров. Например, автопилоты, предназначенные для самолетов различных типов, имеют одинаковый набор характеристик, однако их числовые (количественные) значения различны. Набор установленных значений параметров называется параметрическим рядом. Простейшим примером параметрического ряда является размерный ряд, например, для сосудов - это ряд значений их объема.

Числа в параметрическом ряду не могут быть произвольными. В результате параметрической стандартизации обоснованно выбирается наилучший ряд чисел. Например, при создании разменных рядов одежды и обуви производится антропометрические измерения большого числа мужчин и женщин различного возраста, проживающих в различных регионах страны. Обработка полученных измерений позволяет установить не только требуемые размеры, но и спланировать количество выпускаемых типоразмеров.

Параметрические ряды в машиностроении, приборостроении и других аналогичных отраслях рекомендуется строить согласно системе предпочтительных чисел. Смысл этой системы заключается в том, что в нее входят только те числа, которые подчиняются некоторой математической закономерности, а не любые значения, которые получаются волевым решением или в результате расчетов.

Подобная идея используется человечеством с давних пор. Так, система относительных размеров, основанная на предположении, что все размеры любой детали, конструкции или сооружения должны быть связаны некими функциональными зависимостями, использовалась еще за два тысячелетия до нашей эры при изготовлении боевых катапульт. В середине XIX века в связи с бурным развитием машиностроения эта система получила широкое распространение. Сейчас следы этой системы сохранились только при стандартизации простейших деталей, например, гаек.

Позднее возникли аддитивные системы согласования, которые используют ряды чисел, образованные путем сложения. Наиболее известная из них - ряд золотого сечения. Последовательность чисел при этом подчиняется закону

.

Первые числа a ₁ = 0,618 и a ₂ = 1,618 получили название "золотых". Гармоническое деление отрезка золотым сечением было известно в глубокой древности, хотя сам термин введен Леонардо да Винчи. По-видимому, ряд золотого сечения был подсмотрен человеком у природы, так как размеры многих растений и живых организмов подчиняются золотому сечению. [1] Везде, где человек ощущает гармонию, можно отыскать золотое сечение. Оно и сегодня является одним из средств пропорциональной гармонизации архитектурных сооружений.

Другой ряд чисел был предложен итальянским математиком Фибоначчи (1202 г.). Последовательность чисел Фибоначчи определяется условием

,

то есть каждое следующее число ряда равно сумме двух предыдущих, при этом a ₀ = a ₁ = 1. Целочисленный ряд Фибоначчи 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, … состоит из чисел, которые довольно быстро нарастают. Это затрудняет их непосредственное применение в задачах стандартизации, однако эти числа оказались удобными для численного решения задач поиска экстремума функций.

Модульные системы - еще один пример аддитивных систем. Для образования ряда чисел используется арифметическая прогрессия, которая позволяет получить удобные ряды с относительной разреженностью в зоне малых величин и сгущенностью в зоне больших величин.

Аддитивнаясистема предпочтительных чисел, позволяет получить аддитивный ряд предпочтительных чисел (АРПЧ), сочетающий в себе преимущества модульной системы с золотым рядом. Она находит применение в строительном комплексе, начиная с размеров жилого комплекса и заканчивая размерами мебели и оборудования. [2]

Наиболее широко применяется система предпочтительных чисел, построенная на основе мультипликативной системы согласования, в которой использована геометрическая прогрессия.

Введение таких рядов связано с именем французского инженера Ш. Ренара, применившего их в 80-х годах XIX века установления диаметров канатов для аэростатов. После некоторого забвения в начале прошлого века эти ряды проникли в технику.

В 1953 г. Международная организация по стандартизации (ИСО) установила международную систему предпочтительных чисел, а по рекомендации ИСО многие страны приняли свои национальные ряды. В СССР, а затем и в России, действуют четыре основных ряда предпочтительных чисел (РПЧ):

1-й ряд - R5 1,00; 1,60; 2,50; 4,00; 6,30; 10,00; … со знаменателем прогрессии .

2-й ряд - R10 1,00; 1,25; 1,60; 2,00; 2; 50; 3,15; … со знаменателем прогрессии .

3-й ряд - R20 1,00; 1,12; 1,25; 1,40; 1,60; 1,80; … со знаменателем прогрессии .

4-й ряд - R40 1,00; 1,06; 1,12; 1,18; 1,25; … со знаменателем прогрессии . При этом буква R напоминает нам о Ш. Ренаре.

Свойства РПЧ таковы, что если при выборе мощности, размеров, давлений и т.п. придерживаться определенного ряда, то это обеспечивает согласование параметров и размеров каждого отдельного изделия со всеми связанными с ним видами продукции. При этом для изделия рекомендуется выбирать более "крупные" ряды, а для связанных с изделием деталей и узлов использовать соседний более "мелкий" ряд.

Следует отметить, что РПЧ представляют собой иррациональные числа, определяемые с той или иной степенью точности.

В электротехнике и радиоэлектронике уже давно применяются РПЧ, построенные по так называемой системе Е, принятые Международной электротехнической комиссией. Эти ряды состоят из округленных чисел со знаменателями Например, ряды номинальных сопротивлений постоянных резисторов и ряды номинальной емкости постоянных конденсаторов по российским стандартам выбирают по ряду Е6 и ряду Е12. Поэтому для конденсаторов ряд емкостей в ряду Е6 будет следующим: 1,0; 1,5; 2,2; 3,3; 4,7; 6,8 (пФ, нФ, мкФ), а в ряду Е12: 1,0; 1,2; 1,5; 1,8; 2,2; 2,7; 3,3; 3,9; 4,7; 5,6; 6,8; 8,2.

Дата добавления: 2014-10-17