УДК 621.9.06 - 132.2.52
(Представлено академиком Г.Л. Арешяном 20/X 1999)
Одним из важных направлений повышения
качества сложных систем - автоматических роторных линий и роторно-конвейерных (АРЛ и АРКЛ) линий, снижения их
себестоимости и сроков подготовки производства является применение типовых
технологических и конструкторских решений. Они основываются на принципах
унификации и стандартизации, устранении необоснованного многообразия типов и
конструкций изделий и деталей, их форм и размеров, марок материалов. Унификация
проводится путем агрегатирования, компоновки изделий из ограниченного числа уже
освоенных в производстве сборочных единиц и
деталей.
Развитие унификации идет в трех
направлениях:
1. Выбор наиболее эффективных технических
путей обеспечения высокого конечного результата путем внедрения агрегатирования
и блочно-модульного построения изделий, агрегатов, машин, уменьшения
номенклатуры комплектующих изделий.
2. Совершенствование
организации работ по унификации и управлению, разработке стандартов, ограничению
номенклатуры изделий по типам, параметрам и т.д.
3.
Развитие научно-методической базы для конструирования машин, линий с широким
применением унификации агрегатирования, взаимозаменяемости составных частей,
исользованием методов функционального технико-экономического анализа (ФТЭА),
стандартизации и унификации функций элементов, узлов ит.д; использование
типоразмерных и функциональных рядов, блочно-модульного конструирования;
разработка комплексов и систем машин.
Современная
унификация, несмотря на значительные успехи, все еще недостаточно эффективно
решает эти важные вопросы. Анализ конструкций роторных линий, в частности АРЛ и
АРКЛ, показал, что в них для одних и тех же функций использованы узлы различного
исполнения.
Проработка конструктоских решений выявила
возможность значительного сокращения номенклатуры основных узлов АРЛ иАРКЛ с
использованием методов модульной унификации узлов и систем при проектировании
разработанной нами комплексной автоматизировнной роторной системы (КАРС - 214).
Это позволило сократить затраты на их изготовление в 8 раз (таблица). Наш опыт
показал, что результаты технической и экономической унификации тем выше, чем
раньше начато применение ФТЭА, использование которого позволяет значительно
сократить номенклатуру основных узлов АРКЛ.
|
Системный подход к проектированию сложных технических
объектов типа АРКЛ при помощи ФТЭА дает возможность по-иному подойти к принципам
получения информации. Он позволяет выявить наличие унифицированных функций, с
одинаковым физическим смыслом, но с различными количественными показателями.
Функциональная унификация создает возможность применения унифицированных
функциональных модулей, отражающих структуру создаваемой системы, наличие
функциональной связи ее элементов.
В иерархическом
модульном построении унифицированных систем применяется принцип единообразия
элементов для создания различных машин, линий, агрегатов. При этом особенно
важны: системность разработки типоразмерных, параметрических и функциональных
рядов модулей; оптимальность для достижения системы с наивысшим экономическим
эффектом; перспективность существующих и предлагаемых научных
достижений.
Некоторые свойства функциональной структуры
АРКЛ (сложность, иерархичность, взаимосвязанность элементов и др.) являются
материальным вплощением выполняемой функции Развитие модуля по горизонтали
создает типоразмерные, параметрические функциональные ряды, тогда как его
развитие по вертикали отражает
многофункциональность.
Принципы функциональности и
системности требуют выявления четной структуры объектов унификации, установления
их функциональной взаимосвязи, обеспечения взаимозаменяемости и согласованности.
Такой подход позволяет выявить методологию образования структур разных по своему
назначению модулей и теоретически обосновать иерархическую модульную концепцию
построения сложных технических систем, в том числе АРЛ иАРКЛ. Функциональная
унификация, наряду с узловой нормализацией и стандартизацией деталей,
позволяет:
1. применять ограниченные типоразмерные ряды
модулей АРКЛ с множеством функций;
2. предусмотреть порядок
согласования и соединения модуля с устройствами, выполняющими совместную работу
элементов системы разных уровней;
3. распространить
принципы модульной унификации практически на все элементы АРКЛ различных уровней
иерархии, что приведет к сокращению сроков проектирования и изготовления
роторного оборудования; уменьшению числа типоразмеров АРКЛ, необходимых для
полного техического перевооружения местного производства массовых изделий;
созданию серийного производства основных модулей на специализированных
предприятиях со снижением себестоимости АРЛ, АРКЛ и сокращением сроков
изготовления; повышению их качества и надежности; увеличению производительности
при минимальных затратах существующего роторного оборудования за счет подключения
новых модулей.
Проведение ФТЭА предполагает использование
модульного принципа: 1) при построении дескрипторного (смысловой доминанты)
словаря функций и типовых функциональных моделей; 2) при формировании
алгоритмов и процедур проведения ФТЭА для разных областей применения объектов,
целей и т. д.; 3) при создании информационного обеспечения этих работ; 4) при
разработке математического обеспечения ФТЭА.
При построении
дескрипторного словаря функций и типовых функциональных модулей исходные модули
могут формироваться на основе операций, состав которых, по мнению Р. Коллера [2]
ограничен всего лишь 12 разновидностями (действия - противодействия) прямой и
обратной напрвленности.
Элементарные операции характерны
для технических систем и ориентированы, в большей мере, на энергетические и, в
определенной мере, на материальные потоки. Процессы, происходящие с
информационными составляющими, а также в технических и организационных системах
могут служить основой построения типовых функций. В их числе отметим:
преобразование вещества (изменение структуры, состава и свойств), энергии
(взаимопереходы, трансформация), информации (обработка, преобразование формы
представлений); хранение вещества (задержка поступления во времени),
аккумулирование энергии (накопление информации, запоминание); управление
(веществом, энергией, информацией) для кординации во времени и пространстве
[1].
Использование модульного принципа при формировании
алгоритмов и процедур ФТЭА реализуется с помощью так называемых организационных
модулей (совокупности логических, расчетных и графических приемов) определенной
целевой ориентации и уровня формализации, с кадровым, техническим и
информационным обеспечением.
Комбинация стандартных модулей
позволяет реализовать процедуры любой сложности с минимальными затратами. В
качестве технических средств, предусматриваемых в организационных модулях,
используется современная вычислителная техника и программное
обеспечение.
Таким образом, модульный принцип унификации и
стандартизации при построении структур АРЛ и АРКЛ является основным фактором
повышения качества этих сложных систем, снижения их себестоимости и сроков
подготовки производства.
"НПО"
Нейтрон
1.
Миркин Б.Г. - Проблема группового выбора. М.: Наука,
1984. 254 с.
2. Koller R. Konstruktions methode für den Mashinen Gräte - und
Apparutebau - Spriner-Verlag. Berlin, Heidelberg - New York. 1976. 191 S.