В машиностроении наибольшее распространение получил ряд предпочтительных чисел R10. Например, для продольно-шлифовальных станков наибольшая ширина В обрабатываемых изделий образует ряд R10, т.е. B равно: 200; 250; 320; 400; 500 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500; 3200 мм.
Ряд R10 установлен также для номинальных мощностей электрических машин. По ряду R10 приняты диаметры дисковых трехсторонних фрез, D равно: 50; 63; 80; 100 мм. В некоторых случаях применяют ряды R20 и R40, так например, для поршневых компрессоров с диаметром цилиндра 67,5мм номинальная производительность установлена по ряду R20/3.
Параметрические и типоразмерные ряды представляют собой ряды изделий, которые обеспечивают выполнение соответствующего их паспортным данным объема работ, с установленными техническими условиями показателями качества, при условии минимизации затрат и получения максимальной прибыли. Таким образом, достигается межотраслевая унификация.
Встречаются случаи, когда целесообразным является применение смешанных рядов, в которых увеличивается число членов ряда в диапазоне наибольшей частоты применения изделий. Таким образом, учитывается увеличенный спрос потребителей изделий, имеющих характеристики в конкретных диапазонах значений. Поэтому при разработке и постановке продукции на производство проводится маркетинг, с целью установлении плотности распределения применяемости изделий с различными значениями главных параметров. Например, в общем машиностроении около 90 % всех используемых модулей зубчатых колес находятся в пределах 1 - 6 мм. Максимальное значение применяемости приходится на колеса с модулем 2- 4 мм. С учётом применяемости стандарт предусматривает в ряду модулей наибольшее число градаций в диапазоне 2- 4 мм.
Наименьшее и наибольшее значения главного параметра, а также частоту ряда устанавливают после проведения технико-экономического обоснования, с учётом текущей потребности и будущего увеличения спроса. Кроме того, учитываются достижения науки и техники и возможные в связи с этим перспективы повышения качества данного вида изделий при одновременном снижении стоимости производства.
Лекция 14.
Комплексные системы стандартов.
В настоящее время глубокая кооперация, межотраслевые связи предприятий, а также необходимость гармонизации стандартов с международными обусловили необходимость создания комплексных систем межотраслевых стандартов. Эти системы объединяют в каждом комплексе несколько десятков прогрессивных стандартов, охватывающих все стадии жизненного цикла изделий: исследование и проектирование, подготовку производства, производство, эксплуатацию и ремонт. Рассмотрим некоторые из этих систем стандартов.
Единая система конструкторской документации (ЕСКД)
ЕСКД устанавливает для всех организаций страны единый порядок организации проектирования, единые правила выполнения и оформления чертежей и ведения чертежного хозяйства, что упрощает проектно-конструкторские работы, способствует повышению качества и уровня взаимозаменяемости изделий и облегчает чтение и понимание чертежей в разных организациях. ЕСКД дает возможность применять компьютерные технологии для проектирования и обработки технической документации. В стандартах ЕСКД сохранена преемственность с ранее действовавшими стандартами, а также обеспе-чена согласованность правил оформления чертежей и схем с рекомендациями ИСО и МЭК.
Комплекс стандартов ЕСКД разделяется на следующие группы:
· 0 - общие положения (ГОСТ 2.001 - ГОСТ 2.004);
· 1 - основные положения (ГОСТ 2.101 - ГОСТ 2.125);
· 2 - обозначение изделий и документов (ГОСТ 2.201);
· 3 - общие правила выполнения чертежей (ГОСТ 2.301 - ГОСТ 2.321);
· 4 - правила выполнения чертежей различных изделий (ГОСТ 2.401 - ГОСТ 2.428);
· 5 - правила учёта и обращения конструкторских документов (ГОСТ 2.501 - ГОСТ 2.503);
· 6 - правила выполнения эксплуатационной и ремонтной документации (ГОСТ 2.601 - 2.608);
При проектировании изделий различают следующие стадии: техническое предложение, эскизный проект, технический проект, рабочая документация.
· Техническое предложение представляет собой совокупность конструкторских документов, обосновывающих целесообразность разработки нового изделия, в т.ч. результаты маркетинга.
· Эскизный проект - совокупность конструкторских документов, содержащих принципиальные конструкторские решения, дающие общее представление об устройстве и принципе работы изделия, его параметры и габаритные размеры.
· Технический проект - совокупность конструкторских документов, которые должны содержать окончательные технические решения и исходные данные для разработки рабочей документации.
Основные направления развития ЕСКД связаны с применением компьютерных технологий 2D и 3D моделирования с использованием программ Solid Works, T-Flex, AutoCAD и т.п. Широкое применение находят системы автоматизации проектно-конструкторских работ (САПР) на базе систем расчёта деталей машин Quick Calc и приходящей ей на смену Win Machine. Применение при проектировании новых изделий информационных технологий, работа в интегрированной среде CAD-CAM, работа с 3-х мерными моделями деталей и сборочных единиц позволяет использовать большой объем информации. Результатом этой работы является возможность получения ассоциативных 2-мерных чертежей, составления технологии обработки деталей как на станках с ЧПУ, так и на простом оборудовании.
Единая система технологической документации (ЕСТД)
Технологическая документация, как и конструкторская, в значительной степени определяет трудоемкость, продолжительность подготовки производства и качество продукции. ЕСТД представляет собой комплекс государственных стандартов, устанавливающих взаимосвязанные правила разработки, оформления и обращения технологической документации. Основное назначение стандартов ЕСТД заключается в установлении единых правил оформления и обращения технологических документов в организациях и на предприятиях. Установленные в стандартах ЕСТД правила и положения по разработке, оформлению и обращению документации распространяются на все виды технологических документов.
Стандарты этой системы должны обеспечивать преемственность основных положений стандартов ЕСКД; они должны предусматривать возможность ее разработки, заполнения и обработки средствами информационных технологий. Документация должна базироваться на основе широкого применения типовых (групповых) технологических процессов (операций). Расширение области применения типовых технологических процессов резко сокращает объем работы технолога и объем разрабатываемой документации. Внедрение стандартов ЕСТД играет существенную роль в выборе единого технологического языка, применяемого промышленными организациями и предприятиями, что позволяет повысить уровень технологических разработок и заложить в технологические процессы высокие гарантии качества выпускаемой продукции и повышения производительности труда.Совместно с другими странами проводится работа по созданию системы технологических документов с использованием компьютерных технологий, что способствует расширению технических международных связей.
Весь комплекс стандартов ЕСТД разделяется на классификационные группы:
· 2 - классификация и обозначение технологических документов (ГОСТ 3.1201);
· 3 - учет применяемости деталей и сборных единиц в изделиях;
· 4 - основное производство, формы технологических документов и правила их оформления (ГОСТ 3.1401- ГОСТ3.1409, ГОСТ 3.1412- ГОСТ 3.1428);
· 5 - основное производство, формы технологических документов и правила их оформления на испытания и контроль (ГОСТ 3.1502-3.1507);
· 6 - вспомогательное производство, формы технологических документов (ГОСТ3.1603);
· 7 - правила заполнения технологических документов (ГОСТ 3.1702 - ГОСТ 3.1707);
В условном обозначении стандарта после кода комплекса - цифры 3 с точкой стоит код производства, для которого разработан стандарт (например, 1 - для машиностроения и приборостроения).
Стандарты по безопасности жизнедеятельности
Система обеспечения безопасности жизнедеятельности представлена тремя комплексами стандартов:
· "Система стандартов безопасности труда (ССБТ)" с кодом 12;
· "Система стандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов (ССОП)" с кодом 17;
· "Безопасность в чрезвычайных ситуациях (БЧС)" с кодом 22.
Система стандартов безопасности труда (ССБТ) выполняет важную социальную функцию по предупреждению аварий и несчастных случаев с целью обеспечения охраны здоровья людей на производстве и в быту. В рамках этой системы производятся взаимная увязка и систематизация всей существующей нормативной и нормативно-технической документации по безопасности труда, в том числе многочисленных норм и правил по технике безопасности производственной санитарии как федерального, так и отраслевого значения. ССБТ представляет собой многоуровневую систему взаимосвязанных стандартов, направленную на обеспечение безопасности труда.
Система ССБТ стандартизована ГОСТ 12.0.001-82 и состоит из следующих групп:
· 0 - организационно-методические стандарты;
· 1 - стандарты требований и норм по видам опасных и вредных производственных факторов;
· 2 - стандарты требований безопасности к производственному оборудованию;
· 3 - стандарты требований безопасности к производственным процессам;
· 4 - стандарты требований к средствам защиты работающих.
Требования стандартов CCБТ должны быть включены в отраслевые стандарты и стандарты предприятий и соответственно в во все виды конструкторской, технологической и проектной документации. Практические пункты реализованы виде инструкций по технике безопасности на предприятиях. Основные положения ССБТ содержатся в других комплексах стандартов, таких как: ЕСКД, ЕСТД, СРПП, ГСИ и др.
ССБТ является нормативной базой для проведения обязательной сертификации. Требования ССБТ максимально гармонизированы с аналогичными документами ИСО и МЭК. Подготовка стандартов по безопасности направлена на выявление параметров объектов стандартизации, оказывающих негативное воздействие на человека и окружающую среду. Устанавливаются также методы обеспечения безопасности по каждому из этих параметров.
Главной целью стандартизации в области безопасности является поиск защиты от различных видов опасностей. Так например, МЭК в сферу вопросов безопасности включила: опасность поражения электротоком, пожароопасность, вэрывоопасность, химическую опасность, биологическую опасность, опасность излучений оборудования от: звуковых, инфракрасных, радиочастотных, ультрафиолетовых, ионизирующих, радиационных источников и др.
Система стандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов (ССОП) представляет собой совокупность взаимосвязанных стандартов, направленных на сохранение, восстановление и рациональное использование природных ресурсов (ССОП). Эта система направлена на обеспечение рационального взаимодействия деятельности человека с окружающей природной средой. Система предусматривает обеспечение, сохранение и восстановление природных богатств, рациональное использование природных ресурсов. ССОП направлена на предупреждение вредного влияния (прямого или косвенного) результатов деятельности человеческого общества на природу и здоровье самого человека. Система разработана в соответствии с действующим законодательством с учетом экологических, санитарно-гигиенических, технических и экономических требований.
Безопасностъ в чрезвычайных ситуациях (БЧС) представлена комплексом стандартов, основной целью которых является: повышение эффективности мероприятий по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций (ЧС) на федеральном, региональном и местном уровнях; обеспечение безопасности населения и объектов народного хозяйства в природных, техногенных, биолого-социальных и военных ЧС; предотвращение или снижение ущерба в ЧС; эффективное использование и экономия материальных и трудовых ресурсов; проведение мероприятий по предупреждению и ликвидации ЧС.
Единая система программных документов (ЕСПД)
Система ЕСПД устанавливает правила разработки, оформления и обращения программ и программной документации. Единые требования к разработке, сопровождению, изготовлению и эксплуатации программ и программной документации обеспечивают: унификацию программных изделий для взаимного обмена программами и применения ранее разработанных программ в новых разработках; снижение трудоемкости и повышение эффективности разработки, сопровождения, изготовления и эксплуатации программных изделий; автоматизацию изготовления и хранения программной документации.
В состав ЕСПД входят следующие классификационные группы:
· 0 - общие положения;
· 1 - основополагающие стандарты; 2 - правила выполнения документации разработки;
· 2 - правила выполнения документации изготовления;
· 3 - правила выполнения документации сопровождения;
· 4 - правила выполнения эксплуатационной документации;
· 5 - правила обращения программной документации;
· 7,8 - резервные группы;
· 9 - прочие стандарты.
Развитию системы ЕСПД способствует интенсивное развитие информационных технологий, например CALS-технологий. Стандартизацией в области CALS-технологий занимаются многие организации, в том числе ИСО, принявшей международные стандарты ИСО 10303, ИСО 13584 и др. В настоящее время CALS-технологии применяют передовые предприятия России. Современная аббревиатура CALS имеет трактовку: Continuous Acquisition and Life cycle Support - непрерывная информационная поддержка жизненного цикла (ЖЦ) продукта. CALS-технологии направлены на обеспечение глобальной бизнес-стратегии перехода на безбумажную электронную технологию. Такая технология повышает эффективность бизнес-процессов, выполняемых в ходе ЖЦ продукта за счет информационной интеграции и совместного использования информации на всех стадиях ЖЦ.
В настоящее время во многих странах, в том числе и в России, действуют национальные организации, координирующие вопросы развития CALS-технологий. Предметом CALS являются технологии совместного использования и информации (информационной интеграции) в процессах, выполняемых в ходе ЖЦ продукта. В основе CALS лежит комплекс единых информационных моделей, стандартизация способов доступа к информации. Важным является регулирование правовых отношений в области корректной интерпретации информации, обеспечения безопасности информации, а также юридические вопросы совместного использования информации, в частности в вопросах защиты интеллектуальной собственности.
Информационная интеграция базируется на применении интегрированных моделей продукта, ЖЦ продукта и выполняемых в его ходе бизнес-процессов, а также производственной и эксплуатационной среды. Системная архитектура базовых информационных моделей является основой, на которой строятся автоматизированные системы управления различного уровня. Одна и та же модель ЖЦ и бизнес-процессов позволяет решать задачи анализа эффективности бизнес-процессов и обеспечения качества продукции. Интегрированная модель продукта обеспечивает обмен конструкторскими данными между проектировщиком и производителем.
Применение совместно используемых информационных моделей, являющихся единым источником информации и стандартизованных методов доступа к данным является основой эффективной информационной кооперации всех участников ЖЦ. Повышение эффективности организационной структуры, поддерживающей одну или несколько стадий ЖЦ продукта, достигается путём моделирования жизненного цикла продукта и выполняемых бизнес-процессов и дальнейшего анализа функционирования этой модели. Цель анализа - выявление существующего взаимодействия между составными частями и оценка оптимальности этого взаимодействия. Для этого с использованием CALS-технологий разрабатываются функциональные модели, содержащие детальное описание действующих процессов в их взаимосвязи. Формат описания определён стандартами функционального моделирования IDEF/0 и ISO 10303 AP208.
Функциональная модель является детальным описанием выполняемых процессов, и позволяет решать задачи, связанные с оптимизацией, оценкой и распределения затрат, а также оценкой функциональной производительности, загрузки и сбалансированности составных частей. Таким образом, решаются вопросы анализа и реинжиниринга бизнес-процессов - Business Process Reengineering (BPR). CALS может, рассматривается как стратегия выживания в рыночной среде, позволяющая: расширить области деятельности предприятий (рынки сбыта) за счет кооперации с другими предприятиями, обеспечиваемой стандартизацией представления информации на разных стадиях и этапах жизненного цикла.
Изготовление пластин (подложек) из монокристаллических слитков полупроводникового материала;
Изготовление кристаллов ИМС;
Сборка микросхем;
Испытания и измерения;
заключительные операции.
Монокристаллические слитки полупроводникового материала (кремния, германия, арсенида галлия и др.) имеют форму цилиндров диаметром от 60 до 150 мм и более. Из слитков резкой получают пластины, толщина которых составляет доли миллиметров.
Процесс изготовления кристаллов ИМС на полупроводниковой пластине состоит из множества технологических операций, основными из которых являются:
