Унификация, типизация и агрегатирование.

Унификация – рациональное уменьшение числа типов, видов и размеров объектов одинакового функционального назначения. Объектами унификации являются изделия, составные части, детали, комплектующие изделия, марки материалов и т. п. Ряды предпочтительных чисел, систематизация и классификация являются основой унификации.

Унификация проводится на основе анализа конструктивных исполнений изделий, их применяемости путем сведения близких по назначению, конструкции и размерам изделий, их составных частей и деталей к единой типовой унифицированной конструкции. Унификация является наиболее распространенной и эффективной формой стандартизации. Конструирование аппаратуры, машин и механизмов с применением унифицированных элементов позволяет не только сократить сроки разработки и уменьшить стоимость изделий, но и повысить их надежность, сократить сроки технологической подготовки и освоения производства.

Различают внутриразмерную, межразмерную (внутритиповую) и межтиповую унификацию. Внутриразмерная унификация осуществляется для модификаций изделий, имеющих одинаковое функциональное назначение, но отличающихся значением главного параметра. Средняя степень унификации автомобилей ЗИЛ и ВАЗ составляет 80-90 %.

Межразмерная или внутритиповая унификация осуществляется для базовых моделей или их модификаций между разными размерами параметрического ряда изделий, но внутри одного типа. Степень такой унификации может составлять до 35 %.

Межтиповая унификация осуществляется для изделий, относящихся к различным параметрическим рядам и различным типам. Заводская и отраслевая унификации, осуществляемые соответственно в рамках одного завода и ряда заводов отрасли может охватывать номенклатуру изделий, сборочных единиц и деталей, которые производят и применяют в различных отраслях – межотраслевая унификация.

Степень унификации характеризуется уровнем унификации продукции – насыщенностью продукции унифицированными, в том числе стандартизированными, деталями, узлами и сборочными единицами. Одним из показателей уровня унификации является коэффициент применяемости (унификации) К ,%, который вычисляют по формуле

где п — общее число деталей в изделии, шт.; n₀ — число оригинальных деталей (разработанных впервые), шт.

Коэффициент применяемости можно рассчитывать применительно к унификации деталей общемашиностроительного (ОМП), межотраслевого (МП), отраслевого (ОП) применения.

Коэффициенты применяемости могут быть рассчитаны: для одного изделия; для группы изделий, составляющих типоразмерный (параметрический) ряд; для конструктивно-унифицированного ряда.

Типизация – это разновидность стандартизации, заключающаяся в разработке и установлении типовых решений (конструктивных, технологических, организационных и т. п.) на основе наиболее прогрессивных методов и режимов работы. Применительно к конструкциям типизация состоит в том, что некоторое конструктивное решение принимается за основное – базовое для нескольких одинаковых или близких по функциональному назначению изделий. Требуемая же номенклатура и варианты изделий строятся на основе базовой конструкции путем внесения в нее ряда изменений и дополнений. Типизация развивается в направлениях стандартизации типовых технологических процессов; стандартизации типовых конструкций изделий; разработки нормативно-технических документов, устанавливающих типовые методики расчётов, испытаний и т. д.

Типизация технологических процессов – это разработка и установление технологического процесса для производства однотипных деталей или сборки однотипных составных частей или изделий той или иной классификационной группы. Типизации технологических процессов должна предшествовать работа по классификации деталей, сборочных единиц и изделий и установление типовых представителей, обладающих наибольшим числом признаков, характерных для деталей, сборочных единиц и изделий данной классификационной группы. Типизация технологических процессов вызвана необходимостью сокращения неоправданно большого их количества на однотипные детали или сборочные единицы.

Проектируя новый объект производства, нет необходимости повторять весь объем технологических разработок и технологических процессов. Типизация технологических процессов при их оптимизации позволяет исключить дублирование ранее разработанных процессов и ускорить подготовку производства. Технологическое подобие деталей определяется совокупностью конструктивных признаков и технологическими характеристиками деталей. Разработка типовых технологических процессов начинается с классификации объектов производства, технологических операций, приспособлений, режущего и мерительного инструмента. Типовой технологический процесс должен быть общим для группы деталей, иметь единый план обработки по основным операциям, однотипное оборудование и оснастку. При разработке типового технологического процесса за основу может быть взят наиболее совершенный действующий технологический процесс или спроектирован новый.

Типизация конструкций изделий – это разработка и установление типовых конструкций, содержащих конструктивные параметры, общие для изделий, сборочных единиц и деталей. При типизации конструкций анализируются не только уже существующие типы и типоразмеры изделий, их составные части и детали, но и разрабатываются новые, перспективные, учитывающие достижения науки и техники. Результатом работы по типизации конструкций могут быть параметрические ряды изделий, составных частей и деталей. Процесс типизации одновременно с систематизацией и отбором прогрессивных технологических процессов предполагает и усовершенствование технологии производства деталей, создание опережающих процессов с наиболее прогрессивными техническими и экономическими показателями.

Пример. В начале 1960-х гг. в эксплуатации находилось (включая ранее снятые с производства) более 100 конструктивных разновидностей телевизоров. Была поставлена задача – устранить неоправданное многообразие схем. Для этого всю совокупность конструкций подвергли систематизации, в результате которой были выделены, исходя из размера экрана по диагонали, три варианта – схемы телевизоров с экраном 35, 47 и 59 см. В каждом варианте были отобраны наиболее удачные схемы, которые затем усовершенствованы с целью повышения безотказности и ремонтопригодности. В результате были созданы типовые (унифицированные) конструкции – УНТ-35, УНТ-47, УНТ-59.

Агрегатирование – метод создания новых машин, приборов и другого оборудования путем компоновки конечного изделия из ограниченного набора стандартных и унифицированных узлов и агрегатов, обладающих геометрической и функциональной взаимозаменяемостью.

Пример. Применение в мебельном производстве щитов 15 размеров и стандартных ящиков трех размеров позволяет получить при различной комбинации этих элементов 52 вида мебели.

Наглядным примером применения принципа агрегатирования является система универсально-сборных приспособлений (УСП). Такие приспособления компонуют из окончательно и точно обработанных взаимозаменяемых элементов: угольников, стоек, призм, опор, прихватов, зажимов, крепежных деталей и т. п. Систему УСП наиболее широко используют на опытных заводах и в условиях мелкосерийного и среднесерийного производства.

Метод базового агрегата – частный случай метода агрегатирования, когда разнообразные машины различного применения получают путем присоединения специального оборудования к базовой модели изделия.

Пример. На базовом автомобильном шасси могут быть установлены грузовая платформа, самосвальный кузов, цистерна, кран и т. д.

В настоящее время весьма актуальным является переход к производству техники на базе крупных агрегатов (модулей). Модульный принцип широко распространен в радиоэлектронике и приборостроении; это основной метод создания гибких производственных систем и робототехнических комплексов.