Показатель качества машины — это количественная характеристика одного или нескольких ее свойств, рассматриваемая применительно к определенным условиям создания и эксплуатации данной машины (ГОСТ 15467—79). Для оценки качества машин применяют единичные и комплексные показатели.

Наибольшее применение в машиностроении получили единичные показатели, которые подразделяют на эксплуатационные и производственно-технические [21]. К группе эксплуатационных относятся показатели назначения, надежности, эргономики и эстетики.

Показатели назначения характеризуют степень соответствия машины ее целевому назначению — мощность, производительность, коэффициент полезного действия и т.д.

Одним из важнейших обобщающих свойств машин является надежность.

Надежность — свойство объекта сохранять в течение определенного времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции при заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования. К параметрам, характеризующим способность выполнять требуемые функции, относят кинематические и динамические параметры, параметры прочности, точности функционирования, производительности, скорости и т.п.

Являясь комплексным свойством, надежность в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или определенные сочетания этих свойств.

Безотказность — свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.

Показателями безотказности являются вероятность безотказной работы, средняя наработка до отказа, средняя наработка на отказ, интенсивность отказов, гамма-процентная наработка до отказа и др. Показатели безотказности могут вводиться как по отношению ко всем возможным отказам объекта, так и по отношению к какому-либо одному типу отказа.

Долговечность — свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Показателями долговечности являются ресурс, гамма-процентный ресурс, средний срок службы, срок службы до первого капитального ремонта, межремонтный срок службы, срок службы до списания.

Ремонтопригодность — свойство объекта, заключающееся в его способности поддерживать и восстанавливать работоспособное состояние путем технического обслуживания и ремонта.

К показателям ремонтопригодности относят вероятность и среднее время восстановления, удельную и среднюю трудоемкость технического обслуживания и ремонта и др.

Сохраняемость—свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции в течение и после хранения и (или) транспортирования. Показателями сохраняемости

являются гамма-процентный срок сохраняемости, средний срок сохраняемости и др.

Эргономические показатели характеризуют машину в системе человек—машина и учитывают ее приспособляемость к антропометрическим, биомеханическим, физиологическим и инженерно-психологическим свойствам человека, проявляющимся в производственных процессах.

Соответствие машины требованиям технической эстетики характеризуется следую-, щими показателями:

композиционной целостностью формы (внешняя гармония формы, целостность композиции, соответствие современному стилю, красота цветовых сочетаний);

функциональной целесообразностью формы (соответствие формы изделия и его отдельных элементов конкретному назначению и характеру, использования, приспособленность формы к выполняемой функции и ее информационная выразительность);

качеством наружной поверхности (качество выполнения стыков и соединений, прочность и качество декоративного покрытия), качеством внутренней отделки, качеством надписей и обозначений (графические достоинства, четкость исполнения, соразмерность надписей, указателей, фирменных знаков, символов и т.п.).

Ра сходы на эксплуатацию машины являются единовременными затратами эксплуатационников. Они включают цену машины, а также издержки на ее транспортирование к месту установки, монтаж и наладку.

Затраты на изготовление единицы продукции или стоимость работы, выполняемой с помощью данной машины, являются суммой издержек (заработная плата персонала, занимающегося обслуживанием машины, стоимость электроэнергии, сумма аммортиза-ционных отчислений и другие эксплуатационные расходы), отнесенных к единице продукции или работы.

Прочие экономические показатели используют в зависимости от требований, которые предъявляются к новой машине. Наиболее часто применяют производственную мощность и производительность, которые могут существенно меняться в процессе внедрения машины. Эти показатели применяются дополнительно к сумме капиталовложений эксплуатационников и себестоимости единицы продукции или работы.

Производственно-технологические показатели характеризуют затраты общественного труда на производство единицы продукции (машины, приборы и т.п.) и свидетельствуют о степени соответствия конструкции машины производственно-техническим условиям ее изготовления при заданном масштабе выпуска изделий.

К показателям технологичности относятся трудоемкость, материалоемкость, энергоемкость, блочность (сборность), показатели конструктивной стандартизации и унификации [19].

Трудоемкость определяет количество труда, затрачиваемого на изготовление единицы продукции (или выполнение единицы работы). Необходимо различать следующие разновидности трудоемкости, используемые при обосновании или анализе технологичности конструкций новых изделий: общую, структурную, удельную и относительную.

Общая трудоемкость характеризует суммарные затраты труда на изготовление единицы продукции. С помощью структурной трудоемкости определяют затраты труда по профессиям или по цехам предприятия, например, токарей, литейщиков, сварщиков и т.д. Удельную трудоемкость рассчитывают как отношение общей трудоемкости к одному из показателей назначения машины, например, к массе, к вместимости ковша экскаватора, длине ленточного конвейера и т.д. Относительной трудоемкостью является также отношение трудоемкости проектируемого изделия к принятой для сравнения трудоемкости.

Если, например, общая трудоемкость выпуска машины ранее составляла 1000 ч и это было наилучшим достижением в данной отрасли, а вновь осваиваемая машина с аналогичными показателями имеет проектную (или фактическую) трудоемкость 800 ч, то относительная трудоемкость будет равна 800:1000=0,8.

С помощью материалоемкости определяют количество конструкционных материалов, необходимых для создания и применения изделия с учетом его конструктивных особенностей, проявляемых в сфере производства, эксплуатации и ремонта [19]. Как и трудоемкость, материалоемкость имеет следующие разновидности: общую,

структурную, удельную и относительную. Общая материалоемкость характеризует суммарную затрату материалов на изделие, причем ее находят двумя способами: по общей массе машины (за вычетом массы комплектующих изделий) и по массе материалов, израсходованных на производство, эксплуатацию и ремонт машины, включая все виды отходов и потерь.

Структурная материалоемкость характеризует затраты отдельных видов материалов, удельная — затраты материалов на один из показателей назначения машины, относительная — рассчитывается по отношению к аналогичному показателю, принятому для сравнения.

Энергоемкость характеризует затраты энергии на единицу продукции, выраженные в киловатт-часах, килограммах пара или в других единицах. Показатели энергоемкости также имеют разновидности, как трудоемкость и материалоемкость. Однако они используются значительно реже — только при обосновании и анализе технологичности в энергоемких производствах.

Блочность (сборность) изделия характеризует трудоемкость ее монтажа. Коэффициент блочности

k=Nc6.c/Nc6.o = l — Мсб.н/Мсб.о, (1.1)

где Мсб.с и Мсб.н—число соответственно унифицированных и неунифицированных составных частей изделия, Мсб.о= Мсб.с-|-Мсб.н; Nc6-° —общее число составных частей изделия.

Сначала определяют Мсб.с — число унифицированных составных частей, записанных в разделах спецификации «Комплексы», «Сборочные единицы», «Стандартные изделия», «Комплекты». Затем устанавливают Мсб.н по данным разделов «Детали», «Стандартные изделия» и др. Коэффициент блочности машин также можно определить по массе или стоимости ее элементов.

Показатели стандартизации и унификации позволяют определить степень конструктивного единообразия проектируемой или изготовляемой машины, прибора или другого изделия; они свидетельствуют об усилиях или достижениях конструктора в применении минимально необходимого количества типоразмеров составных частей изделия (деталей, комплексов, комплектов и т.д.) в целях повышения эффективности производства.

К числу важнейших показателей стандартизации и унификации относятся коэффициенты применяемости, повторяемости, насыщенности изделия, а также унификации группы изделий.

1.2)

где п — общее число типоразмеров составных частей изделия; по — число оригинальных типоразмеров.

К оригинальным относятся составные части, спроектированные или разработанные впервые для данного изделия.

Коэффициент повторяемости Кп характеризует среднее число составных частей, приходящееся на один типоразмер, и определяется по формуле Kn = N/n, где N — общее число составных частей, входящих в данное изделие.

Коэффициент, насыщенности изделия повторяющимися составными частями Кн вычисляется по формуле

х —

Кн= —— - —— , (1.3)

Коэффициент унификации группы изделий Ку.г определяется следующим образом:

При отсутствии данных о цене или себестоимости изделий коэффициент унификации можно определить по одной из следующих упрощенных формул:

При определении всех рассмотренных показателей стандартизации и унификации необходимо выбрать степень детализации этих расчетов, которые могут выполняться для деталей или сборочных единиц. При этом расчеты не следует проводить для простых деталей (болты, винты, шурупы, шпильки, шплинты и другие крепежные детали, шпонки, муфты, накидные гайки, прокладки и т.п.).

Метод определения единичных показателей качества машины зависит от ее конструктивных и технологических особенностей. В машиностроении применяют описанные ниже методы определения показателей.

Измерительный метод осуществляется на основе технических средств измерений. Базируется на информации, получаемой с использованием средств измерений и контроля. С помощью измерительного метода определяют значения таких показателей качества, как масса изделия, сила тока, скорость автомобиля, частота вращения двигателя и др.

Регистрационный метод осуществляется на основе наблюдения и подсчета числа определенных событий, предметов или затрат, например, подсчета отказов изделия при испытаниях, числа дефектных изделий в партии и др.

Расчетный метод осуществляется на основе использования теоретических и (или) эмпирических зависимостей показателей качества машины от ее параметров. Применяется в основном при проектировании продукции. Позволяет также установить зависимости между отдельными показателями качества. Служит для определения массы изделия, показателей его производительности, например, определение производительности металлорежущего станка по скорости и глубине резания, а также подаче и др.

Органолептический метод осуществляется на основе анализа восприятий органов чувств, например, при контроле окраски машины, при проверке отсутствия рисок и царапин или других дефектов на обработанной поверхности детали. При его реализации возможно использование технических средств (лупа, микроскоп и т.п.), повышающих восприимчивость и разрешающие способности органов чувств.

Экспертный метод осуществляется на основе решения, принимаемого экспертами, например, при оценке эстетической характеристики машины или прибора.

Социологический метод осуществляется на основе сбора и анализа мнений фактических или возможных потребителей продукции, например, при оценке качества выпущенной серии электродвигателей, телевизоров и т.д.

При оценке качества любого изделия применяют обычно в сочетании несколько} рассмотренных методов. Они служат, как правило, для оценки не только уровня, качества продукции, но также для технического контроля в ее производстве.

При оценке показателей качества продукции по балльной системе можно использовать, например, четыре балла: 5 («отлично»), 4 («хорошо»), 3 («удовлетворительно») и 0 («плохо»). Возможны и другие балльные системы.