Теоретические и методические основы стандартизации
1.1. Основные термины и определения
В соответствии с ГОСТ Р 1.0 - 92 стандартизация - это деятельность по установлению норм, правил, характеристик в целях обеспечения:
безопасности продукции, работ, услуг для окружающей среды, жизни, здоровья, имущества;
технической и информационной совместимости, а также взаимозаменяемости продукции;
качества продукции, работ и услуг в соответствии с уровнем развития науки, техники и технологии;
единства измерений;
экономии всех видов ресурсов;
безопасности хозяйственных объектов с учетом риска возникновения природных и техногенных катастроф и других чрезвычайных ситуаций;
обороноспособности и мобилизационной готовности страны.
Стандартизация направлена на достижение оптимальной степени упорядочения в определенной области посредством установления положений для всеобщего и многократного применения в отношении реально существующих или потенциальных задач.
Объект стандартизации - продукция, работа (процесс), услуга, подлежащие или подвергшиеся стандартизации.
Нормативный документ - документ, устанавливающий правила, общие принципы или характеристики, касающиеся различных видов деятельности или их результатов.
Стандарт - нормативный документ по стандартизации, разработанный, как правило, на основе согласия, характеризующегося отсутствием возражений по существенным вопросам у большинства заинтересованных сторон, принятый (утвержденный) признанным органом (предприятием).
Государственный стандарт Российской Федерации (ГОСТ Р) - стандарт, принятый Государственным комитетом Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации (Госстандарт России) или Государственным комитетом Российской Федерации по жилищной и строительной политике (Госстрой России).
Стандарт отрасли - стандарт, принятый государственным органом управления в пределах его компетенции.
Стандарт предприятия - стандарт, утвержденный предприятием.
Стандарт научно-технического, инженерного общества - стандарт, принятый научно-техническим, инженерным обществом или другим общественным объединением.
Международный стандарт - стандарт, принятый международной организацией по стандартизации.
Региональный стандарт - стандарт, принятый региональной организацией по стандартизации.
Межгосударственный стандарт (ГОСТ) - стандарт, принятый Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации или Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве.
Национальный стандарт - стандарт, принятый национальным органом по стандартизации.
Общетехнический стандарт - стандарт, в котором регламентируются термины и обозначения, устанавливаются общие требования и правила на разработку, производство и применение продукции.
Организационно-методический стандарт - стандарт, устанавливающий требования к техническому и организационному единству стандартов, порядок их построения.
Комплекс стандартов - совокупность взаимосвязанных стандартов, объединенных общей целевой направленностью и устанавливающих согласованные требования к взаимосвязанным объектам стандартизации.
Регламент - документ, содержащий обязательные правовые нормы и принятый органами власти.
Технический регламент - регламент, который устанавливает характеристики продукции (услуги) или связанные с ней процессы и методы производства. Он может также включать требования к терминологии, упаковыванию, маркированию или этикетированию, либо быть целиком посвящен этим вопросам. Соблюдение технического регламента обязательно.
Международная стандартизация - стандартизация, участие в которой открыто для соответствующих органов всех стран.
Региональная стандартизация - стандартизация, участие в которой открыто для соответствующих органов стран только одного географического или экономического региона мира.
Национальная стандартизация - стандартизация, которая проводится на уровне одной страны.
Безопасность - отсутствие недопустимого риска, связанного с возможностью нанесения ущерба.
Охрана здоровья людей - защита здоровья людей от неблагоприятного воздействия продукции, работ (процессов) и услуг, окружающей среды.
Охрана окружающей среды - защита окружающей среды от неблагоприятного воздействия продукции, работ (процессов) и услуг.
Совместимость - пригодность продукции, процессов и услуг к совместному, не вызывающему нежелательных взаимодействий, использованию при заданных условиях для выполнения установленных требований.
Взаимозаменяемость - пригодность одного изделия, процесса, услуги для использования вместо другого изделия, процесса услуги в целях выполнения одних и тех же требований.
Унификация - выбор оптимального числа разновидностей продукции, процессов и услуг, значений их параметров и размеров.
Агрегатирование - создание изделий путем компоновки их из ограниченного количества стандартных и унифицированных деталей, узлов и агрегатов.
Типизация - разработка типовых конструкторских и технологических решений.
Симплификация - уменьшение количества разновидностей одноименных объектов до технически и экономически необходимого.
Применение стандарта - использование стандарта его пользователями с выполнением требований, установленных в стандарте, в соответствии с областью его распространения и сферой действия.
Применение международного стандарта, регионального или национального стандарта другой страны - использование международного, регионального или национального стандарта другой страны путем включения его полного содержания в отечественный нормативный документ по стандартизации.
Дата введения стандарта в действие - дата, с которой стандарт приобретает юридическую силу.
Пользователь стандарта - юридическое или физическое лицо, применяющее стандарт в своей производственной, научно-исследовательской, опытно-конструкторской, технологической, учебно-педагогической и других видах деятельности.
1.2. Ряды предпочтительных чисел
Одним из наиболее важных направлений стандартизации является разработка параметрических стандартов, в которых устанавливаются ряды параметров, характеризующих мощность, производительность, грузоподъемность и т.д. различных изделий. Создание и использование изделий будет наиболее успешным только в том случае, если параметры
их будут согласованы между собой. Для этого при выборе параметров необходимо придерживаться определенных, строго обоснованных рядов чисел, которые подчиняются определенной математической закономерности.
Такими рядами являются ряды предпочтительных чисел.
Применение рядов предпочтительных чисел при конструировании создает предпосылки для унификации машин, агрегатов, узлов и деталей. Чтобы облегчить выбор и увязку параметров изделий, ряды предпочтительных чисел должны отвечать следующим требованиям:
представлять рациональную систему чисел, отвечающую потребностям производства и эксплуатации;
быть бесконечными в сторону как малых, так и больших величин;
включать все десятикратные значения любого члена в единицу;
быть простыми и легко запоминаемыми.
Геометрические ряды в большинстве случаев более пригодны для стандартизации параметров, чем арифметические. Однако геометрических рядов бесконечное множество, и необходимо выбрать из них такие, которые будут иметь определенные преимущества перед остальными. К таким геометрическим рядам относятся прогрессии со знаменателем Q = RÖ10. Для упрощения расчетов весьма удобной будет прогрессия, у которой степени, будучи целыми числами для искомого знаменателя, дают как число 10, так и число 2. Тогда эти числа и кратные им будут входить в число членов такого ряда. Для этого должно быть выполнено уравнение
Q = yÖ2 = zÖ10,
при условии, что y и z целые числа.
Чтобы определить значение y и z, логарифмируем это уравнение. Приближенно этому условию удовлетворяют следующие значения:
y - 3 6 12 24 48;
z -10 20 40 80 160 и т. д.
Для системы предпочтительных чисел отобраны следующие показатели степени z = 10; z = 20; z = 40; z = 80; z = 160.
Рассмотрим образование ряда геометрической прогрессии в десятичном интервале при Q = 10Ö10 » 1,25. Тогда в общем случае будем иметь следующую последовательность: a; aQ; aQ2; aQ3; aQ4; aQ5; aQ6; aQ7; aQ8; aQ9; aQ10.
При a = 1 и Q = 1,25 с учетом округлений получим: 1; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0.
Аналогично образуются ряды с показателями степени z = 20, z = 40, z = 80, z = 160. Ряды предпочтительных чисел регламентированы ГОСТ 8032-84 и представляют собой ряды геометрической прогрессии со следующими знаменателями:
для ряда R5: Q = 5Ö10 » 1,6;
для ряда R10: Q = 10Ö10 » 1,25;
для ряда R20: Q = 20Ö10 » 1,12;
для ряда R40: Q = 40Ö10 » 1,06.
Ряды с указанными выше знаменателями получили название основных.
В отдельных технически обоснованных случаях стандартом допускается применение дополнительных рядов R80 со знаменателем Q = 80Ö10 » 1,03 и R160 со знаменателем Q = = 160Ö10 » 1,015. Членами рядов предпочтительных чисел являются округленные числа. Число членов в интервале от 1 до 10 ряда R5 равно 5; R10 - 10; R20 - 20; R40 - 40; R80 - 80; R160 - 160. При этом каждый последующий ряд включает в себя числа предыдущих рядов.
Обозначения рядов, не ограниченных пределами: R5; R10; R20; R40; R80; R160.
Обозначение рядов, ограниченных пределами и числами:
R5 (. . . 40 . . .) - основной ряд R5, не ограниченный верхним и нижним пределом, но с обязательным включением члена 40;
R10 (1,25 . . .) - основной ряд R10, ограниченный членом 1,25 в качестве нижнего предела;
R40 (75 . . . 300) - основной ряд R40, ограниченный членом 75 в качестве нижнего предела и членом 300 в качестве верхнего предела.
Кроме основных и дополнительных рядов предпочтительных чисел допускается применять выборочные ряды, получаемые путем отбора каждого 2, 3, 4 или n-го члена основного или дополнительного ряда. Выборочные ряды обозначаются следующим образом:
R5/2 (1 . . . 1000000) - выборочный ряд, полученный путем отбора каждого второго члена основного ряда R5 и ограниченный членами 1 и 1000000;
R10/3 (. . . 80 . . .) - выборочный ряд, полученный путем отбора каждого третьего члена основного ряда R10, включающий число 80 и неограниченный в обоих направлениях.
Арифметические предпочтительные ряды чисел применяют при установлении значений таких параметров, как температура окружающего воздуха, шума и т.д. В обозначениях арифметических предпочтительных рядов чисел указывается их разность и числа, ограничивающие ряд, например:
А5; А2 (-10, . . ., +10) и т.д.,
где А - обозначение арифметического предпочтительного ряда, 2 и 5 - значение разности; -10 и +10 - числа, ограничивающие ряд.
1.3. Комплексная стандартизация
Комплексная стандартизация (КС) - стандартизация, при которой осуществляется целенаправленное и планомерное установление и применение системы взаимоувязанных требований как к самому объекту комплексной стандартизации в целом, так и его основным элементам в целях оптимального решения конкретной проблемы.
Качество продукции зависит от многих факторов: свойств исходных материалов, конструкции, тщательности выполнения технологических операций и процессов, условий и методов испытаний, транспортирования, эксплуатации и т.д. Следовательно, для повышения качества продукции недостаточно установить стандарты на конечные параметры готовой продукции, необходимо еще стандартизировать все объекты и процессы, которые влияют на качество готового изделия.
Для решения проблемы повышения качества продукции требуется не только установить оптимальные показатели качества конечной продукции, но и увязать их со всем комплексом факторов, влияющих на качество изделия. Это возможно только при осуществлении КС.
Чем сложнее изделие, тем сложнее и работы по стандартизации, так как количество взаимосвязанных объектов значительно возрастает. Для ускорения работ по КС важно правильно определить структуру комплекса, что позволяет, что позволяет одновременно разрабатывать все остальные стандарты комплекса. Основным направление КС является направление от «целого к частному», когда стандартизация начинается с регламентации основных параметров конечного изделия и предъявляемых к нему требований, а затем распространяется на элементы изделия.
Чтобы КС эффективно воздействовала на повышение качества продукции, необходимо согласовывать по срокам разработку и внедрение стандартов различных категорий, как государственных, так и отраслевых Только при этом условии результаты КС будут проявляться в короткие сроки, а не растягиваться на долгие годы.
Основным методом, с помощью которого осуществляется системный подход к работам по комплексной стандартизации, является разработка программ КС. Программа представляет собой плановый документ, содержащий перечень взаимосвязанных работ, сроки их выполнения и состав исполнителей. Программы разрабатываются на важнейшие виды продукции и важнейшие системы машин и оборудования совместного применения.
Разработка программ КС осуществляется по следующим этапам:
определение, согласование и утверждение исходных заданий на разработку программ;
разработка, согласование и представление на утверждение проектов программ;
утверждение, регистрация, размножение и рассылка программ исполнителям головной или базовой организацией министерства, отвечающего за разработку и осуществление данной программы.
Исходное задание содержит следующие данные:
основание для разработки программы;
цель программы;
состав материальных объектов, подлежащих стандартизации;
состав участников разработки;
сроки разработки и утверждения программы и др.
Вместе с исходным заданием подготавливается краткая пояснительная записка, в которой излагаются необходимые обоснования состава материальных объектов КС, перечня нормативных документов, сроков их разработки и т. д.
Головное министерство направляет проект исходного задания на согласование заинтересованным министерствам и министерствам - участникам разработки.
Согласованный проект исходного задания направляется в Госстандарт для экспертизы и утверждения.
Утвержденное исходное задание размножается головным министерством в необходимом количестве экземпляров и направляется участникам разработки программы. На основе утвержденного задания разрабатывается проект программы КС. Основным содержанием проекта программы являются задания по разработке, пересмотру и введению в действие нормативных документов. Задания разрабатываются на основе анализа объектов стандартизации, установленных в исходном задании.
Следующим этапом разработки проекта программы является установление структуры подчиненности НД., которая характеризуется тем, что показатели «подчиненного» НД направлены на обеспечение показателей «ведущего» НД. Например, стандарт на готовое изделие является ведущим по отношению к стандартам на составные части, сырье, комплектующие изделия, методы испытаний и контроля. В свою очередь, стандарты или технические условия на сырье являются подчиненными НД по отношению к стандартам или техническим условиям на материалы и т. д. Сроки разработки подчиненных стандартов устанавливаются в программе с опережением по отношению к сроку разработки ведущих стандартов.
Одним из последних этапов создания проекта программы КС является подготовка перечня мероприятий, выполнение которых необходимо для разработки, пересмотра и внедрения НД, и разработка технико-экономического обоснования программы. Головное министерство направляет проект программы вместе с пояснительной запиской на согласование министерствам - соисполнителям разработки, министерствам - потребителям стандартизуемой продукции и другим заинтересованным министерствам. После согласования проект программы с необходимыми приложениями представляется на утверждение в Госстандарт России, который проводит экспертизу программы и в случае положительного заключения утверждает ее. Общий срок от начала разработки до утверждения программы КС не должен превышать года.
Программа считается выполненной, если разработаны, утверждены и внедрены все нормативные документы, предусмотренные программой.
1.4. Опережающая стандартизация
Еще на заре отечественной стандартизации В.В.Куйбышев сказал: «. . . если работа по стандартизации не будет опережать . . . процесс строительства . . ., то мы будем иметь массу ошибок и непроизводительно, зря затрачивать средства».
По мере развития науки и техники неуклонно сокращается интервал между новыми научными открытиями и их использование в производстве. В связи с этим основные параметры изделий, зафиксированные в стандартах, быстрее стареют и должны систематически пересматриваться с учетом долгосрочного прогноза и опережения темпов технического прогресса. Этим требованиям отвечает опережающая стандартизация (ОС) - стандартизация, заключающаяся в установлении повышенных по отношению к уже достигнутому на практике уровню норм и требований к объектам стандартизации, которые, согласно прогнозам, будут оптимальными в последующее время.
При ОС особое внимание уделяют разработке и внедрению оптимальных показателей качества, определение которых должно вестись на основе прогнозирования. При этом, с одной стороны, научно-технический прогноз является основой для создания опережающего стандарта, а с другой - опережающий стандарт способствует развитию показателей качества объекта в прогнозируемом направлении.
Под прогнозированием показателей качества изделий понимают научно-обоснованное предсказание количественных значений этих показателей, которые могут быть достигнуты к определенному моменту времени. Прогнозирование может быть краткосрочным (на срок до 5 лет), среднесрочным (5 - 15 лет) и долгосрочным (свыше 15 лет). Для разработки
опережающих стандартов, как правило, используют краткосрочные и среднесрочные прогнозы.
Прогнозирование показателей качества при разработке опережающих стандартов в следующей последовательности:
выбор объекта прогнозирования, исходя из поставленной задачи;
определение номенклатуры показателей, подлежащих прогнозированию;
сбор исходной информации, ее систематизация и анализ;
выбор метода прогнозирования и математическая обработка исходных данных с целью определения прогнозируемых показателей;
обобщение результатов прогноза и разработка предложений по стандартизации.
Для успешного проведения работ по опережающей стандартизации нужно объективно оценивать реальные возможности освоения промышленностью перспективных показателей качества изделий. Внедряя опережающий стандарт, нужно рассчитывать время, которое необходимо на получение и освоение новых видов оборудования, внедрение новой технологии и перестройку производства. Если для достижения показателей качества, заложенных в опережающем стандарте, необходимо выполнить весь комплекс указанных выше мероприятий, то внедрение опережающего стандарта определяется сроком в 3 - 5 и более лет. В подобных случаях в стандартах должны устанавливаться последовательные ступени повышения показателей качества с разными сроками их освоения. Например, первая ступень - повышение показателей качества до уровня, который может быть достигнут на предприятии за срок введения в действие стандарта (1 - 2 года), и вторая ступень - доведение этого показателя до уровня лучших мировых образцов (срок порядка 3 - 5 лет).
Установление промежуточных ступеней показателей качества и сроков их освоения необходимо вести методом сетевого планирования (при этом длительность работ должна определяться договорными обязательствами сторон, а в иных случаях - методом усреднения оптимистических и пессимистических сроков выполнения работ).
Опережающая стандартизация может быть осуществлена лишь на основе системного подхода, обеспечивающего комплексное и своевременное выполнение принятых решений.
1.5. Основные понятия о сетевом планировании
Одним из проявлений системного подхода при организации работ по стандартизации является сетевое планирование, основным элементом которого является сетевой график - графическое изображение работ и событий с расчетными параметрами. Работами называются любые процессы, приводящие к достижению определенных результатов (событий).
Понятие «работа» может иметь следующие значения:
действительная работа (процесс), требующая затрат труда, материалов, времени. Например разработка конструкторской документации, изготовление штампов;
ожидание, не требующее затрат труда и материалов, но требующее определенных затрат времени. Например хранение деталей перед сборкой;
фиктивная работа (зависимость) - связь между событиями, не требующая затрат, труда, материалов и времени.
Действительные работы (процессы) и ожидания изображаются в сетевом графике сплошными стрелками, а фиктивные работы (зависимости) - пунктирными. Каждая работа в сетевом графике обозначается одной стрелкой.
Событиями называются результаты произведенных работ, необходимых и достаточных для начала последующих работ или работы.
В сетевом графике событие изображается любой геометрической фигурой (круг, треугольник и т. д.), в которой указывается его номер или шифр. Всякая работа в сетевом графике соединяет два события, которые по отношению к ней являются начальным и конечным (предшествующим и последующим) событием. Продолжительность выполнения работ выражается обычно в единицах времени (час, сутки, неделя и т. д.) и указывается над стрелкой.
Различают следующие события: исходное - начало выполнения работ (не имеет предшествующих работ; завершающее - означающее достижение конечной цели (не имеет
последующих работ); промежуточное - результат одной или нескольких работ, позволяющих начать одну или несколько непосредственно следующих работ.
Событие определяет состояние, а не процесс, поэтому его продолжительность равна нулю.
Любая последовательность работ в сетевом графике, в которой конечное событие одной работы совпадает с начальным событием следующей за ней работы, называется путем. Различают несколько видов путей:
от исходного события до данного - путь, предшествующий данному событию;
от данного события до завершающего - путь, следующий за данным событием;
между двумя событиями (i и j), из которых ни одно не является исходным или завершающим, - путь между событиями i и j;
от исходного события до завершающего - полный путь;
полный путь наибольшей продолжительности - критический путь.
При составлении сетевого графика следует придерживаться следующих правил.
1. Исходное состояние располагают в левой части графика, а завершающее - в правой, что дает возможность ориентировать стрелки работ в одном направлении (слева направо).
Все события, кроме завершающего, должны иметь последующую работу или работы. Наличие тупика в сети указывает на ошибку.
В сетевом графике не должно быть событий, кроме исходного, в который не входит ни одна работа.
Все работы, которые могут выполняться независимо друг от друга, должны изображаться в виде наклонных стрелок, выходящих из предшествующего им события.
В сетевом графике не должно быть замкнутых контуров, т. е. путей, которые соединяют событие с ним же самим, через другие пути и события.
Основными параметрами сетевого графика являются:
критический путь;
ранний срок начала и ранний срок окончания работ;
поздний срок начала и поздний срок окончания работ;
резервы времени.
После расчета параметров сетевого графика в некоторых случаях возникает необходимость в его корректировке (оптимизации). Оптимизация сетевого графика ведется с целью нахождения такого его варианта, при котором суммарные расходы для выполнения всего комплекса работ оказываются минимальными. Для расчета различных вариантов сетевого графика и их сравнения используют вычислительную технику, которая позволяет значительно ускорить оптимизацию сетевого графика.
Сетевые графики находят широкое применение в работах по стандартизации. Они применяются при разработке, пересмотре и внедрении стандартов, где с их помощью проводят не только увязку отдельных работ, но и устанавливают оптимальные сроки достижения конечного результата.