Функциональный нормоконтроль и задачи оптимизации параметров объекта

Объектом назначения оптимальных норм может быть изделие или технологический процесс. Методологию назначения оптимальных норм конкретного объекта, например изделия, можно представить следующим образом:

· определяют оптимальные выходные характеристики проектируемого изделия (производительность, мощность, скорость и т.д.), нормируют их предельные значения;

· выясняют связи (функциональные или другие) между влияющими параметрами элементов и некоторой выходной характеристикой изделия, затем по допускаемому рассеянию характеристик определяют необходимые ограничения влияющих параметров.

Такую задачу можно назвать «расчет размерных цепей», поскольку в ней определяют связи между допусками составляющих звеньев (функциональных параметров образующих изделие элементов) и допуском замыкающего звена (выходной характеристики изделия). Размерные цепи не ограничиваются только линейными и угловыми размерами, они могут быть также электрическими, гидравлическими, пневматическими и т.д. При наличии функциональной связи между звеньями размерной цепи задача решается «в любую сторону» (прямая и обратная задачи или проектный и проверочный расчеты).

Порядок стандартизации оптимальных параметров объекта показан на рис. 3.1.

Для установления связей между функциональными параметрами элементов объекта и его выходной характеристикой используют модели. Разработка «простой» модели, обеспечивающей удовлетворительные результаты нормирования параметров, является одной из основных задач проектирования объекта. Решение оптимизационной задачи могут значительно усложнить такие обстоятельства, как суммарное нелинейное влияние нескольких параметров на одну выходную характеристику объекта, взаимное влияние параметров, определяющих одну или несколько выходных характеристик объекта и т.д.

 

 

Поскольку стандартизация стремится к «достижению всеобщей оптимальной экономии» постановка оптимизационной задачи может выходить за область проектирования конкретного объекта. Так при разработке гаммы изделий одного назначения с отличающимися техническими характеристиками оптимизации подлежит число (ряд) объектов, необходимых для удовлетворения запросов всех потенциальных потребителей при умеренных затратах производителя из-за роста номенклатуры. При стандартизации полуфабрикатов, сборочных единиц, комплектующих элементов и включающих их более сложных изделий возникают задачи минимизации суммарных затрат на изготовление полуфабрикатов и комплектующих изделий, их трансформацию и встраивание в сложное изделие.

 

Корректно поставленные задачи оптимизации решаются математическими методами, которые хорошо разработаны в специальной области, называемой теорией оптимизации. Основная сложность чаще всего состоит не в поиске решения задачи, а в необходимости правильной ее постановки, включая выбор граничных условий и критериев оптимизации. В процессе постановки оптимизационной задачи необходимо классифицировать параметры и характеристики объекта, выделив основные и второстепенные, чтобы определить приоритеты для оптимизации. После выбора номенклатуры параметров и характеристик следует определить границы параметрических рядов с учетом перспектив развития объектов в сторону их увеличения и/или в сторону миниатюризации.

Выбранные диапазоны должны быть заполнены предполагаемым множеством (рядом) объектов. Выбор характера градации параметрического ряда (его структуры и частоты) также входит в задачу оптимизации. Параметрические ряды обычно выбирают с учетом рядов предпочтительных чисел (параметры на базе рядов, знаменатели из членов рядов и др.).