Ярушин С.Г., Схиртладзе А.Г. - Проектирование нестандартного оборудования, страница 17

Следовательно, в конструкции необходимо предусмотреть возможность проведения диагностики его состояния, не выводя оборудование из эксплуатации. Этап разработки в «цикле жизни» подробно будет рассмотрен в следующих главах. А типичный «цикл жизни» оборудования в сфере воспроизводства представлен на рис, 7.2, Сбыт продукта (любого товара) после его появления быстро увеличивается (участок А), достигает максимума Щ когда рынок насыщается, а затем сбыт начинает сокращаться.

Рис. 7.2. «Цикл лсизние оборудовании и сфере воспроизводства Хотя формы кривой сбыта и кривой прибыли аналогичны, они не совпадают по фазе, так как уменьшение прибыли (от точки А) наблюдается раньше, чем происходит сокращение сбыта. Это объясняется тем, что максимальный размер прибыли (точка А) соответствует точке максимального наклона кривой сбыта, Как только прирост сбыла начинает уменьшаться, можно ожидать уменьшения прибыли. Из рисунка видно, что с появлением новой конкурентоспособной продукции сбыт (кривая «объем 100 7.

Жизненный цикл техниивского ооьакта сбыта») быстро увеличивается, достигает максимума и по мере насьпцеиия потребител~~кого рынка начинает сокращаться. Аналогично изменяется прибыль 1кривая «прибыль») предприятия-изготовителя. Максимумы кривых сбыта и прибыли, как правило, не совпадают во времени ВследстВие инерции производстВВ. В сфере эксплуатации (рис. 7.3) типичный «цикл жизни» объекта определяется разностью между величиной прибыли 1кривая 1), образующейся у потребителя, и эксплуатационными затратами 1кривая 2). Как видно из графика, с течением времени эта разность убывает и с критического м~~ента Т„р эксплуатация Оборудования становится убыточной.

При этом Возрастание эксплуатационных затрат в основном обусловливается физическим износом оборудования, Вызывающим необходимость ремонтно-восстановительных работ, замены изношенных частей, более частых регулировок и наладок. Чем вьппе качество изготовленного оборудования, тем медленнее растут эксплуатационные затраты. В случаях, когда Оборудование ~~пользуются в какой-либо отрасли промышленности впервые и в связи с этим их конструкции еще не достигли достаточной степени зРелости и совеРшенства, момент 7"„р наступает Ран~~С.

ДО недавних пор стратегия рынка с~роилась на Основе кривой сбыта, хОтя Очевидно, что стратегию произВодства лучше строить на Основе кривой прибыли, так как в этом случае можно составить долгосрочнь|й прогноз. Однако на многих предприятиях отсутствуют графики прибыли, которые необходимо построить вплоть до периода убывания сбыта. Применение компьютерных программ способствует улучшению организации 101 решения подобных задач. Появление новых моделеЙ для разных отраслей промышленности ~~~~~ различный характер. На рис. 7.2 лишь показайа необходимость постепенного ввода изделий на рынок. И настоящее время периодический выпуск новых видов оборудования как гарантия процветания предприятия является общепризнанным, Поэтому требуется непрерывный актйвныЙ ~~~~~ ~о~~к идей. Статйстика показывает, что для создания одного объекта, пользующегося большим спросом и способного приносить прибыль, необходимо иметь 55-60 хороших идей, которые можйо йайтй как внутри, так й вйе предприятия.

«Внутренние» идеи рождаются в процессе совершенствования существующих изделий и создания новых, в процессе организационного творчества не только разработчиков объекта, но и торговых работников, производственников, лаборантов, среднего руководящего персонала и т.п., для чего существует система поощрения за поданные идеи и предложения. «Внешние» идеи можно получить: 1) при изучении возможностей и последствиЙ конкуренции; 2) прй йзучеййй деятельйостй й йовой продукций фирм вне сферы деЙствия рынка сбыта; 3) от существующих и потенциальных клиентов; 4) от йзобретений и заявок на патейты; 5) от койсультантов по пойску патейтйоЙ информации; 6) при консультации научных рабо гников и инженеров; 7) йз университетов й частйых лабораторйй; 8) из технических, экономических и других специальных книг и журналов; 9) в ходе собраний профессиональных обществ и торговых ассоциаций; 1О) йз правйтельствеййых консультационных оргаййзаций.

Специальными исследованиями установлено, что в наше время обновление существующих видов оборудования происходит через 5-7 лет, Контрольные вопросы 1. Что такое кжшненный цикл» технического объектами 2,0ни~нмте кнмкл з~снзнн» техннческого объекта на этане нпонзеодстеа. При проектировании нового технического объекта разработчики анализируют, изобретают, принимают решения. Инженерный анализ проектной ситуации- одни из важнейших процедур поиска и обоснования нового технического решения, При выполнении этой процедуры часто прибегают к моделироваййю, в котором йсследоваиию подвергают уже не сам проектируемый объект, а его модель. Есть йесколько формалйзоваииых определеййй, раскрывающих суть термина «модель», Приведем из них два наиболее полные. Моделью называется техническая или знаковая система, искусственная конструкция„определенные своиства которои согласованы с ос" новными свойствами ориеинйла и из пов~д~~~я которой моеут быть получены объективно верные выводы о поведении или некоторых качествах ориеиналй.

Л.Б, Чернов 1501 предложил следующую формулировку; «Модель представляет собой рейльно существующий или ислен~~ представляемый объект, который, замещая в познавательных процессах оригинал, находится с ним в определенном отношении 1подобии), ~бедствие чеео изучение мод~ли позволяет получить информацию об ориеинале». Модели подразделяются на физические, вещественно-математические, логико-математйческие, механические, фотооптические, аналоговые, цифровые, знаковые, а также на макеты (см.

рис.8.1). ГОСТ 15.101-98 определяет мйкет кйк упрощенное воспроизведение в определенном масштабе изделия или его части, ка котором исследуются отдельные характеристики изделия, й тйкз~се оценивйется правильность принятых технических и худозк,"ественных реи~ений, Зйаковымй модел~п~и являются карты, форму" лы, рассматриваемые в качестве аналога какого-либо явления. Иначе говоря, цветные плакаты, чертежи, макеты образцов, испьпаййя в аэродййамйческой трубе, цифровые шкалы для отражения объективной оценки или субъективного мнения, математические модели тепло- переноса и собственные описания проектантом «проблемы» или «решейия» — все это ~оде~~ некой реальности, которая подвергается йсследова; нию и изменению, но при этом непосредственно не присутствует.

103 Рис. 8.1. Макет еложиой проотранетвениой систеиы Моделирование — это сейчас центральный этап исследования или проектирования любых систем, Орудие проГнозироВания и ОптимальноГО управления. От эффективности молели Зависит не только результат, но и Рассмотрим наиболее часто используемые модели. 1.

Мысленные, плп интуитивные, модели. Их реализует человек ~эксперт, проектант), ~о~орыЙ на ~~~о~е имеюгцихся Знаний и обрыта проводит мысленные эксперименты с техническим объектом с целью ВыЯВить еГО соОтВетстВие требованнЯМ или Выбрать из дВух ВариантоВ н~и~учший по определен~ому показ~те~~ ~~~ес~ва. Например, Глядя на чертежи двух различающихся по конструкции технических устройств, эксперт ~он же проектант) может ответить на вопросы: выдержат ли они задаваемую нагрузку или нет„у какой конструкции меньше трудоемкость изготовления или расход материалов, какой из вариантов лучше впишется В заданную зону размещения и т.д. 2, Математические модели, Они позволяют оценить требования и критерии качества с помощью расчетных формул, систем уравнений, ал- 8.

Модель технического объехте гори*мои и т,п, Мйтемйтическйя модель в информйционном От~ошении принципиально беднее Объекта» поэтому для успешиого использования она должна быть адекватна объекту в интересующей разработчика области изменения параметров. Кроме того, она должна быть экономичной. При математическом моделировании на компьютере статистическая оценка адекватности затруднена. В связи с этим предлагаются два показателя качества модели: погрешность как косвенная оценка адекватности и вычислительная сложность, определяемая объемом н трудоемкостью вычислений с помощью модели, а также затратами нз получение модели. Эти показатели, как и соответствующие свойства, противоречивы.

Одним из способов разрешения противоречия является применение на разных этапах проектирования моделей, различных по точности и сложности, При наличии мощных технических средств реализации теоретических исследований компьютеров и ЭВМ роль математического моделирования в работе современного проектанта становится весьма значительной. Подробно вопросы, связанные с математическим моделированием, рассматриваются при изучении дисциплины «Математическое моделирование».

3. Физические модели. С их помощью можно оценить требования и критерии качества путем реализации и испытания самого ТО или его уменьшенных (иногда увеличенных) и часто упрощенных образцов, Еще до изготовления натурного дорогостоящего образца оборудования принято в целях проверки соответствия требованиям выполнять «на основе физических критериев подобия) его уменьшенную модель (но не менее чем в соотношении 1:10!), чтобы испытать ее в разных условиях эксплуатации, в том числе и на запредельных режимах, Например, таким образом изучается динамика и характеристики установок, работающих в условиях обтекания их газовыми или гидравлическими потоками, — самолетов, дирижаблей„ кораблей, подводных лодок, торпед и т.д.

Моделирование характеризуется тем, что анализ исходных данных ведут на моделях, выполненных в соответствии с требованиями теории подобия. При этом при соблюдении физического подобия геометрическое подобие не сохраняется. Метод базируется на целесообразном абстрагировании процессов развития событий в будущем.

Натурное моделирование — самый эффективный, но и самый дорогой метод физического моделирования. К результатам натурного моделирова- 'ИСТЬ 1. Твхиичвсиий обьакт, его описании, свсйста и харэлвристиии ния следует относиться с определенной долей Осторожности, потому что такое моделирование в конкретном месте и условиях не может отразить все факторы„которые проявлялись в других местах. Перед лицом быстрого роста сложности абстрактных динамических моделей очень важно ясно осознавать заложенные в моделях ограничения, нос~ольку их роль возрастает, а разбираться в них становитс~ труднее, чем это было и прошлом.

Для выявления границ применимости модели необходимо ответить на следующие вопросы. Какой конкретный опыт исследования реальной действительности использован в модели? Что она не отражает? Расширяет она или сужает взгляд специалиста на реальную действительность или на самого себя? В настоя1цее время выбор того или иного типа мод~лей Обусловливается требованиями ~очности, ~ременн~~и затратами и стоимостью моделирования. В табл. 8,1 приведена приближенная относительная оценка пО этим показателям разных типОВ моделей, где в скобках Отмечены Отдельные отклонения. В этой же таблице в нижней строке указаны задачи моделей наиболее частого использования. Однако существует большое число ТО„для которых математические модели не вьгтеснили и, очевидно, долго еще не смогут вытеснить мысленные и физические модели (например, при разработке реактивных двигателей), Это объясняется тремя причинами, Во-первых, существующие возможности математических моделей пока недостаточны для описания явле- 106 ний и процессов в некоторых ТО.