ИНЖИНИРИНГ ЗЛЕКТРОПРИВОДОВ

Унификация, агрегатирование и типизация В системном инжиниринге

При разработке новых изделий используют приемы унификации, агрегати­рования и типизации, что существенно сокращает сроки и стоимость их раз­работки и обеспечивает соответствие требованиям стандартов [3].

Унификация — это рациональное сокращение видов, типов и размеров из­делий одинакового функционального назначения. Унифицированным являет - ся изделие, созданное на базе нескольких ранее существовавших различных его исполнений путем приведения к единому исполнению, заменяющему любое из них.

Степень унификации оценивается степенью насыщенности нового или проектируемого изделия элементами других изделий, уже освоенных в произ­водстве. Высокая степень унификации обеспечивает возможность сокращения сроков проектирования и изготовления изделий, повышения производитель­ности труда, увеличения гибкости и мобильности производства при переходе на выпуск новых видов продукции, а также повышения качества, надежности и долговечности изготавливаемых изделий. Унификация позволяет также сни­зить стоимость производства новых изделий, повысить уровень автоматизации производственных процессов, расширить специализированное производство.

Объектами унификации могут являться модули и блоки комплектных уст­ройств, сборочные единицы, готовые изделия, технологические процессы, управляющие и информационные системы, технические требования, прави­ла эксплуатации, термины и определения, системы документации и т. д. Уни­фикация изделий осуществляется на основе определенного подобия выполня­емых ими функций. Унификация изделий, целесообразность которой эконо­мически обоснована, должна завершаться стандартизацией этих изделий.

Агрегатирование — это метод компоновки приборов, оборудования и ма­шин из взаимозаменяемых, унифицированных узлов или агрегатов, каждый из которых представляет собой законченное изделие, выполняет определен­ную функцию и может быть использован при создании других изделий.

Применение агрегатирования связано с тем, что конструкции большин­ства изделий (оборудования, машин, комплексов, технологических процес­сов) можно разделить на ряд автономных агрегатов (узлов). Эти автономные функциональные узлы выделяются на основе структурного анализа их состав­ных частей в целях использования в других изделиях. После разделения изде­лий полученные агрегаты унифицируют, стандартизируют и составляют для них конструктивно-унифицированные (типоразмерные) ряды. При этом агре­гаты, изготавливаемые независимо друг от друга, обладают взаимозаменяемо­стью по всем эксплуатационным показателям и присоединительным разме­рам. Следовательно, они должны иметь оптимальную конструкцию, оптималь­ные показатели качества, состоять по возможности из наименьшего числа деталей, просто и надежно собираться с использованием различного рода соединений.

Агрегатирование обеспечивает возможность расширения области примене­ния машин посредством замены отдельных их узлов и блоков, а также воз­можность компоновки машин, приборов, оборудования разного функциональ­ного назначения из отдельных узлов, изготавливаемых на специализирован­ных предприятиях. Агрегатирование позволяет увеличить номенклатуру выпускаемых машин и оборудования за счет модификации их основных типов и различных исполнений [58].

Внедрение агрегатирования позволяет перейти от конструирования и про­изводства дорогостоящих оригинальных оборудования, машин и приборов к созданию их на основе стандартных унифицированных агрегатов. Примером такого оборудования в машиностроении может служить агрегатный металло­обрабатывающий станок (обрабатывающий центр), имеющий систему авто­матической смены инструментальных средств, которая обеспечивает с помо­щью устройства числового программного управления выполнение токарных, сверлильно-расточных, фрезерных и других операций.

Примером агрегатированного оборудования в металлургическом произ­водстве могут служить сортовые прокатные станы, клети которых являются унифицированными агрегатами, набор которых определяется конкретным сортаментом прокатываемого металла. Соединение (объединение) клетей в единый технологический комплекс осуществляется с помощью рольган­гов [8].

В машиностроении используется метод базового агрегата, при котором, присоединяя к базовой модели машины дополнительное оборудование, по­лучают ряд производных машин разнообразного назначения, например кон­структивно-унифицированный ряд конвейеров или подъемно-транспортных машин. Применяют и метод секционирования — разделения машин на оди­наковые унифицированные секции, из которых также можно собрать ряд производных машин. Например, унифицированный гусеничный ход, состо­ящий из двух гусеничных тележек и оснащенный автоматизированными элек­троприводами, используется в экскаваторах, буровых станках и другом гор­ном оборудовании [8].

Принцип агрегатирования используется также при создании электрообо­рудования. Примерами блочно-модульного принципа комплектования элек­трооборудования являются комплектные трансформаторные подстанции, комплектные распределительные устройства, комплектные электроприво­ды [8].

Типизация — метод стандартизации, заключающийся в установлении ти­повых объектов для данной совокупности систем электроприводов промыш­ленных механизмов, принимаемых за основу (базу) при создании других объектов, близких по функциональному назначению. В процессе типизации выбирается объект с оптимальными свойствами, наиболее характерный (ти­повой) для данной совокупности систем, который при получении конк­ретного объекта — изделия или технологического процесса — может пре­терпевать лишь некоторые частичные изменения или доработки. Таким об­разом, типизация — это распространение большого количества функций на малое число объектов, обеспечивающее сохраняемость только типовых объектов из данной совокупности систем. Типизация как эффективный метод стандартизации применяется для следующих объектов: технологических процессов; технологических агрегатов; систем управления технологически­ми агрегатами и процессами; программного обеспечения систем управле­ния; изделий общего назначения; руководящих технических материалов, устанавливающих рекомендуемый порядок проведения работ, расчетов, испытаний и т. п.

Особенно эффективна типизация в применении к системам управления технологическим оборудованием. Объединяя множество машин и механизмов, выполняющих одинаковые или аналогичные операции в технологических про­цессах разных отраслей промышленности, в типовые функциональные груп­пы можно существенно облегчить разработку систем управления и обеспечить экономичную технологию проектирования компьютерных систем управления технологическими комплексами [8].