|
Оценка производительности
Summary:
При определении технического уровня конкретного объекта упаковочной техники его показатели необходимо сопоставить с соответствующими показателями базового образца (аналога). Надо также учитывать, что совершенствование техники, в том числе и упаковочной, происходит в соответствии с объективными законами развития техники и социально-экономическими потребностями общества.
Оценка производительности
При определении технического уровня конкретного объекта упаковочной техники его показатели необходимо сопоставить с соответствующими показателями базового образца. Для перспективного объекта, подлежащего разработке, в качестве базового выбирается образец с прогнозируемыми показателями, отражающими высшие мировые достижения. Для определения технического уровня реально существующего объекта техники за базовый образец выбирается аналог, пользующийся устойчивым спросом на мировом рынке.
Проблема выбора предлагаемого на рынке или создания нового упаковочного оборудования непосредственно связана с его качеством и техническим уровнем.
Согласно ГОСТ 15.467 (управление качеством продукции) технический уровень есть относительная характеристика качества продукции, основанная на сопоставлении значений, показателей, характеризующих техническое совершенство оцениваемой продукции, с соответствующими базовыми значениями.
При установлении прогнозных параметров базового образца следует учитывать, что совершенствование техники, в том числе упаковочной, происходит в соответствии с объективными законами развития техники и социально-экономическими потребностями общества.
К числу законов развития и строения техники относятся:
1) закон прогрессивной эволюции техники;
2) закон стадийного развития техники;
3) закон расширения множества функций объекта техники;
4) закон возрастания сложности технических объектов и др.
Законы строения техники:
1) закон соответствия между функцией и структурой объекта техники;
2) закон корреляции параметров технического объекта;
3) закон симметрии и др.
Эволюция и революция
Смена поколений машин происходит согласно объективному закону прогрессивной эволюции техники при наличии необходимого научно-технического уровня и социально-экономической целесообразности. При этом процесс совершенствования техники может быть эволюционным и скачкообразным. Эволюционные изменения осуществляются путем постепенных усовершенствований существующих моделей машин, основанных конструктивно на традиционных технических принципах.
В процессе эволюции технических параметров машины можно различить три этапа. Первый этап — зарождение новой модели принципиально нового поколения. Этот этап характеризуется незначительной интенсивностью роста. Второй этап — интенсивное возрастание параметров модели. Третий — замедление роста и наступление момента, когда различные усовершенствования не приводят к желаемым изменениям качественных показателей. В это время только создание техники нового поколения на базе нового научно-технического принципа может привести к абсолютному повышению технических параметров. Такой переход отражает скачкообразную фазу развития техники.
Соответственно, можно обозначить три подхода к созданию новой техники. Во-первых, подход, заключающийся в создании нового поколения машин, базирующегося на новом принципе действия. Другой подход состоит в создании новых классов машин этого поколения, отличающихся конструкторско-технологическими решениями. И, наконец, третий подход — разработка так называемого параметрического ряда машин этого поколения, отличающихся незначительным изменением конструкции и параметров.
Представленные этапы развития и соответствующие им подходы к созданию техники новых поколений должны обязательно учитываться при выборе как перспективного, прогнозируемого базового образца, так и реально существующего аналога для определения технического уровня исследуемого объекта техники.
Закономерности эволюционного и скачкообразного развития можно проследить на примере создания новых поколений вертикальных фасовочно-упаковочных машин для сыпучих продуктов. Смена поколений этих машин происходит в результате применения новых принципов автоматизации и управления исполнительными механизмами.
Скачкообразное изменение производительности этих машин имело место при переходе от ручного управления исполнительными и рабочими механизмами к механическому приводу с распределительным валом и автоматическим управлением исполнительными и рабочими механизмами.
Последующий скачок производительности фасовочно-упаковочных автоматов произошел в результате создания принципиально новых систем привода исполнительных механизмов и пневмоэлектронной автоматики.
Анализ кривых роста, представленных хорошо известными S-образными функциями, позволяет прогнозировать возможности дальнейшей реализации в исследуемом объекте технического принципа. Прогноз, базирующийся на экстраполяции S-функции, является основанием для установления научно обоснованных показателей технического уровня.
S-образные функции могут быть описаны аналитически. В числе известных выражений этих кривых наиболее употребительными при решении задач научно-технического прогнозирования являются:
1) уравнение Гомперца или модифицированная экспонента:y = K x abt;
2) логистическая функция или кривая Перла-Рида:y = K/1 + b x e-at.
В этих выражениях k, b, a — константы, e — основание натурального логарифма, t — время, y — прогнозируемый показатель.
Прогнозные исследования позволяют установить мировой технический уровень упаковочной техники и определить параметры перспективного базового образца.
Результаты сопоставления показателей технического уровня конкретного объекта упаковочной техники с соответствующими показателями перспективного образца и выбранного реально существующего аналога удобно представить в виде лучевой циклограммы.На лучах в определенном масштабе откладываются значений показателей, направленных на увеличение, соответствующее повышению технического уровня. Точки пересечения лучей с кругом отражают значения показателей перспективного, гипотетического базового образца, а длина соответствующих этим точкам лучей определяет масштабы каждого из показателей, откладываемых на этих лучах. Лучи – показатели технического уровня исследуемого объекта. К числу этих, возрастающих при повышении технического уровня, показателей относятся: теоретическая и фактическая производительность, показатели экономической эффективности, надежность работы, выход качественной продукции, точность дозирования, долговечность и т.д. Из представленной на рисунке 3а циклограммы следует, что площадь, занимаемая многоугольником свойств исследуемого объекта меньше площади многоугольника свойств аналога и, следовательно, технического уровня аналога и оба они уступают техническому уровню базового образца. При этом отдельные показатели исследуемого объекта достигают уровня аналога, а отдельные показатели аналога могут совпадать с показателями перспективного базового образца.
Три класса
Определение технического уровня отдельных объектов техники, не отличающихся слишком большим разнообразием, представляется достаточно удобным и наглядным. Сложность заключается в выборе аналогов из огромного множества подходящих, пользующихся спросом, конкурентоспособных образцов. К таким объектам упаковочной техники относятся вертикальные полуавтоматы и автоматы для сыпучих продуктов. При выполнении исследования технического уровня этих машин мы предлагаем использовать закон корреляции параметров технического объекта.
Согласно закону корреляции параметров любой объект техники характеризуется набором параметров, находящихся в корреляционной зависимости от главного параметра. Таким главным и классификационным параметром фасовочно-упаковочных машин является их производительность. В настоящее время по этому показателю объективно сложилось деление вертикальных фасовочно-упаковочных машин на три класса.
Класс полуавтоматов (производительность до 12 упак./мин.) характеризуется наличием ручных рычажных или педальных механизмов протяжки рулонного упаковочного материала, дозированием с помощью простейших дозаторов и образованием пакета подушечной формы. Достоинством машин этого класса является сравнительно невысокая стоимость, малая энергоемкость и небольшая рабочая площадь. Основной недостаток — малая производительность и большая трудоемкость изготовления упаковки. Основными потребителями полуавтоматов могут быть предприятия малого бизнеса.
Класс средних фасовочно-упаковочных автоматов производительностью до 40 упак./мин. отличается автоматическим режимом работы, применением различных типов дозаторов, использованием пневматических приводов исполнительных механизмов и пневмоэлекторонной автоматики, наличием дополнительных опций. Автоматы этого класса пользуются наибольшим спросом на отечественном рынке. Основными потребителями являются небольшие и средние пищевые и перерабатывающие предприятия, заготовительно-сбытовые базы и т. п.
Высший класс упаковочных автоматов производительностью свыше 40 килограммовых упаковок в минуту и достигающих скорости более 120 упак./мин. характеризуется высокой степенью автоматизации на базе встроенных компьютеров, многоканальными и мультиголовочными высокоточными комбинированными дозаторами, современным программным обеспечением систем контроля, управления, обнаружения неисправностей. Основными потребителями автоматов высшего класса — крупные предприятия, способные перерабатывать свыше 20 т упаковываемой продукции в смену.
Технический уровень
Для исследования отечественного и мирового технического уровня машин указанных классов были выбраны пользующиеся широкой известностью и стабильным спросом на рынке образцы этой техники российских производителей («Бестром», «Сигнал-Пак», «Термопак», «Русская трапеза», «Таурас-Феникс», Ижевский механический завод, «УпМаш»), а также производителей из Италии, США, Германии, Израиля, Чехии, Польши.
В таблицах 1 и 2 приведены основные показатели технического уровня вертикальных фасовочно-упаковочных полуавтоматов и автоматов соответственно российских и зарубежных производителей.
По данным этих таблиц построены графические зависимости сравниваемых показателей технического уровня от главного, классификационного параметра — производительности машин в однокилограммовых упаковках в минуту.
Построенные зависимости позволяют выполнить оценку технического уровня конкретного объекта данного вида упаковочной техники, соответствующего класса производительности. При этом технический уровень по оцениваемому показателю может соответствовать среднему мировому или отечественному уровню при совпадении этого показателя с показателями на соответствующей аппроксимирующей прямой линии на рисунке 4. Технический уровень может быть ниже или выше среднего уровня, если сравниваемые показатели исследуемого конкретного объекта окажутся соответственно ниже или выше этой прямой.
Для примера в таблице 3 приведены значения показателей среднего уровня мировых и отечественных образцов вертикальных фасовочно-упаковочных автоматов производительностью 25 упак. (кг)/мин. Эти показатели определены на построенных графических зависимостях в точках, соответствующих данной производительности.
Для сравнения в таблице 3 приведены фактические показатели технического уровня автомата этого класса ТПА-1200 завода упаковочных машин «Термопак». Как следует из таблицы, автомат ТПА-1200 по двум показателям превосходит средний мировой уровень и по четырем показателям превосходит средний отечественный уровень автоматов одинаковой производительности.
Очевидно, что четыре показателя не полностью определяют технический уровень объекта. Выбор показателей для сопоставления с базовыми значениями является не простой задачей, связанной с влиянием субъективных факторов. Специалисты различных сфер деятельности могут по-разному оценивать важность одних и тех же показателей. Так, например, трудоемкость изготовления машины представляется важнейшим показателем в сфере изготовления, но не является таковым для специалистов сферы использования. Поэтому вопросы ранжирования и обоснованного выбора показателей технического уровня объектов упаковочной техники могут быть рассмотрены в специальной статье.
Необходимо отметить также, что определение технического уровня проектируемого объекта не исключает необходимость выполнения технико-экономического анализа вариантов конструкции.
Константин Феклин,
президент ассоциации «ПакМаш»
Виктор Каверин,
д. т. н., профессор
2004 #1
|
