Последовательность и методика проведения параметрического технико-экономического анализа разрабатываемых изделий.

Оценка технического уровня и качества изделий.

Качество любого изделия - это совокупность свойств, обуславливающих его пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с назначением.

Свойство - объективная особенность изделия, которая может проявляться при его создании или эксплуатации. Существуют свойства, которые характеризуют изделие как объект проектирования (например, конструктивная преемственность, патентная чистота, новизна, сложность и т.п.) как объект производства (технологичность, материалоемкость, энергоемкость, технологическая себестоимость и т.п.), как объект эксплуатации ( производительность, мощность, скорость, надежность, безопасность и др.). Количественные характеристики какого-либо свойства, определяющего качество, называют показателями качества.

Таким образом, показателями качества могут быть любые параметры и показатели изделия, определяющие уровень удовлетворения определенных потребностей, т.е. уровень качества. Классификация показателей качества в соответствии с ГОСТ 22851 - 77 приведена на рис.3.

РИСУНОК 3

РИСУНОК 6

Абсолютные показатели качества выражают абсолютные значения свойств в натуральных или стоимостном измерении.

Относительные показатели качества используются в двух разновидностях:

1) в виде отношения между абсолютными показателями одного изделия, например, себестоимость или трудоемкость единицы массы (руб./кг, нормо-ч/кг), эксплуатационные расходы на единицу мощности (руб./Вт) или производительности; (руб./ шт./год); такие показатели называются удельными или расходными; Xij = Xi / Xi+1

2) в виде отношения абсолютных показателей проектируемого изделия к абсолютным показателям изделия, принятого за базу для сравнения ФОРМУЛА

такие показатели используются при оценке технического уровня создаваемых изделий.

Единичные (частные) показатели качества изделия относятся только к одному из его свойств, комплексные служат для оценки изделия по нескольким наиболее важным свойствам.

Система показателей качества характеризует технический уровень изделия, определяющий степень его совершенства с точки зрения современной техники, технологии, требований народного хозяйства.

Технический уровень изделия (ГОСТ 15467 - 79) - это относительная характеристика качества, основанная на сопоставлении значений показателей, характеризующих техническое совершенство оцениваемого изделия, с базовыми значениями.

В качестве базовых при этом используют показатели качества, соответствующие действующим стандартам, показатели качества перспективных образцов, а также отечественной и зарубежной техники, аналогичной по назначению, условиям изготовления и эксплуатации. Оценку технического уровня можно производить дифференциальным или комплексным методом.

Дифференциальный метод заключается в определении относительных единичных показателей качества проектируемого изделия. Прежде всего единичные абсолютные показатели располагаются в порядке убывания их значимости: Хн1, Хн2,......, Хнn, где Хн1 - наиболее важный показатель. Рассчитывают относительные показатели по формулам: di=х_нi/x_di, (или di=x_di/x_нi), выбирая ту, при которой увеличение относительного показателя соответствует улучшению качества изделия. Однако сравнивать различные варианты разрабатываемой техники, отличающиеся множеством показателей, по-разному влияющих на уровень качества, весьма сложно. В таких случаях целесообразнее использовать комплексный метод.

Содержанием параметрического ТЭА является поиск взаимосвязей между параметрами и показателями новой техники, т.е. между ее качеством, условиями ее производства и эксплуатации и ее экономической эффективностью.

Последовательность и методика проведения параметрического анализа четко определены и не зависят ни от объекта исследования, ни от поставленных задач, ни от стадий разработки техники.

ЭТАП 1. Постановка задачи. Формирование системы технико-экономических показателей изделия. В зависимости от объекта, задач и стадий разработки изделия при анализе можно использовать различные показатели качества. Поэтому, после того как сформулирована задача исследования, необходимо приступить к формированию системы технико-экономических показателей.

Основой ее является классификация показателей по следующим признакам:

по виду: стандартизационные, конструкционные, производственные, эксплуатационные и экономические параметры и показатели;

по способу получения: задаваемые (ГОСТом, вышестоящей организацией или заказчиком); выбираемые или получаемые при компоновки изделия; рассчитываемые;

по стадиям проектирования, так как объем технической и экономической информации по изделию существенно меняется в зависимости от стадии проектирования.

Все взаимосвязи между рассматриваемыми параметрами могут быть отражены в виде технико-экономической модели, представляющей собой блок-схему, построенную применительно к стадии конструирования и объему исходной информации (рис.4.) Такая модель позволяет проследить, как и в какой последовательности формируются взаимосвязи параметров и показателей изделия, какие параметры и показатели являются базовыми, задаваемыми, и какие-производными, появляющимися только в процессе расчета; какие параметры и показатели оказывают непосредственное влияние на обобщающиеся технико-экономические характеристики - себестоимость, производительность, приведенные затраты и пр. Такой анализ позволит в дальнейшем включить именно эти показатели в экономико-математические модели, обеспечивая тем самым постепенное уточнение результатов анализа по мере накопления информации в процессе конструирования.

ЭТАП 2. Выбор критерия эффективности. На этом этапе путем логических рассуждений необходимо установить количественный показатель, характеризующий оптимальность возможного решения. Принимая решения, нельзя исходить только из максимума эффекта или минимума затрат; критерием должен быть обязательно показатель эффективности. При выборе критерия используют либо принцип максимизации эффекта, и тогда оптимальным считается вариант, обеспечивающий максимальный эффект при фиксированных ресурсах; либо принцип экономии ресурсов, когда определенное значение эффекта обеспечивается при минимальных ресурсах.

Критерий минимума приведенных затрат может быть использован при технико-экономическом анализе любого изделия или системы, для которых полезный эффект при эксплуатации можно оценить в стоимостном выражении. В противном случае в качестве критерия эффективности можно использовать интегральный показатель качества Uин, при этом полезный эффект Эс - это объем выполненной работы, количество полученной информации, величина предотвращенного ущерба и т.д.

Если полезный эффект при эксплуатации разрабатываемого изделия нельзя оценить с помощью только одного показателя, в качестве критерия эффективности можно использовать выражение Uнн = Ci/U, где U - средневзвешенный обобщающий показатель качества. а Ci - показатель приведенных затрат.

Наиболее экономичным будет признан вариант (из всех рассматриваемых в процессе проектирования), для которого суммарные затраты на единицу обобщающего показателя качества будут минимальными.

ЭТАП 3. А. Сбор и анализ информации. Б. Выработка экономико-математической модели исследования. В. Установление областей изменения параметров и показателей. Г. выбор условий производства и эксплуатации.

На 1 этапе в процессе оформления технико-экономической модели выявляются перечень и объем необходимой информации. Наличие и достоверность информации - предпосылка точность и обоснованность результатов ТЭА, поэтому чаще всего сбор и анализ исходной нормативной и статистической информации - самостоятельный и очень ответственный этап анализа.

На основе технико-экономической модели, разработанной на 1 этапе, и выбранного критерия эффективности формирует прежде всего описательную, логическую модель взаимосвязи параметров и показателей, представляя ее в виде блок-схемы или алгоритма формирования полезного эффекта и затрат. Руководствуясь полученным алгоритмом, разрабатывают экономико-математическую модель, которая представляет собой совокупность математических выражений-уравнений, неравенства и пр.

Таким образом, при математической постановке задачи оптимизации ее элементами являются: оптимизируемые параметры и показатели, критерий оптимальности, целевая функция, ограничения.

ЭТАП 4. Выполнение необходимых расчетов, чаще всего с использованием вычислительной техники. Здесь целесообразно выделить самостоятельный раздел исследования - "Разработка алгоритмов и программ для ПВМ".

ЭТАП 5. Выбор оптимального решения в соответствии с принятым критерием эффективности. В отличие от расчетов сравнительной экономической эффективности, где сопоставляются альтернативные варианты с фиксированными параметрами и показателями, при оптимизации посредством параметрического анализа сравнение осуществляется автоматически, внутри модели, в процессе выполнения расчетов, а результат выдается в виде единственного решения, оптимального по принятому критерию эффективности и в рамках принятых ограничений.

ЭТАП 6. Анализ полученных результатов и выработка рекомендаций. Результаты анализа не должны вступать в противоречие с логикой и здравым смыслом.

Блок-схема технико-экономической оптимизации конструкторских решений на основе параметрического анализа представлена на Рис.5.

РИСУНОК 5

Использование принципа обратной связи позволяет на основе технико-экономических зависимостей и математических моделей выявить еще на стадии разработки новой техники рациональные параметры как конструкции в целом, так и отдельных ее агрегатов, узлов и деталей.