Лекционный курс по дисциплине

«Основы инженерного анализа элементов и конструкций»

Программа, методические указания, контрольное задание для подготовки дипломированного специалиста по направлению

151000 «Технологические машины и оборудование»

Профиль подготовки «Машины и оборудование нефтяных и

газовых промыслов»

Г. Уфа

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ............................................................... ….. ……………..

Раздел 1. ОСНОВЫ ИНЖЕНЕРНОГО ТВОРЧЕСТВА …………………

1.1. Виды инженерной деятельности................ …………………

1.2. Требования к инженерной деятельности... …………………

Раздел 2.СТАРЕНИЕ ТЕХНИКИ…………………………………………

2.1. Моральное и физическое старение машины и его этапы …….

2.2 Обеспечение уровня качества машин…………………………...

Раздел 3. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ УРОВНЯ ТЕХНИКИ…

3.1 Инженерное прогнозирование конструкции машин. Краткосрочное среднесрочное и перспективное прогнозирование … ………………………

Раздел 4 Технические объекты, закономерности их

развития…………………………………………………………………

4.1 Понятие технических объектов, технических систем

и технологий………………………………………………………………

4.2 Законы и закономерности развития техники…………………..

Раздел 5.Моделирование технических объектов………...

5.1 Классификация методов моделирования. Математическое, физическое, функциональное, концептуальное моделирование……….

Раздел 6. МЕТОДЫ ПОИСКА НОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИИ

6.1 Методы поиска новых технических решений

6.1.1 Метод "проб и ошибок".......................... …………………

6.1.2 Метод эвристических приемов............... …………………

6.1.3 Метод контрольных вопросов................ …………………

6.1.4 Методы мозговой атаки.......................... …………………

6.1.5 Синектика................................................ …………………

6.1.6 Морфологический анализ....................... …………………

6.2 Уровни решения изобретательских задач.

6.2.1 Противоречия административные, технические, физические.

6.2.2 Основные механизмы устранения противоречий.

6.2.3 Основные приемы устранения технических противоречий.

6.3 Алгоритм решения изобретательских задач …………………

6.4 Принципы вепольного анализа.

6.4.1 Веполь - минимальная техническая система.

6.4.2 Построение и преобразование веполей.

6.4.3 Законы развития технических систем

Раздел 7. МЕТОДЫ АНАЛИЗА ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ……

7.1 Контрольные перечни................................ …………………

7.2 Функционально-стоимостной анализ технических объектов

Раздел 8. ОСНОВЫ ПАТЕНТОВЕДЕНИЯ............. ………………… 75

8.1 Открытия и изобретения: Основные понятия. Стратегия

изобретательской деятельности................................................

8.2 Поиск патентной информации................... …………………

8.3 Оформление заявки на выдачу патента на изобретение………

8.4 Рекомендации изобретателю..................... …………………

ВВЕДЕНИЕ

Человек рождается не для того, чтобы влачить печальное существование в бездействии, а чтобы работать над великим и грандиозным делом.

Н.Энкельманн

Процесс развития человеческого общества на земле – это история создания и совершенствования различных изделий и технологий, в основе, которой лежит изобретательская деятельность человека. Путь, который прошло человечество от технологии добывания и применения огня, возникшей примерно 100 тысяч лет назад, лука и стрел с кремниевыми наконечниками, появившихся около 10 тыс. лет назад, до токарного станка, телевизора, вычислительной машины, космического аппарата и искусственного сердца – все это результат удивительного мучительного и величественного процесса, называемого творчеством [15]. Так, до создания современного велосипеда было подано 100 тысяч изобретений, легкового автомобиля – 1 миллион изобретений.

Понятие "техника" тесно связано с понятием "инженер", что в переводе с латинского означает "творить", "создавать", "внедрять". То есть инженер – это, прежде всего творец новых прогрессивных технических идей и решений. Начиная с середины XX века, отмечается особенно высокий рост объема работ по инженерному творчеству (за каждые 10 лет он возрастает не менее чем в 10 раз). В связи с этим возрастают требования к подготовке инженерных кадров, развитию у них навыков самостоятельного технического творчества, системного анализа технико – экономических проблем, умение находить эффективные решения.

Следует также отметить, что в условиях роста цен на сырье и энергоресурсы увеличение выпуска продукции при снижении ее себестоимости возможно, в частности, за счет совершенствования производства, оснащения его новым, более эффективным, производительным оборудованием. Поэтому одним из требований к современному инженеру является умение пользоваться богатством информации для изыскания новых более совершенных технических устройств, проявление изобретательских способностей. Кроме этого, отсутствие у инженера или научного работника знаний в области изобретательской деятельности приводит к значительному снижению эффективности их труда, а иногда к потере приоритета нашей страны в новых разработках.

Патентные исследования способствуют повышению эффективности научно – исследовательских, опытно-конструкторских и проектно – конструкторских работ и создают предпосылки для научно обоснованного планирования этих работ, освоения в производстве технических новинок, предотвращения дублирования разработок, а также обеспечивают правовую защиту конкурентоспособных технических решений и осуществление эффективных патентно-лицензионных операций.

РАЗДЕЛ 1. ОСНОВЫ ИНЖЕНЕРНОГО ТВОРЧЕСТВА

Благо людей в жизни,

а жизнь - в работе.

Н. Энкельманн.

1.1. Виды инженерной деятельности

Основными видами творческой деятельности инженера является изобретательство, проектирование и конструирование, которые находятся в определенном соотношении между собой. В соответствии с тремя видами продуктов любой деятельности - предметы (материальные вещи) в пространстве, процессы во времени и идеи в сознании - можно рассматривать три основных продукта инженерной деятельности: принцип, систему (или схему) машины и ее конструкцию. Первый этап инженерной деятельности составляет создание общего плана, то есть творчество, дающее идею, замысел (общий принцип систем данного типа) - это акт изобретательский. Второй этап - выработка из этого плана полной схемы или системы, модели (представления) машины, отвлеченной от вещественной формы, - собственно проектировочный. Третий этап - разработка схемы детально до рабочих чертежей включительно - состоит в конструировании деталей, отдельных частей машины, окончательной их выработке. Это собственно конструкторский акт. Здесь отрабатывается один из выработанных на предыдущем этапе конструктивных вариантов системы (машины).

Структурная схема развитой инженерной деятельности показана на рисунке 1, [14].

Рисунок 1 - Структура развитой инженерной деятельности

Изобретательство. Во время изобретательской деятельности на основе научных знаний и технических достижений создаются новые принципы действия, способы реализации этих принципов или конструкции инженерных объектов или же отдельных их компонентов. Сложности в изготовлении, конструировании и техническом обслуживании существующих технических систем, а также необходимость в принципиально новых инженерных объектах требует создания соответствующих изобретений, закрепляемых в виде патентов, авторских свидетельств и так далее.

Этот вид инженерной деятельности мы рассмотрим более подробно в следующих разделах учебного пособия.

		Лучшее наслаждение, самая высокая радость жизни - чувствовать себя близким и нужным людям.

Инженерное проектирование. Проектировать – это творить, создавать что-то новое. Инженерное проектирование - это непрерывный процесс, в котором научная и техническая информация используются для создания новой системы, нового устройства или процесса, приносящих обществу определенную пользу.

Умение проектировать – это одновременно и наука и искусство.

Так, науку проектирования можно постигнуть путем систематических занятий, накопления опыта и решения проблем. Как искусство, проектирование требует полной отдачи от тех, кто стремится овладеть им.

Проектирование предшествует конструированию и представляет собой поиск научно обоснованных, технически осуществимых и экономически целесообразных инженерных решений. Результатом проектирования является проект разрабатываемого объекта. Проектирование –это выбор некоторого способа действия, в частном случае – это создание системы как логической основы действия, способной решать при определенных условиях и ограничениях поставленную задачу. Проект анализируется, обсуждается, корректируется и принимается как основа для дальнейшей разработки. В отличие от изобретательской деятельности проектирование связано с конструктивной разработкой общего расположения (схемы) машины и формы ее деталей, а затем с проведением расчетов и вычислений. Для правильного проектирования недостаточно знания одной лишь теории. Здесь необходимы:

1.Некоторый практический навык (быть знакомым с существующими конструкциями и уметь в них разбираться критически).

2.Знание методов изготовления деталей в производстве и условий работы построенной машины в обычной практической обстановке.

3.Умение конструктора приспосабливаться к производственным условиям при массовом способе изготовления деталей.

4.Умение конкретно воплощать свои идеи в виде конструктивного чертежа, что невозможно без развития способности ясного пространственного представления проектируемых частей машины во всей их полноте.

Процесс проектирования характеризуется этапами и стадиями разработки: НИР - научно-исследовательская разработка;

ТЗ - техническое задание;

АП - аванпроект (техническое предложение);

ЭП - эскизное проектирование;

ТП - техническое проектирование;

РП - рабочее проектирование.

Различные стадии проектирования отличаются друг от друга объемом выполняемых работ и подробностью описания объекта. Кривая М (рис.2) качественно характеризует зависимость объема работ описания объекта от стадии разработки, а кривая Т - зависимость трудоемкости проектирования на стадии разработки. Таким образом, если при проектировании главными целями является сокращение трудоемкости и сроков разработки, то целесообразнее автоматизировать последние стадии проектирования (ТП, РП).

С другой стороны, технико – экономические характеристики проектируемого объекта Z определяются главным образом на начальных стадиях разработки (НИР, ТЗ, АП). Кривая Z (рис. 2) показывает степень влияния решений, принимаемых на различных стадиях, на технико-экономические характеристики изделия. Поэтому если при автоматизации проектирования преследуются цели повышения качества и эффективности разрабатываемого изделия, то наряду с автоматизацией заключительных стадий разработки должны быть автоматизированы и начальные стадии.

Это приводит к необходимости создания комплексной системы автоматизированного проектирования.

Продукт проектировочной деятельности в отличие от конструкторской выражается лишь в специфической знаковой форме - в виде текстов, чертежей, графиков, расчетов, модели в памяти ЭВМ и так далее. И это сближает ее с научной деятельностью. Результат же конструкторской деятельности должен быть обязательно материализован в виде опытного образца, с помощью которого уточняются расчеты, приводимые в проекте, и конструктивно-технические характеристики проектируемого инженерного объекта и составляются рабочие чертежи и техническая документация для его изготовления на производстве.

Конструирование. Недостаточно только сформулировать новую идею, принцип инженерного объекта, необходимо сделать новую машину рабочей, способной к долгосрочной службе. Задача конструктора - воплощать проекты в жизнь, превращая отвлеченную мысль в реальную конструкцию машины, сообразно требованиям жизни. Даже самые глубокие и блестящие проекты могут оказаться бесплодными, если нет материалов и инструментов для создания всех частей машины.

При конструировании создается конкретная, однозначная конструкция изделия. Конструкция - это устройство, взаимное расположение частей и элементов какого-либо предмета: машины, прибора, определяется его назначением. Конструкция предусматривает способ соединения, взаимодействие частей, а также материал, из которого отдельные части (элементы) должны быть изготовлены. В процессе конструирования создается изображение и виды изделия, рассчитывается комплекс размеров с допускаемыми отклонениями, выбирается соответствующий материал, устанавливаются требования к шероховатости поверхностей, технические требования к изделию и его частям, создается техническая документация. При конструировании уточняются все инженерные решения, принятые при проектировании. Создаваемая в процессе конструирования техническая документация должна обеспечить перенос всей конструкторской информации на изготавливаемое изделие и его рациональную эксплуатацию.

	Любой талант раскрывается только в результате деятельности

На основе опытного, единичного образца, в котором инженер-изобретатель установил принципиальную связь между природными процессами и их техническим воплощением, между назначением инженерного объекта и его конструкцией для класса подобных объектов, конструктор определяет конкретные конструкторско-технические характеристики, учитывающие специфические условия его изготовления на данном предприятии (производстве).

Прогресс развития техники, можно сказать, выражается в том, что нововведение усваивается и переходит из разряда изобретений в разряд конструкций. Поэтому, конструктор - это творец новых типов машин. Конструировать в переводе с латинского языка значит создавать описание механизмов, машин, сооружений с выполнением их проектов и расчетов. Конструктор - лицо, занимающееся созданием конструкций различных устройств или их отдельных частей. Он - специалист, знающий не только порядок, способы и методы этого создания, но и способы и методы изготовления составных его частей и материала, из которого они изготовляются. Для конструктора ясен как принцип взаимодействия построенных частей, так и надежность и другие. Конструкторская деятельность становится необходимой именно с развитием серийного и массового производств технических изделий и заключается в создании, испытании и отработке опытных образцов различных вариантов будущего инженерного объекта, выборе из них наиболее оптимального, с точки зрения заказчика, и в разработке технической документации-руководства к изготовлению его на производстве.

За конструктором остается расчет конструктивно-технических и технологических параметров инженерного объекта. В дальнейшем разработка технологии изготовления переходит к особым специалистам - инженерам-технологам. Организация же собственно изготовления на производстве по этим данным осуществляется инженерами, работающими в так называемой "технической дирекции" (главный инженер, начальники цехов и участков, мастера и так далее). Особые требования к конструктору - это хорошее знание процессов изготовления и обработки проектируемых машин, сооружений или вообще всяких изделий.

1.2. Требования к инженерной деятельности

Человек становится личностью

только через свою работу,

через труд, через действие.

Н. Энкельманн

Разрабатываемые и изготавливаемые технические объекты в машиностроении ставят перед соответствующими специалистами ряд требований. Для того, чтобы преодолеть возникающие в работе (процессе деятельности) препятствия, инженеру нужны, в первую очередь, знания, умения, навык.

Любой вид деятельности основывается на знаниях.

Знания есть система понятий, усвоенных человеком. Навыки и умение основываются на знаниях и формируются в процессе практической инженерной деятельности. Знания и понимание своего дела, правильная методика его выполнения позволяют современному инженеру приобрести те качества личности, которые ведут к мастерству и успеху.

Навык - это способность в процессе целенаправленной деятельности выполнять составляющие ее частные действия автоматически, без специально направленного на них внимания.

Имение - это способность человека продуктивно, с должным качеством и в соответствующее время выполнять свою работу.

То умение, которое постоянно не совершенствуется, с каждым днем утрачивается.

Кроме указанных качеств, для успешного создания новых машин необходимо обладать определенными профессиональными способностями. Для инженера (технического работника) наиболее важны следующие:

Техническое мышление- способность использовать весь комплекс политехнических знаний для осознания сущности технических систем и быстроты ориентации во всех технических вопросах. Развитое техническое мышление позволяет быстро понять принцип работы неизвестных ранее машин и отдельных ее узлов и механизмов, ориентироваться в общей схеме и во взаимодействии частей конструкции. Техническое мышление позволяет воспринимать любую машину как синтез функциональных узлов, определять ее назначение и находить причины неполадок в работе.

Пространственное воображение- воображение сложной машины, механизма и узла, которые расположены в пространстве. Пространственное воображение требует постоянной тренировки и некоторого опыта.

Творческие способности позволяют создать новые оригинальные машины. Решая поставленную задачу, можно идти двумя путями:

1)применить известные типовые решения, общепринятые схемы;

2)решить задачу творчески, стремиться все элементы конструкции выполнить по-новому, своеобразно (изобретательский уровень).

Изобретательность- умение создать (выдумывать, изобретать) ценные полезные идеи или принципы, лежащие в основе вещей или процессов, предназначенных для достижения поставленных целей.

Умение проводить инженерный анализ - способность анализировать данный элемент, систему или процесс, используя технические или научные принципы с целью быстрого получения правильных решений.

Технические знания (память) - доскональное знание и глубокое освоение инженерной специальности.

	Человек состоит не только из прирожденного, но и из усвоенного.

Ш и р о к а я специализация – способность компетентно и уверенно разбираться в основных проблемах или идеях научных дисциплин, лежащих за пределами узкой специальности.

Смелость мысли – возможность при решении задач применять самые необычные и на первый взгляд невероятные способы и средства.

Математическое мастерство – умение в случае необходимости при решении задачи применять мощный математический аппарат и вычислительные методы.

Умение направлять внимание на решение главных проблем.

Знание технологии производства – понимание возможностей традиционных и прогрессивных технологических процессов,

Умение передавать информацию о полученных результатах - способность выражать свои мысли четко и убедительно как устно, так и письменно, графически.

Дисциплинированность в работе – требовательное отношение к себе.

	Человек, убивающий время, убивает и свои шансы на успех.

Кроме перечисленных профессиональных качеств, инженер должен обладать такими человеческими качествами, обеспечивающими достижение успеха: энергичность, упорство, стремление к совершенствованию, личное обаяние, творческая фантазия.

Особые дополнительные качества предъявляются к инженерам, занимающимся изобретательской деятельностью.

Анализ деятельности выдающихся изобретателей позволяет сформулировать основные черты, свойственные этому творческому виду деятельности человека.

Первое качество - это порой доходящая до наглости уверенность в себе: он совершенно уверен, что добьется успеха, и преисполнен решимости его добиться. Такая уверенность в себе присуща всем детям, которых любят родители. Однако дальнейшее образование слишком часто подавляет в ребенке эту черту: ребенок воспринимает даваемые ему знания как нечто изначально существующее и начинает сомневаться в собственной способности сделать что-то новое. Помочь восстановить веру в свои силы можно, только ставя перед учащимися творческие задачи возрастающей трудности: лишь так он сумеет убедиться в том, что можно самостоятельно найти нужное решение.

Второе качество - также относится к области эмоций - это настойчивость и усердие, помогающие преодолеть препятствия и противодействие и не отступать перед неудачами и трудностями. У некоторых людей такого рода упорства больше, чем у других, однако любой зрелый человек способен проявить настойчивость, если он уверен в значимости своей работы не только для самого себя, но и для человечества.

Третье качество - изобретатель должен выработать в себе интеллектуальную и физическую сноровку, необходимую для успешной работы, способность проводить разумные аналогии и оперировать моделями, в которых сохранены все основные контуры задачи и опущены несущественные детали, а также умение "думать руками", создавая сложные движущиеся конструкции.

Четвертое качество- изобретатель должен хорошо знать самого себя: знать, когда следует мобилизовать все силы на решение задачи, а когда лучше дать задаче "отлежаться", в какое время суток и при каких условиях ему лучше работается.

Особенно важно уметь подавлять в себе критическое начало: чтобы новая идея не погибла под гнетом возражений, не успев даже окончательно сформулироваться, нужно избавляться от смирительной рубашки внутренних запретов [14].

Пятое качество - у изобретателя должен быть особый "изобретательский" взгляд. Иными словами, он должен смотреть на все творения человека так, словно он только что прилетел с Марса, и всегда задаваться вопросами: "Почему это делается так, а не иначе? Чего хотят этим добиться? Нужно ли создавать столько шума и загрязнений? Можно ли достичь поставленной цели другим путем? Нужны ли поезду колеса? Почему у машины выхлопная труба снизу? Почему так гудят лампы дневного света? Должен ли пылесос работать с таким шумом?" Эти и тысячи других вопросов могут натолкнуть человека на изобретение. Точно так же учение относится к любому явлению: Как же объяснить все это?

Человек всегда более преуспевает в том, чему всего усерднее предаётся

Изобретатель обязан овладеть искусством мобилизовать для творчества всю свою эмоциональную энергию, то есть подходить к проблеме с такой целеустремленностью, как если бы от его решения зависело самое главное в жизни. Вот почему самые крупные изобретения делаются людьми, отчетливо сознающими их необходимость. У большинства людей творческое состояние ума неразрывно связано с физическим здоровьем.

Творческая активность, несомненно, требует от человека огромного запаса эмоциональной энергии, которая позволяет оптимистически смотреть на вещи и тем самым избавляет изобретателя от пессимизма (вызванного, в частности, скептическим отношением окружающих или кажущейся неразрешимостью задачи).

Важное качество, которое должен развивать в себе изобретатель, - это способность доискиваться до сути проблемы; ему необходимо уметь создать простейшую мысленную модель системы, которую он стремится улучшить.

Эта модель не должна содержать ничего лишнего, только самые необходимые существенные элементы. Невозможно работать над изобретением, мысленная модель которого содержит массу второстепенных деталей и настолько сложна, что не представляется цельной. Необходимо знать основные законы природы, преступить которые не следует пытаться.

Совершенно необходимыми качествами для будущего изобретателя является способность "думать руками". Все великие изобретатели постигли это искусство, когда работали в своих домашних мастерских и лабораториях. Только чистый математик способен обойтись без этого качества, изобретателю же без него никогда не удастся изобрести что-то такое, что можно было бы претворить в жизнь.

	Совершенствуя себя, мы совершенствуем и мир, в котором живем.

Каждому изобретателю следует хорошо понимать, освоить и применять следующие принципы изобретения:

1.Задача, требующая подлинно изобретательского решения, представляется неразрешимой всем, кроме изобретателей подлинно творческого склада. Но те задачи, решить которые действительно невозможно, лишь на первый взгляд противоречат законам природы или известным свойствам материалов: все дело в том, что эти законы или свойства трактовались неверно. Таким образом, изобретатель, прежде всего, должен работать над формулировкой задачи. При этом следует искать такую формулировку, которая не только допускала бы решение задачи, но и вела к главной цели.

2.Изобретателю следует увидеть некую человеческую потребность и попытаться найти лучший способ удовлетворить ее. Это более ценный путь, чем работать с открытием какого-либо природного явления, с тем, чтобы найти для него применение в дальнейшем.

3.Нередко случается, что задача имеет два и более различных решения. Каждое из этих решений может обладать своими достоинствами и недостатками. Так, среди конструкций самолетов с неподвижной несущей плоскостью монопланы и бипланы существовали бок о бок на протяжении трех десятилетий, пока растущие скорости и появление новых конструкционных материалов не выявили безусловного преимущества моноплана.

4.Когда идея какого-либо крупного изобретения "висит в воздухе", над ним могут независимо работать одновременно насколько человек. Это объясняется тем, что потребности людей ясны многим, так же как многим известны материалы и физические явления, которыми можно воспользоваться для удовлетворения этих потребностей, хотя научная теория нередко появляется значительно позже.

5.У всякой подлинно творческой личности бывают дни отчаяния и безнадежности - как до рождения оригинальной мысли, так и после. Настоящий изобретатель должен научиться не терять при этом энтузиазма и верить в успех своей затеи.

6.Принцип "разделяй и властвуй" применим и в сфере изобретательской деятельности. Нужно выделять центр тяжести проблемы и постоянно совершенствовать это умение. Не пытайтесь одним махом разрешить все проблемы.

7.После того как вам в голову придет стоящая идея, пользуйтесь методом последовательных приближений. Не следует конкретизировать идею больше, чем это нужно для того, чтобы перейти к следующему этапу работы. Всегда оставляйте для себя как можно более широкий выбор. Именно таким путем идет, например, художник-пейзажист: прежде чем положить на холст краски, он делает грубые наброски. Детали вырисовываются лишь в третьем приближении. Нужно соблюдать правильную очередность: не следует, например, обращаться к экономической стороне дела, пока не будет ясна инженерная. Не следует даже думать об очередном вопросе, пока не решен предыдущий.

Можно рекомендовать следующий порядок вопросов, на которые предстоит ответить инженеру-изобретателю:

1.Не противоречит ли изобретение законам природы?

2.Может ли изобретение работать и будет ли достигнута желанная цель?

3.Может ли изобретение работать с достаточной скоростью, производительностью и тому подобное?

4.Можно ли осуществить его из известных материалов и с помощью существующей технологии?

5.Будет ли оно надежным и простым в эксплуатации?

6.Можно ли им управлять, а при необходимости регулировать и настраивать?

Только ответив на эти вопросы, можно переходить к экономике:

7.Будет ли изобретение достаточно дешевым?

8.Какова стоимость его эксплуатации и обслуживания?

9.Каким будет срок службы?

10. Как часто будут поломки и будут ли они иметь катастрофические последствия?

РАЗДЕЛ 2.СТАРЕНИЕ ТЕХНИКИ

2.1 Моральное и физическое старение машины и его этапы.

В современном понимании техника – это диалектически развивающаяся материальная совокупность средств труда, предметов труда и самого труда.

Динамическое состояние этой совокупности на конкретный момент времени называется уровнем техники, в свою очередь характеризуемым уровнем научно-технических знаний и производственной базы.

Машины составляют основу техники, поэтому развитие техники может происходить только на основе совершенствования существующих и создания новых видов машин.

С развитием техники повышается технический уровень машин, меняются выполняемые ими функции и совершенствуются принципы их конструирования. Если до середины XX века основной функцией машин была замена мускульной энергии человека и животных, то во второй половине XX века появились машины, облегчающие интеллектуальный труд человека.

Создание новых образцов машин, как правило предопределяется необходимостью значительного повышения производительности труда, реализации новых технологических процессов и практически воплощением научных открытий.

Технология любого производства (добычи и переработки полезных ископаемых, строительства, машиностроения и т.д.) представляет собой техническое оформление процесса труда. Между машинами, используемыми в производстве и технологией производства, существует теснейшая связь. Развитие технологии производства вызывает необходимость создания новых машин.

Любая машина с течением времени стареет и заменяется новой более совершенной. В наш век бурного технического прогресса этот процесс убыстряется. Стареют отдельные узлы механизма, важнейшие элементы изделия, наконец появляется новый принцип осуществления его функций. Естественно, что и форма при этом не остается неизменной. Какой бы современной ни казалось она сегодня мы еще станем свидетелями её старости.

Так, металлорежущие станки, рассчитанные на работу с инструментом из быстрорежущих сталей, после внедрения металлокерамических резцов оказались в техническом отношении устаревшими, поскольку их мощность, скорость резания и прочность не обеспечивали достигнутых к этому времени эксплуатационных показателей инструмента, т.е. произошел не физический, а моральный износ станков.

Необходимо так же считаться с моральным старением формы (изделий, вещей). Станок, прибор бытовая машинка должны полностью отдать обществу

запланированную долю полезного эффекта, не старея внешне раньше, чем будет исчерпан их технический ресурс. Стилевые особенности, моду и характер формы необходимо согласовывать с видом изделия, сроком службы его механизма. Ресурс одного станка рассчитан на три года, другой может использоваться доброе

десятилетие. Различны сроки службы бытовых машин и приборов. Значит нельзя подходить одинаково к формам разных промышленных изделий. Те из них, чья жизнь коротка, могут конструироваться более острохарактерными большей очевидностью отражать моду. Форма же изделий, предназначенных к длительной службе, должна быть более сдержанной, нейтральной.

Различают две формы морального износа машин. Первая форма обуславливается удешевлением производства машин. Действие этой формы проявляется в том, что у потребителя уменьшается сравнительная фондоотдача, т.е. величина отношения стоимости произведенных машиной работ к стоимости самой машины. Вторая форма морального износа машины связана с появлением другой, заменяющей ее машины с более высокими техническими показателями, это, разумеется, не означает, что

с появлением новой машины старая всегда обесценивается до такой степени, что ее следует выбросить в металлолом, однако экономически целесообразный срок службы машины должен определяться и моральным старением.

С точки зрения морального износа машина имеет определенные «циклы жизни» в сферах воспроизводства и эксплуатации.

Типичный цикл жизни машины в сфере воспроизводства представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 - Типичный «цикл жизни» машины в сфере воспроизводства

Из рисунка видно, что с появлением новой конкурентоспособной машины сбыт (кривая 1) быстро увеличивается достигает максимума и по мере насыщения потребительского рынка начинает сокращаться. Аналогично изменяется прибыль (кривая 2) предприятия – изготовителя. Максимумы кривых сбыта и прибыли, как правило не совпадают во времени вследствие инерции производства.

В сфере эксплуатации (рисунок 2)

Рисунок 2 - Типичный «цикл жизни» машины в сфере эксплуатации

Типичный «цикл жизни» машины определяется разностью между величиной прибыли (кривая 1), образующейся у потребителя и эксплуатационными затратами (кривая 2). Как видно из графика, с течением времени эта разность убывает и с критического момента Ткр эксплуатация машины становится убыточной. При этом возрастание эксплуатационных затрат в основном обуславливается физическим износом машины, вызывающим необходимость ремонтно - восстановительных работ, замены изношенных частей, более частых регулировок и наладок. В случаях когда машины используются в какой- либо отрасли промышленности впервые и в связи с этим их конструкция еще не достигли достаточной степени зрелости и совершенства, момент Ткр наступает раньше.

2.2 Обеспечение уровня качества машин

Где же искать резервы для повышения качества объектов новой техники?

Для улучшения уже существующих машин такими резервами являются применение новых материалов, рациональных профилей, повышение единичной мощности, надежности, снижение трудоемкости обслуживания и ремонта, улучшение эргономических и экологических свойств.

Поставка машин на внешний рынок и их сбыт в условиях конкуренции требуют особого подхода к созданию машин новых конструкций, т.к. в этих условиях для товароведческой оценки качества новой машины наряду с высокими технико-экономическими показателями используются также показатели, характеризующие наиболее полное, достижимое на данный момент времени, удовлетворение непрерывно возрастающих общественных потребностей.

Применительно к промышленным изделиям совокупность таких показателей в современной литературе получила название конкурентоспособности этих изделий.

На современном этапе конкурентоспособности машины зависит от ее технических показателей, отпускной цены, модного комфортабельного оформления, надежности и экономичности в эксплуатации.

Конкурентоспособность всякого изделия, в том числе и машин, по своей природе весьма динамична и проходит, как правило, последовательно три этапа. На первом этапе изделие «завоевывает рынок».В это время уточняются его продажная и объем сбыта. Второй этап наступает, когда изделие начинает пользоваться спросом и объемы его производства быстро возрастают. На третьем этапе изделие постепенно теряет свои преимущества вследствие появления новых заменяющих его

более конкурентоспособных изделий. Для продления второго этапа конструктор должен поддерживать конкурентоспособность изделия путем изменения модели, фасона, отделки, введения различных усовершенствований и т.д. Поддержанию конкурентоспособности также способствует снижение цен за счет совершенствования технологии производства, уровня стандартизации и т.д. При исчерпании этих возможностей изделие морально устаревает и теряет конкурентоспособность.