第三部分 标准化形式 (2)

第二节标准化形式

1 参数选择和参数分级的数学方法

1.1 参数

参数是表征产品基本性能或技术特征的一些数值指标。是表明任何现象、产品或工作过程中某些性质的量。

产品性能的决定；

经济问题的解决；

技术方案的优选；

标准之间的协调都需要参数。

1.2 参数值的相关特征

—— 定义：反映产品性质的技术特征的参数同与该产品相关的一系列产品的技术特征有关的这种互相关联、不断扩散的特征叫参数的相关特征；

——相关特征的主要表现为：参数不仅有与相关产品参数之间的横向联系，而且还有同一参数的各个取值之间的纵向联系；

——数值的传播跨越行业和部门的界限。

1. 3 参数值的客观实用性

——从产品（系统）实际需要确定参数的分级、分档，形成总体功能最佳；

——标准化对象自然属性；

——技术继承性；

——使用方便性；

——其他（政策、法令、地域、环境、风俗、习惯、人类工效……）。

1.4 参数值的综合经济法

选择参数系列或确定参数分级密度时应考虑：

——技术与经济；

——生产与使用；

——远期与近期；

——力求生产过程中总耗费较少；

——力求消费过程中经济效益较大。

1.5 一般数值系列

定义：等差数列（算术级数）、等比数列（几何级数）以及尚未标准化的数值系列，称之为一般数值系列。

1.6 等差数列

——数列中任意相邻两项之差是一常数，即Nn—Nn-1 = d；

—— 相邻两项之差为一常数，数列变化呈等程阶梯状；

—— 除首末项外，任一项都是前后项的算术平均值；

—— 在有限项数的等差数值中，距离两端等远的两项之和为一常数，该常数等于首末两项之和；

—— 等差数值中的每一项，各加以（或减去、乘以、除以）相同的定值，所得数值仍为等差数列；

—— 等差数列的各项依次加上（或减去）另一算术级数的各项，所得数值系列仍为等差数列。

——优点：（ 构成简单；项值整齐，便于分级）。

——缺点：（相邻两项的相对差不均匀；   相对差=[（后项-前项）/前项]×100 %；与产品参数分布规律不符）。

1.7 等比数列

——定义：相邻两项之比为一常数，即Nn = N1×r n-1；

——特征：

（相邻两项之比为定值，数值越大间隔越大（适用工业产品参数分级））；

（除首末项外，任一项均等于其前项和后项的几何平均数）；

（在有限等比数列中，与该数列两端等远的任两项之积为一常数，该常数为首末之积）；

（等比数列各项乘以（除以）一个相同的数，所得积（商）仍为等比数列）；

（等比数列各项乘以（除以）另一等比数列各项，所得积（商）仍为等比数列）；

（等比数列各项的同次根仍构成等比数列）。

——缺点：各产品特点不同，不可能按一个公比形成系列。

1.8 优先数和优先数系

——十进几何级数；

——无量纲的数值系统；

——可简化和协调标准化对象。

1.8.1 优先数系定义

由公比分别为5√10、10√10、20√10、40√10、80√10且 项值中含有10的整数幂的理论等比数列导出的一组近似等比的数列。其系列和理论公比一般以Rr及Qr表示。

1.8.2 优先数定义

优先数系中的任一个项值。每进5项就使项值增大10倍（公为5√10 ），从而获得10、16、25、40、63、100、160……。

  以17种规格代替了425种不同规格。

1.8.3 优先数系的结构

——基本系列： R5、R10、R20、R40；

——补充系列： R80；

——优先数序号：N——N 40的简写；

——优先数符号：Rr（是R5、R10、R20、R40、R80的通式）；

——优先数的几种数值：

（理论值：（r√10）Nr） ；

（计算值：五位有效，相对误差小于1 / 20000）；

（常用值：常用值的相对误差= [（常用值-计算值）/计算值]×100 %） ；

（化整值：对R5、R10、R20、R40系列中常用值园整后的值。

——优先数的派生系列：

（派生系列：每P项取值导出的系列 Rr / P， 如R10 / 3）；

（移位系列：公比相同，项值不同   R80 / 8）。

——系列的代号：

（无限定范围时：R5、R10、R20、R40、R80）；

（有限定范围时：R10（1.25……）、R20（……45））；

（派生、无限定时：R10 / 3（……80……）、Rr / P）；

（派生、有限定时：R20 / 4（112……））。

1.8.4 优先数系的主要特征

——R5、R10、R20、R40、R80的前一数系的项值均包含在后一数系中；

——Rr系列中的项值可按十进法向两端无限延伸；

——同一系列中任相邻两优先数常用值的相对差近视不变；

——同一系列中任两项的理论值之积和商、任一项理论值之整数乘方，仍为此系列中的一个优先数理论值；

  ——同一系列中各优先数理论值之对数值构成一个等差数列，即二个优先数之积的序号为这二个数序之和；二个优先数之商的序号为这二个数序之差。

1.8.5 优先数系的应用要点和原则

——按R5、R10、R20、R40顺序选用；

——单个参数也可选用R5、R10、R20、R40优先数系；

——基本系列公比不能满足分级时，可选用派生系列；

——当参数系列延伸很大时，可分段选用基本系列或派生系列，构成复合系列；

——尽量不用化整值，减少容易任意值。

1.9 模数制

1.9.1 模数和模数制的基本概念

——组合模数m：以内件为基准的结构；是组合尺寸的最小基数；

——分割模数M：以外件为基准的结构；是组合尺寸的最大基数；

——模数值：       模数m的取值；

——模数尺寸：   模数乘以正整数或分数所得到的尺寸值；

——模数数列：   模数与某一乘数所得的模数尺寸系列；

——模数制：     在模数基础上制订的一套尺寸协调的标准。

1.9.2 建筑模数

——基本模数：数值为100 mm 符号为M (1M=100 mm);

——导出模数：

（水平扩大模数基数：  3M、6M、12M、15M……）;

（分模数基数：              1 /10M、1 /5M、1 /2M……）;

1.9.3建筑模数数列的适用范围

——水平基本模数1M至20M的数列：主要用于门窗洞口和构配件的截面；

——竖向基本模数1M至36M的数列：主要用于建筑物层高、门窗洞口和构配件截面；

——水平扩大模数2、6、12、15、30、60M：主要用于建筑物层高、门窗洞口处；

——分模数1 /10M、1 /5M、1 /2M：主要用于缝隙、构造节点、构配件的截面处等。

1.10 包装模数

——包装物外形尺寸模数化（货物装卸机械化、货物装卸自动化、货物运输集装化、仓储现代化）。

——ISO3394—1984规定：硬质直方体运输包装尺寸为：600 mm×400 mm；

——我国1982年采用了1200系列（GB2934—1982《托盘外形尺寸》）；

——我国1985年采用了1200×1000和1200×800系列（GB2934—1982《硬质直方体运输包装尺寸》）。

2  标准化形式

2.1 标准化形式的定义

标准化内容的存在方式、标准化过程的表现形态。

2.2 标准化形式的作用

表现不同的标准化内容、针对不同的标准化任务、达到不      同的标准化目的。

2.3 标准化形式的内容  

简化、统一化、系列化、通用化、组合化、模块化。

3 简化

3.1 定义

在一定范围内缩减对象（事物）的类型数目，使之在既定时间内足以满足一般需要的标准化形式。

3.2 简化的必要性

——有意识地自我控制；

——消除了低功能和不必要的类型；

——自我调节、自我控制。

3.3 简化一般原则

——简化后总体性能最佳；

——贯彻全局利益原则；

——既定时间内足以满足一般需要；

3.1 定义

在一定范围内缩减对象（事物）的类型数目，使之在既定时间内足以满足一般需要的标准化形式。

3.2 简化的必要性

——有意识地自我控制；

——消除了低功能和不必要的类型；

——自我调节、自我控制。

3.3 简化一般原则

——简化后总体性能最佳；

——贯彻全局利益原则；

——既定时间内足以满足一般需要；

4 统一化

4.1 定义： 把同类事物两种以上的表现形态归并为一种或限定在一个范围内的标准化形式。

4.2 实质

——使对象的形式、功能或其他技术特征具有一致性；

—— 着眼于一致性，从个性中提炼共性；

—— 消除不必要的多样化而造成的混乱；

—— 为正常活动建立共同遵循的秩序。

4.3 类型                              

—— 绝对统一：

—— 相对统一：

4.4 目的

消除不必要的多样化

4.5 原则

—— 适时原则；—— 适度原则；—— 等效原则；—— 先进原则

5  系列化

5.1 定义

将同一品种或同一型式产品的规格，按最佳数列科学排列使产品的系统结构优化、功能最佳，以最少品种满足最广泛需求（解决制造和批量生产矛盾）的标准化形式。

5.2 作用

——合理地简化品种，提高零部件通用和化程度；

——相对增大产品批量，便于专业化生产；

——提高生产率，降低生产成本。

5.3 内容

——制定产品基本参数系列；

——编制产品系列型谱；

——进行产品系列设计。

       （基本产品和基本系列、变形产品和变形系列、派生系列）。

5.4 理论基础

——优先数和优先数系；

——模数制及组合尺寸标准化；

——通用化作为基础。

5.5 系列化型谱

——同一规格产品不同型式的组合（产品的家谱）；

——型谱中横的是产品的参数系列；

——型谱中竖的是产品的结构型式；

5.6 系列化设计

根据系列型谱，在基型产品基础上运用结构典型化、零部件标准化、元器件通用化的方法进行产品设计的一种方法。

5.7 系列化方法

——分析现有产品，选出基型产品，补充空白规格；

——分析基型产品，综合优点，设计新的产品系列；

——横向：设计全系列规格；

——纵向：设计变型系列或变型产品。

5.8 系列化概念

5.9 系列化型谱

5.10系列化的特点和意义

a）能较好地满足市场需求

—— 按尺寸或功能参数形成的系（满足不同范围的需求）；

—— 按豪华程度形成的系列   （满足不同层次的需求）；

——变形系列       （满足变化的、个性化需求）

    （国外：新产品开发的成功率一般不到20％ ）

b）产品系列的构成科学合理，产品标准化程度高，能有效应付市场挑战

—— 周期短、交货及时、快速响应市场；

—— 投资高、风险小、成功率高；

—— 制造方便、成本低；

—— 产品继续性好、可靠性程度高。

c）产品系列开发是培育企业竞争力的途径

—— 培育基础、培育核心产品；

—— 以基型产品为核心，横向扩展形成基本系列，纵向扩展形成变形系列（优势延伸策略）。

6  通用化

6.1 定义

在互换性的基础上，尽可能地扩大同一对象（产品零件、部件、构件）的使用范围。或在互相独立的系统中，选择和确立具有功能互换性或尺寸互换性的功能单元的标准化形式。

6.2 目的

——最大限度地减少零部件在设计和制造过程中的重复劳动；

——提高产品通用化水平；

——防止不必要的多样化；

——组织专业化生产和提高经济效益。

6.3 方法

——分析、选择基型系列或变型系列中的共性零部件为通用件；

——尽量采用已有的通用件；

——新设计零部件充分考虑为以后的产品所采用，发展为通用件；

——将可通用的零部件经过分析、试验后达到通用；

——编成图册工艺，提升为标准件。

6.4 通用化在工艺工作中的应用

——工艺规程典型化：典型工艺→通用工艺；

——成组工艺：            以工序内容相似为基础。

6.5 通用化系数

                ∑tp

                    Kp =———— ×100％

                ∑p

       式中：

                Kp ——通用化系数（即通用件品种数）；

       ∑tp——通用零件的品种数；

       ∑p ——自制零件的品种数。

7 组合化