Анализ и выбор критериев эффективности
Алгоритм и пример выполнения работы:
1. Производим отбор патентов по смысловому содержанию и по годам подачи. Отобранные патенты формируют массив (
, Ni). Патенты разбивают по направлениям (не менее 6), каждое из которых разбивают по 3 показателя.
2. Для каждого направления строят динамику патентования:
,
или 
,
где 
- среднеарифметическое значение поданных патентов.
.
Yi- количество поданных патентов в данный промежуток времени по данному направлению и показателю.К – число точек на оси t (времени). Исследуемый промежуток разбиваем на шесть интервалов с промежутком времени равном пять лет. (к=6)
t=tr-t0
tr – текущий год; t0 – год начала отсчета.
Т.е., для нашего варианта:
t = 1986-1981=5 и т.д.
tc= 
т.е.tc=5
Коэффициент перспективности определяется следующим образом:
.
По построенным диаграммам необходимо сделать заключение.
Пример. По вышеуказанной методике анализировалась динамика патентования основных показателей совершенствования эффективности процессамеханоактивациизолоцеметного материала в дезинтеграторе. Так, анализ технико-экономических показателей выявил, что тенденция, направленная на снижение металлоемкости не находит в настоящее время должного внимания у изобретателей (рис. 1.5).
Это объясняется тем, что уменьшить металлоемкость можно либо за счет снижения веса, либо за счет повышения производительности мельниц. Так,
| Годы |
|
Рис. 1.5. Динамика патентования повышения эффективности механоактивации
дезинтеграторов по технико-экономическим показателям: Y1 –
уменьшение металлоемкости (b=0,1); Y2 - повышение
производительности (b=0,18); Y3 - уменьшение удельных
энергозатрат (b=0,26)
снижение веса дезинтеграторов можно достичь путем: 1) использования при их производстве легких материалов, но это приведет к повышению удельного износа; 2) компактности конструкции: а) преобразования привода (например, установка роторов непосредственно на валах электродвигателей); б) уменьшения габаритов мелющих органов, что повлечет за собой уменьшение производительности. Учитывая также, что габариты и масса дезинтеграторов удовлетворяет технологической линии производства большинства дорожно-строительных материалов можно сделать вывод об отсутствии необходимости вести дальнейшую работу по совершенствованию этого направления.
Повышение производительности также не является главным технико-экономическим показателем, поскольку производительность дезинтеграторов зависит от критической скорости соударения, выраженной через число оборотов рабочего колеса с внутренними пальцами, а также от основных размеров мелющего оборудования. При этом с увеличением скорости вращения будет увеличиваться сопротивление воздуха, что потребует установки более мощных двигателей, а также будут меняться и другие конструктивные параметры установки. Увеличение основных размеров мелющего оборудования приведет к повышению металлоемкости и износа. Поэтому разрешить проблему данного направления можно лишь путем поиска оптимальной скорости вращения.
Проведенный анализ показал, что перспективным технико-экономическим показателем является уменьшение удельныхэнергозатрат. Достаточно указать, что на измельчение (дробление) ежегодно тратится не менее 5% всей производимой в мире энергии, включая энергию двигателей внутреннего сгорания. К сожалению, необходимо отметить, что весьма значительная часть энергии затрачивается непроизводительно вследствие несовершенства самого помольного оборудования и несовершенства приводных систем. Также необходимо отметить, что наметившиеся тенденции все более широкого применения тонко измельченного сырья тоже влекут за собой рост потребления энергии. Таким образом, значение энергозатрат на измельчение в дорожном строительстве, ориентированное на самоокупаемость, очевидно. Поэтому в дезинтеграторах наряду с другими видами помольного оборудования наблюдается тенденция поиска новых технических решений, направленных на уменьшение удельных энергозатрат, что приведет к понижению себестоимости выпускаемой продукции.
Практика показывает, что технико-экономические показатели неразрывно связаны с конструктивными. К важнейшим конструктивным показателям эффективности относится надежность. Надежность помольных установок обуславливается их безотказностью, долговечностью (понижение удельного износа мелющих органов), ремонтопригодностью во времени установленных эксплуатационных показателей. Недостаточная надежность дезинтеграторов может отразиться на работе всей технологической линии изготовления золоцементного вяжущего и может явиться причиной значительных потерь рабочего времени. Интенсивный износ деталей и узлов установки увеличивает количество ремонтов, простоев агрегата, что вынуждает содержать большой штат рабочих-ремонтников. Из вышесказанного следует, что проблема повышения надежности приобретает особую актуальность для
дезинтеграторов, используемых в дорожном строительстве.
Из проведенного анализа критериев надежности (рис. 1.6) можно отметить, что повышение ремонтопригодности находится на более низком
| Годы |
|
|
Рис. 1.6. Динамика патентования ударных мельниц по показателям
надежности: Y1 - повышение ремонтопригодности (b=0,12);
Y2-повышение безотказности (b=0,08);Y3 – снижение
удельного износа (b=0,18)
уровне применения. Однако коэффициент перспективности этого критерия имеет предпочтительное значение, что можно объяснить подачей большого количества патентов в последние годы.
Это обстоятельство можно охарактеризовать тем, что в настоящее время требуется снизить время простоев оборудования путем повышения удобства обслуживания и быстрой заменой изношенных деталей (узлов). Поэтому необходимо отметить, что наблюдается тенденция развития данного направления.
Один из критериев надежности - повышение безотказности - находится на высоком уровне, но имеет тенденцию к снижению интереса со стороны рационализаторов, так как методы, направленные на повышение безотказности (рациональное распределение нагрузок в узлах и подбор оптимальных запасов прочности, совершенствование системы смазки в подшипниковых узлах и совершенствование привода), практически исчерпали свой ресурс, а новые методы еще не найдены.
Снижение удельного износа является одним из конкурентоспособных направлений совершенствования надежности дезинтеграторов. Уменьшить удельный износ можно путем использования износостойких материалов для изготовления или армирования рабочих органов и совершенствования конструкции рабочих органов или отдельных узлов измельчителя, а также применения износостойких материалов с одновременным усовершенствованием конструкции измельчителя. Однако надо помнить, что повышение ресурса рабочих элементов дезинтегратора не должно приводить к снижению эффективности измельчения. Поэтому следующими показателями, направленным на совершенствование повышения эффективности измельчения, активации и гомогенизации являются изменения конструкций дезинтеграторов: 1) ударных элементов; 2) роторов (дисков); 3) других основных элементов (узлов).
Анализ динамики патентования изменений конструкций ударных элементов (рис. 1.7) показал, что изменение угла атаки хоть и имеет тенденцию роста, но оно невелико. Поэтому можно сказать, что поиск оптимального угла атаки практически завершен. Однако этого нельзя сказать о других изменениях конструкции ударных элементов, таких, как изменение формы, числа рядов и количества в рядах ударных элементов. Из анализа рис. 1.7 можно сделать вывод, что при конструировании дезинтеграторов необходимо обратить особое внимание на форму ударных элементов.
| Годы |
|
Рис. 1.7. Динамика патентования изменений конструкции ударных
элементов: Y1 - угла атаки (b=0,08); Y2 - числа рядов
и количества в рядах ударных элементов (b=0,28);
Y3 - формы (b=0,34)
Практика показывает, что изменение расположения загрузочного патрубка и шнека относительно ротора не проявляется существенной эффективностью механоактивации.
3. Анализ полученных экспонент проводится с помощью критерия Стьюдента, который определяется по зависимости
,
где 
- среднеквадратичное отклонение для коэффициента перспектив-
ности.
,
где S - среднеквадратичное отклонение для линий регрессий.
.
Если Dменьше Dтабл.модель адекватна.
Dтабл. при значений доверительной вероятности 95 % равен 2,77, а при значений доверительной вероятности 90 % 2,13.
4. Строится распределение коэффициента перспективности.
Пример.
Таблица
Распределение коэффициента перспективности по классификации,
направленной на повышение качества дезинтеграторов
| Основания | Вариантыисполнения | ||
деления 
| 
| 
| 
|
| 0,10 | 0,18 | 0,26 |
| 0,12 | 0,08 | 
|
| 0,08 | 
| 
|
| 0,01 | 
| 
|
| 
| 0,08 | 
|
| 
| 
| 0,06 |
Если в каждой строке оснований деления по максимальным коэффициентам перспективности обвести кружком один из элементов, а затем соединить обведенные элементы, то полученная цепочка элементов будет представлять собой один из возможных прогрессивных вариантов развития дезинтеграторов:
[p1m3] 
[p2m3] [p3m3] [p4m3] [p5m3] [p6m1].
5. Более детально разрабатываются предложения по одному из перспективных вариантов развития исследуемого объекта.