标准化的基本原理通常是指统一原理、简化原理、协调原理和最优化原理。下面分别作一介绍:
一、统一
统一原理就是为了保证事物发展所必须的秩序和效率,对事物的形成、功能或其他特性,确定适合于一定时期和一定条件的一致规范,并是这种一致规范与被取代的对象在功能上达到等效。统一原理包含以下要点:
① 统一是为了确定一组对象的一致规范,其目的是保证事物所必须的秩序和效率;
② 统一的原则是功能等效,从一组对象中选择确定一致规范,应能包含被取代对象所具备的必要功能;
③ 统一是相对的,确定的一致规范,只适用于一定时期和一定条件,随着时间的推移和条件的改变,旧的统一被新的统一所代替。
有的时候,如果没有统一,就不可能做成事情。例如计算机网络,如果没有统一的标准,各国按自己的标准,则不可能建成全球互联网。TCP/IP实际上起着标准的作用。
统一的重要内容是互换性(interchangeability)和通用性(generalization)。
互换性是指某一产品(包括零件、部件、构件)与另一产品在尺寸、功能上能够彼此互相替换的性能。
一个产品(或零件)取代另一产品(或零件)以满足其有关要求的适合程度。如插头插座中的互换性,录音磁带的互换性。互换性的功能方面叫做"功能互换性",尺寸方面叫做"尺寸互换性"。
通用性是指在互换性的基础上,尽可能地扩大同一对象(包括产品零件、部件、构件)的使用范围。它是标准化的一种形式。
产品的通用化,是其结构要素和零件在继承、通用。如把已有的基型产品中结构要素和零件继承,发展到变型产品中,从而扩大通用零件的产品总零件中的比重。通用化可以减少重复设计、重复生产、重复管理等,从而提高经挤效益。
如果没有互换性,例如一个灯泡坏了,到市场买一个,只要灯头规格(外径)和形式(插口或螺口)相符,买回来肯定能装上使用。如果没有统一和互换性,那可能就会发生下列情形:
灯泡坏了,到商店买一个,看看差不多。买回来装不上(尺寸大了一点,或者插口灯泡的卡口卡住时,灯泡的两电极刚好与灯头中的两电极错开,其中一个电极造成短路)!再买一个,能装上,但很快就烧毁了,一看,额定电压为160伏!不要说这不些可能发生,如果没有统一的标准,就有可能发生。
计算机的鼠标坏了,现在可以很方便地买一个,只要接口(例如PS2还是USB)相符,肯定能用,没有发生过因生产厂家不同而不能用的。可是,现在的数据采集系统产品,不同厂家生产的传感器就是不能互换的!
二、简化
简化原理就是为了经济有效地满足需要,对标准化对象的结构、型式、规格或其他性能进行筛选提炼,剔除其中多余的、低效能的、可替换的环节,精炼并确定出满足全面需要所必要的高效能的环节,保持整体构成精简合理,使之功能效率最高。简化原理包含以下几个要点:
① 简化的目的是为了经济,使之更有效的满足需要;
② 简化的原则是从全面满足需要出发,保持整体构成精简合理,使之功能效率最高。所谓功能效率系指功能满足全面需要的能力;
③ 简化的基本方法是对处于自然状态的对象进行科学的筛选提炼,剔除其中多余的、低效能的、可替换的环节,精练出高效能的能满足全面需要所必要的环节;
④ 简化的实质不是简单化而是精练化,其结果不是以少替多,而是以少胜多。
常见的简化有:品种控制(variety control)。
为满足广泛的需要,对产品的尺寸、特性或型式择优选取。
品种控制是合理发展品种规格的有效手段。是防止和克服品种规格盲目发展造成混乱的有效途径。通过品种控制使品种规格达到以最尽可能少的数目满足尽可能多的需要的目的。
系列化(seriation)
将同一品种或同一型式产品的规格,按最佳数列科学排列,以最少的品种满足最广泛的需要。这是标准化的一种形式。
系列化是指产品参数系列化,包括产品的主参数系列化和基本参数系列化。根据需要在一定范围将主参数(直接反映产品特性和功能并决定其他参数的起主导作用的参数)和基本参数(与主参数有密切关系的尺寸、性能等参数)按照一定科学方法(如以优先数和优先数系为基础等)进行排列。通过产品系列化来满足当前和永远需要,合理分档,有利于同类产品的协调,有利于发展新产品。
例如,电子电路需要各种阻值的电阻。但是我们在市场上并不能买到任意数值的电阻,而是1、1.1、1.2、1.5、1.8、2、2.2、…乘以10的n次方的阻值,为什么呢?因为电阻都有误差,经过数学运算,包括误差的上述阻值电阻置,可以覆盖全部需要。这种数称为优先数系。采用优先数系,可以使用最少的不同品种,满足最多的需要。
钢材(不论是板材或线材)、木板等等材料的尺寸,也都是按照优先数系的,可以使裁减后的边角料最少。包装箱的外形尺寸有一个系列,可以使各种包装箱装入集装箱后被浪费的空间最少。
三、协调
协调原理就是为了使标准的整体功能达到最佳,并产生实际效果,必须通过有效的方式协调好系统内外相关因素之间的关系,确定为建立和保持相互一致,适应或平衡关系所必须具备的条件。协调原理包含以下要点:
① 协调的目的在于使标准系统的整体功能达到最佳并产生实际效果;
② 协调对象是系统内相关因素的关系以及系统与外部相关因素的关系;
③ 相关因素之间需要建立相互一致关系(连接尺寸),相互适应关系(供需交换条件),相互平衡关系(技术经济招标平衡,有关各方利益矛盾的平衡),为此必须确立条件;
④ 协调的有效方式有:有关各方面的协商一致,多因素的综合效果最优化,多因素矛盾的综合平衡等。
兼容性(compatibility)是协调的重要内容。
兼容性是指一些产品或系统在规定条件下一起使用时,满足有关要求的适合程度,不会引起不可接受的相互作用(干扰)。
兼容性对技术先进而复杂的专业和领域是极为重要的,如电子工业。
例如2007年我们在数据采集系统评测时发现有的产品,电压传感器只能测量蓄电池的直流电压。如果测量直流稳压电源的直流电压,则干扰严重,无法使用。这是产品的电磁兼容性差。
四、最优化