Особенности производства электронных средств

Особенностью настоящего времени в разработке и изготовлении самых различных электронных средств (ЭС) – это широкое использование интегральных микросхем (ИМС) и программируемых ИМС различного уровня интеграции, которые выпускаются в большом ассортименте и используются при изготовлении ЭС как электро - радиоэлементы (ЭРЭ).

Изучение особенностей производства ЭС необходимо начинать с конструктивно – технологического анализа аппаратуры, который позволяет сформулировать основные технологические задачи производства.

ЭС представляют собой совокупность элементов, объединенных в узлы и устройства, предназначенных для преобразования и обработки информации.

По способу обработки представляемой информации ЭС делятся на аналоговые, цифровые и гибридные.

По характеру выполняемых операций ЭС делятся на моделирующие, универсальные, специализированные.

По способу эксплуатации их делят на стационарные и транспортируемые.

Элементы, рассчитанные на совместную работу в ЭС, различаются по функциональным, физическим, конструктивно – технологическим признакам и типам связей.

Назначение аппаратуры определяет состав устройств, технические и конструктивно – технологические требования к ним.

К техническим требованиям относятся: количество и уровень выполняемых функций, быстродействие и др.

К конструктивно – технологическим требованиям относятся: соблюдение функционально – узлового принципа конструирования, технологичность, минимальные габариты и масса, ремонтопригодность, защита от внешних воздействий.

Требования по надежности включают в себя обеспечение вероятности безотказной работы, определённой наработки на отказ, среднего времени восстановления работоспособности, долговечности и т.д.

Требования по эксплуатации предусматривают простоту управления, обслуживания, контроля и наладки, решения вопросов эргономики и инженерной психологии.

Производство ЭС должно быть экономически эффективным, что требует непрерывного снижения затрат времени, труда, материальных средств на разработку, изготовление и эксплуатацию.

Значимость перечисленных требований зависит от вида аппаратуры и её назначения. Для универсальной аппаратуры главное – быстродействие и низкая стоимость, для управляющей – надежность и стоимость, для бортовой – высокая надежность, минимальные габариты и масса.

Функционально–узловой принцип конструирования ЭС основан на объединении функционально законченных схем в узлы и их модульной компоновки. Базовые конструкции имеют несколько уровней модульности, предусматривающих объединение простых модулей в более сложные.

К модулям первого уровня относятся ИМС и ЭРЭ.

Модули второго уровня – типовые элементы замены (ТЭЗ) или печатные платы, конструктивно и электрически объединяющие ИМС и дискретные ЭРЭ.

Модули третьего уровня представляют собой панели (блоки), которые с помощью плат, или каркасов объединят ТЭЗ в конструктивный узел. На этом уровне может быть получено самостоятельно функционирующее устройство.

Модулями четвертого уровня – рама, в которой размещаются панели и устройства охлаждения.

Модуль пятого уровня – стойка (шкаф), которая служит для размещения рам с панелями и дополнительных устройств.

Конструктивное и функциональное разделение ЭС на модули позволяет успешно решать ряд технологических задач. В условиях производства независимо друг от друга изготавливаются основные конструктивные узлы аппаратуры. Осуществляется параллельная сборка модулей, которая может быть механизирована и автоматизирована. Предварительная настройка и регулировка функциональных параметров модулей позволяют сократить время настройки устройств и аппаратуры в целом. Появляется возможность системного подхода к конструированию и производству путём машинного решения задач размещения элементов и трассировки межсоединений, а также автоматизации установки элементов, некоторых операций электрического монтажа и контроля модулей.

Конструктивно – технологическое направления развития ЭС обусловлено стремлением к уменьшению габаритов и массы аппаратуры, а также повышению надежности и технологичности. Это достигается путём микроминиатюризации аппаратуры, повышения степени интеграции и комплексного подхода к разработке конструированию и технологии производства ЭС.

СТРУКТУРА ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ИЗДЕЛИЯ

Совокупность этапов проектирования изделия, изготовления и эксплуатация (рис.1.1) составляет жизненный цикл изделия, который всё время повторяется в соответствии с циклом Делинга.

Рис.1.1. Этапы жизненного цикла изделия.

Этапы жизненного цикла изделия повторяются до тех пор пока не будет исчерпан потенциал заложенный при проектировании изделия по совершенствованию технических характеристик и совершен переход на изготовление практически нового изделия с другими, значительно более лучшими техническими характеристиками.

КАЧЕСТВО ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИИ

Качество любого изделия – это совокупности свойств этого изделия, обуславливающая возможность его применения, удовлетворяющая определенным требованиям потребителя.

Качество, как совокупность свойств промышленной продукции, закладывается в процессе научных исследований, конструкторских и технологических разработок, создаётся в процессе производства.

Основными показателями качества изделий ЭС являются:

- конструкторские – степень стандартизации, нормализации и унификации, коэффициент сложности, количество блоков, комплектность, масса;

- надежность – технический ресурс, срок службы, вероятность безотказной работы;

- экономические: трудоемкость, себестоимость, цена;

- товарно–потребительские: устойчивость к воздействию окружающей температуры, влажности, транспортной тряски и вибрации, потребляемая мощность.

Если все показатели качества контролируемого изделия систематизированы и осуществляется системный подход к обеспечению и контролю качества с целью анализа и управления составляющих качества на каждом этапе жизненного цикла изделия, то можно говорить о наличии системы управлением качества.

Трудности создания системы управления качеством заключается в том, что целый ряд изделий, к которым в первую очередь относятся ЭС, характеризуются большим количеством и многообразием показателей качества. Они, в свою очередь, делятся на два основных класса: количественные показатели (физические, электрические, механические, химические величины) и качественные показатели, оцениваемые не конкретными значениями величены, а с помощью чувственных органов человека (восприятием цвета, запаха и т.д.).

КУЛЬТУРА ПРОИЗВОДСТВА

Культура производства заключается в отслеживании и использовании научных и технологических достижений при производстве изделий, снижающих трудоёмкость и стоимость производства.

Строгое соблюдение технологических норм и стандартов во всём при выполнении всех операций в процессе производства изделий.

Строгое соблюдение всех требований и нормативов охраны труда сотрудников.

Соблюдение морально–этических норм на всех уровнях взаимоотношений между сотрудниками.

ЛЕКЦИЯ 2.

ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Содержание и порядок проектирования технологических процессов

Основные понятия и определения

Производственный процесс – совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых для изготовления или ремонта выпускаемых изделий.

Производственный процесс делится на основной и вспомогательный. К основному производственному процессу относятся процессы изготовления продукции; к вспомогательному – процессы изготовления оснастки, ремонта оборудования, энергоснабжения и др.

Технологический процесс – часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) последующему определению состояния предмета труда. К предметам труда относятся заготовки и изделия.

Основной частью технологического процесса является технологическая операция.

Технологическая операция это законченная часть технологического процесса, выполняемая непрерывно на одном рабочем месте.

Основными элементами технологических операций являются:

- установка – часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой сборочной единицы;

- переход – законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установке;

- вспомогательный переход – законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением свойств предметов труда, но необходимы для выполнения технологического перехода (закрепленные заготовки, смена инструмента и т.д.);

- рабочий ход – законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров и качества поверхности или свойств заготовки;

- вспомогательный ход – законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки и необходимого для подготовки рабочего хода;

- позиция – фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части операции.

Построение технологического процесса и степень его детализации зависят от типа производства: единичного, серийного и массового.

Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление и ремонт которых, как правило, не предусматривается.

Серийное производство характеризуется изготовлением или ремонтом изделий периодически повторяющимися партиями. В зависимости от количества изделий в партии различают: мелкосерийное, среднесерийное, крупносерийное.

Массовое производство характеризуется большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых продолжительное время.

Важной характеристикой является коэффициент закрепления операции.

К_зо = О/Р

где О – число различных технологических операций, выполненных или подлежащих выполнению в течении месяца

Р – число рабочих мест.

При К_зо = 20…40 – мелкосерийное производство;

К_зо = 10…20 – среднесерийное производство;

10> К_зо>1 – крупносерийное производство;

К_зо = 1 – массовое производство.

Для единичного производства К_зо не регламентируется.

ВИДЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРЦЕССОВ

Различают три вида технологических процессов (ТП): единичный, типовой, групповой.

Единичный ТП разрабатывается для изготовления или ремонта изделия одного наименования, типоразмера и изготовления независимо от типа производства.

Разработка единичного ТП включает в себя следующие этапы.

1. Анализ исходных данных и выбор действующего типового, группового ТП или аналога единичного процесса.

2. Выбор исходной заготовки и метода ее получения.

3. Определение содержания операции, выбор технологических баз и составление технологического маршрута (последовательности) обработки.

4. Выбор технологического оборудования, оснастки, средств автоматизации и механизации ТП.

5. Назначение и расчет режимов выполнения операций, нормирования переходов и операций ТП, определение профессий и квалификации исполнителей и техники безопасности.

6. Расчет точности, производительности и экономической эффективности ТП. Выбор оптимального ТП.

7. Оформление рабочей технологической документации.

Необходимость каждого этапа, состава задач и последовательности решения определяется в зависимости от типа производства. Типизация ТП позволяет устранить их многообразие с обоснованным сведением к ограниченному числу типов.

Типовой ТП характеризуется единством содержания и последовательности большинства технологических операций и переходов для групп изделий с общими конструктивными признаками.

Типизацию начинают с классификации изделий. Классом называют совокупность деталей, характеризуемых общностью технологических задач. В пределах класса детали разбивают на группы, подгруппы и т.д. до типа. Практически к одному типу относят детали, для которых можно составить один технологический процесс.

Типовой ТП разрабатывается с учетом последних достижений науки и техники, опыта передовых рабочих, что позволяет значительно сократить цикл подготовки производства и повысить производительность за счет применения более совершенных методов производства.

При изготовлении ЭС широко применяют типовые технологические процессы при изготовлении микросхем, печатных плат, типовых элементов замены (ТЭЗ) и др.

Групповой технологический процесс предназначен для совместного изготовления или ремонта групп изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.

При группировании одна из наиболее сложных деталей принимается за комплексную. Эта деталь должна иметь все поверхности, встречающиеся у деталей данной группы. Они могут быть расположены в иной последовательности, чем у комплексной детали. При отсутствии такой детали в группе создается условная комплексная деталь.

Групповые технологические операции и схемы настройки станка разрабатываются для комплексной детали. По этому технологическому процессу можно обрабатывать любую деталь группы без значительных отклонений от общей схемы. Если при обработке какой-либо детали не требуется весь комплект инструментов, то используются только необходимые, пропуская ненужные. В отдельных случаях возможны замены одного инструмента другим и небольшие подналадки.

Групповой ТП используют: для механической обработки деталей на универсальном оборудовании (обрабатывающих центрах), для электромонтажных сборочных и других операций, что делает целесообразным применение высокопроизводительных автоматов и полуавтоматов в мелкосерийном производстве (например, для установки и пайки микросхем с планарными выводами на печатной плате).

Дата добавления: 2014-12-16