Реферат: Технология и автоматизация производства РЭА

Реферат: Технология и автоматизация производства РЭА

                   2КОМИТЕТ РФ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

      2МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ

                       2(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

                           конспект лекций

              2ТЕХНОЛОГИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА РЭА

                         к.т.н. Ижванова Е.М.

                         к.т.н. Чесноков А.Г.

специальность 2303

факультет Информатики и телекоммуникаций

кафедра Радиоэлектронные и телекоммуникационные устройства и системы

Дневной факультет - семестр 1

Вечерний факультет - семестр 2

                           Москва, 1995 г.

                                - 2 -

                              Оглавление

                                                                  Стр.

Литература...........................................................4

Введение.............................................................5

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС  ПРОИЗВОДСТВА  РЭА И ЗАДАЧИ ПОВЫШЕНИЯ ЕГО

ЭФФЕКТИВНОСТИ И КАЧЕСТВА.............................................6

1.1. Общая характеристика РЭА как объекта производства и как системы.6

1.2. Основные направления развития РЭА...............................7

1.3. Структура производства РЭА, особенности иерархических уровней

производства РЭА, их роль и место в производстве РЭА.................7

1.3.1. Организационная структура "типового" предприятия..............7

1.3.2. Задачи производственных подразделений.........................8

1.3.3. Организация технологической службы на производстве. Основные

обязанности технологов в различных технологических службах...........8

1.3.4. Задачи экономических и коммерческих подразделений............11

1.3.5. Задачи вспомогательных служб и подразделений.................11

1.4. Система обеспечения качества продукции.........................12

1.4.1. Система стандартизации.......................................12

1.4.2. Общие представления о международной стандартизации, опыт раз-

витых стран.........................................................15

1.4.3. Задачи службы стандартизации на предприятии..................17

1.4.4. Метрологическое обеспечение производства и задачи службы

главного метролога на предприятии...................................18

1.4.5. Контроль хода технологического процесса и качества выпускае-

мой продукции и задачи ЦЗЛ и ОТК....................................18

1.4.6. Системы обеспечения качества продукции. Международный и оте-

чественный опыт.....................................................20

1.4.7. Сертификация продукции и систем качества. Международный опыт

и система сертификации ГОСТ Р.......................................21

1.5.Типы производств и технологических процессов. Состав типового

технологического процесса РЭА.......................................22

1.6. Структура и характеристики технологических систем..............24

1.7. Основные характеристики и показатели качества РЭА. Оценка тех-

нологичности конструкции............................................25

1.8. Стадии и этапы разработки РЭА..................................28

1.9. Исходные данные для разработки технологии производства РЭА.....30

1.10. Основные принципы автоматизации производства..................32

1.10.1. Понятие системы автоматического регулирования (САР).........32

1.10.2. Понятие информационно-измерительной системы (ИИС)...........32

1.10.3. Понятие автоматизированной системы управления технологичес-

ким процессом (АСУТП)...............................................32

1.10.4. Понятие автоматизированного технологического комплекса

(АТК)...............................................................35

1.10.5. Понятие автоматизированной системы управления предприятием

(АСУП)..............................................................36

1.10.6. Понятие гибких автоматизированных производств (ГАП) и инте-

грированных производственных комплексов (ИПК).......................36

1.10.7. Иерархическая структура автоматизированной системы управле-

ния предприятием....................................................40

1.11. Перспективы применения средств вычислительной техники в техно-

логии производства РЭА..............................................40

1.12. Применение роботов на вспомогательных и транспортных произ-

водственных операциях. Конструктивные элементы и характеристики ро-

ботов-манипуляторов.................................................41

1.13. Алгоритмы управления роботами.................................43

2. ТЕХНОЛОГИЯ РЭА КАК СЛОЖНАЯ СИСТЕМА...............................45

2.1. Общие принципы управления сложными системами...................45

2.2. Классификация систем управления................................46

                                - 3 -

                                                                  Стр.

2.3. Характеристика систем управления технологическими процессами...48

2.4. Технико-экономическая эффективность как целевая функция систе-

мы..................................................................49

2.5. Основные типы систем управления технологическими процессами....50

2.6. Основные показатели и состав систем автоматического управления.51

2.7. Понятие и типы моделей сложных систем..........................58

2.8. Идентификация технологических процессов........................63

2.9. Надежность технологических систем. Надежность управления техно-

логической  системой................................................65

2.9.1. Показатели надежности невосстанавливаемых объектов...........67

2.9.2. Показатели надежности объектов, восстанавливаемых вне процес-

са применения.......................................................68

2.9.3. Показатели надежности объектов, восстанавливаемых в процессе

применения..........................................................68

2.9.4. Оценка показателей надежности объектов по экспериментальным

данным..............................................................69

2.9.5. Параметрическая надежность технических объектов..............70

2.9.6. Связь показателей надежности и качества функционирования

технологических систем (ТС).........................................71

2.9.7. Методы оценки надежности технологических систем..............72

2.9.8. Методы повышения надежности объектов и технологических сис-

тем.................................................................73

2.10. Проектирование технологических процессов с использованием

средств вычислительной техники......................................75

2.11. Автоматизированные сборочные производства РЭА.................79

2.12. Технологическая подготовка производства РЭА, ее основные за-

дачи, положения и правила организации. Автоматизированная система

подготовки производства.............................................81

3. ЗАКОНЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОГРЕШНОСТЕЙ И МЕТОДЫ ИХ

ИССЛЕДОВАНИЯ........................................................85

3.1. Измерительная информация и ее роль в технологическом процессе.

Основные компоненты информационно-измерительных систем..............85

3.2. Типы погрешностей. Характеристики действующих факторов.........90

3.3. Основные понятия теории вероятности. Нормальное распределение,

математическое ожидание, дисперсия, среднеквадратическое отклонение.

Доверительный интервал. Методы проверки гипотез о распределении.....93

                                - 4 -

                             Литература.

1. Иванов  Ю.В.,  Лакота Н.А.  Гибкая автоматизация производства РЭА с

применением микропроцессоров и роботов. - Москва, Радио и связь, 1987

2. Основы автоматизации управления производством.  Под ред. И.М. Мака-

рова. - Москва, "Высшая школа", 1983

3. Норенков И.П. Принципы построения и структура САПР. - Москва, "Выс-

шая школа", 1986

4. Автоматизация технологического оборудования микроэлектроники. Под

ред. А.А. Сазонова. - Москва, "Высшая школа" 1991

5. Дружинин Г.В. Надежность автоматизированных производственных сис-

тем. - Москва, "Энергоатомиздат", 1986

6. Пугачев В.С.  Теория вероятностей и  математическая  статистика.  -

Москва,  "Наука,  Главная  редакция  физико-математической литературы,

1979 г.

7. Государственная система стандартизации. - Москва, Стандарты, 1994 г.

8. Единая система конструкторской документации.  - Москва,  Стандарты,

1988 г.

9. Единая система технологической документации.  - Москва,  Стандарты,

1975 г.

10. Единая система технологической подготовки производства.  - Москва,

Стандарты, 1984 г.

11. Основополагающие стандарты в области метрологии.  - Москва,  Стан-

дарты, 1986 г.

12. Система государственных испытаний продукции.  - Москва, Стандарты,

1983 г.

13. Метрологическое обеспечение информационно-измерительных систем.  -

Москва, Стандарты, 1984 г.

14. Единая система программной документации. - Москва, Стандарты, 1985

г.

15. Системы  качества.  Сборник нормативно-методических документов.  -

Москва, Стандарты, 1989 г.

16. Сертификация продукции.  1.  Международные стандарты и руководства

ИСО/МЭК в области сертификации и управления качеством. - Москва, Стан-

дарты, 1990 г.

17. Сертификация продукции. 3. Международные системы сертификации. Ор-

ганизационно-методические документы. - Москва, Стандарты, 1991 г.

18. Система стандартов безопасности труда. - Москва, Стандарты, 1983 г.

.

                                - 5 -

                               Введение

     В следствии многообразия видов радиоэлектронной аппаратуры,  тех-

нологических процессов ее производства и, соответственно, систем авто-

матизации производства  невозможно в одном курсе изложить все вопросы,

связанные с технологией и автоматизацией производства РЭА.  Поэтому  в

данном курсе ставится задача осветить только основные вопросы, которые

приходится решать при производстве большинства видов РЭА, дается обзор

смежных областей деятельности.

     Единого учебника или методического пособия по  данному  курсу  не

существует, поэтому вам рекомендуется список литературы, где отражают-

ся в большей или меньшей степени рассматриваемые в  курсе  вопросы.  В

списке приведены самые ранние издания книг, которыми можно пользовать-

ся при изучении курса,  хотя более поздние издания являются предпочти-

тельными, особенно это касается стандартов.

.

                                - 6 -

         1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА РЭА И ЗАДАЧИ

                ПОВЫШЕНИЯ ЕГО ЭФФЕКТИВНОСТИ И КАЧЕСТВА

        1.1. Общая характеристика РЭА как объекта производства

                            и как системы.

     РЭА представляет собой  совокупность  элементов,  объединенных  в

сборочные  единицы и устройства и предназначенные для преобразования и

обработки электромагнитных сигналов в диапазоне  частот  колебаний  от

инфракрасных до сверхвысоких. Элементы, рассчитанные на совместную ра-

боту в РЭА,  различают  по  функциональным,  физическим,  конструктив-

но-технологическим признакам и типам связей. По конструктивно-техноло-

гическому признаку элементы РЭА делят на  дискретные  и  интегральные,

которые объединяют в сборочные единицы, выполняющие элементарные дейс-

твия (например, генератор, усилитель, счетчик).

     В зависимости от диапазона частот меняются и пассивные  элементы,

использующиеся в РЭА.  Например,  в диапазоне средних и высоких частот

используются индуктивности и емкости с  сосредоточенными  параметрами,

изготавливаемыми по любой технологии,  а в диапазоне СВЧ - с распреде-

ленными параметрами, например, двухпроводные, полосковые линии и коак-

сиальные радиаторы.

     Важным фактором,  определяющим конструктивно-технологические осо-

бенности любой РЭА, является ее конструктивное оформление и технология

изготовления. Например, конструктивное оформление в виде самостоятель-

ного устройства  или встроенного модуля,  технология сборки пайкой или

механическое соединение, что существенно сказывается на эксплуатацион-

ных и производственных характеристиках РЭА. При конструктивно-техноло-

гическом анализе РЭА большое внимание следует  уделять  ее  непосредс-

твенному  назначению  и условиям эксплуатации,  которые сказываются на

выборе технологии производства и конструктивного оформления. Например,

наличие  механических вибраций при эксплуатации требует применения бо-

лее надежных методов сборки.

     Поэтому, разнообразие  и  сложность выполняемых радиотехническими

системами (РТС) и радиотехническими комплексами (РТК) функций и  усло-

вий их эксплуатации,  состав и особенности носителей аппаратуры в зна-

чительной степени определяют требования к ее конструкции и существенно

влияют на выбор технологии изготовления элементов и сборочных единиц.

     Для разных типов объектов существуют различные требования на  ус-

ловия  размещения  аппаратуры,  весьма  различны комплексы возмущающих

воздействий,  поэтому задача технолога и  конструктора  заключается  в

том,  чтобы активно участвовать во всех этапах проектирования и созда-

ния РТК и РТС.  Объективной тенденцией  совершенствования  конструкций

РЭА является постоянный рост ее сложности ввиду расширения выполняемых

функций и повышении требований к эффективности ее работы.

     Конструктивно-технологические особенности РЭА  включают  функцио-

нально-узловой принцип конструирования,  технологичность,  минимальные

габаритно-массовые показатели,  ремонтопригодность,  защиту от внешних

воздействий, надежность (вероятность безотказной работы, среднее время

наработки на отказ,  среднее время  восстановления  работоспособности,

долговечность и т.д.).

     Сущность функционально-узлового принципа конструирования РЭА зак-

лючается в объединении функционально-законченных схем в сборочные еди-

ницы и их модульной компоновке.

     Базовые конструкции аппаратуры имеют несколько уровней модульнос-

ти, предусматривающих объединение простых модулей в более сложные:

     Модули 1 уровня  -  интегральные  микросхемы  (ИС)  и  дискретные

электрорадиоэлементы (ЭРЭ) (сопротивления, конденсаторы, транзисторы и

т.д.).

                                - 7 -

     Модули 2 уровня - типовые элементы сборки (ТЭС) или ячейки, типо-

вые элементы замены (ТЭЗ),  печатные платы (ПП), которые конструктивно

и электрически объединяют ИС и ЭРЭ.

     Модули 3 уровня - блоки (панели), которые с помощью плат и карка-

сов  объединяют  ячейки в конструктивный узел.

     Модули 4 уровня - рама (конструктивный узел - каркас рамы), кото-

рая объединяет блоки в единое целое.

     Модули 5 уровня - стойка (конструктивный узел -  каркас  стойки),

которая может объединять несколько рам в единое целое.

     Модули 6 уровня - устройства.

     На практике  при конструировании РЭА могут использоваться различ-

ные наборы уровней модульности.  Например, в телевизоре имеются модули

1, 2, и 6 уровней.

               1.2. Основные  направления развития РЭА

     Основными направлениями  развития  РЭА является микроминиатюриза-

ция,  повышение степени интеграции и комплексный подход к  разработке.

Микроминиатюризация - это микромодульная компоновка элементов с приме-

нением интегральной и функциональной  микроэлектроники.  При  микромо-

дульной компоновке элементов осуществляют микроминиатюризацию дискрет-

ных  ЭРЭ и сборку их в виде плоских или пространственных (этажерочных)

модулей. В основе интегральной микроэлектроники лежит использование ИС

и больших интегральных схем (БИС),  применение групповых методов изго-

товления,  машинных методов проектирования ТП, изготовления и контроля

изделий.

     Функциональная микроэлектроника  основана на непосредственном ис-

пользовании физических явлений, происходящих в твердом теле или вакуу-

ме (магнитные, плазменные и т.д.). Элементы создают, используя среды с

распределенными параметрами. Основной задачей здесь является получение

сред с заданными свойствами.

     Трудоемкость производства  сборочных единиц РЭА может быть предс-

тавлена в таком соотношении:  механообработка - 8-15 %, сборка - 15-20

%, электрический монтаж - 40-60 %, наладка - 20-25 %.

     Следовательно, основными  конструктивно-технологическими задачами

производства РЭА являются:  разработка ИС на уровне ячеек и  сборочных

единиц и совершенствование технологии их изготовления, повышение плот-

ности компоновки навесных элементов на ПП и плотности печатного монта-

жа;  совершенствование методов электрических соединений модулей 1, 2 и

3,  4 уровней,  развитие автоматизированных и автоматических  методов,

средств наладки и регулировки аппаратуры сложных РТС,  создание гибких

производственных производств (ГАП).

     В технологии производства РЭА используются процессы, свойственные

машино- и приборостроению: литье, холодная штамповка, механическая об-

работка, гальванические и лакокрасочные покрытия.

             1.3. Структура производства РЭА, особенности

           иерархических уровней производства РЭА, их роль

                      и место в производстве РЭА

          1.3.1. Организационная структура "типового" предприятия

     В соответствии с Законом "О предприятии и предпринимательской де-

ятельности" определено только, что на предприятии должен быть директор

и главный бухгалтер, а остальная организационная структура предприятия

является  его внутренним делом и не регламентируется.  Однако,  это не

освобождает руководство предприятия от ответственности  за  выполнение

всех традиционных функций:  охрану труда, технику безопасности, выпуск

                                - 8 -

продукции заданного качества и т.д.  Поэтому  большинство  предприятий

имеют приблизительно одинаковую структуру управления, хотя и со специ-

фическими особенностями,  определяемыми технологией и  объемом  произ-

водства, родом деятельности, местоположением и т.д.. Типовую структуру

производства РЭА,  как и любого другого производства машино- и  прибо-

ростроения, можно представить в виде рис. 1.

     Приведенная структура предприятия естественно не является  полной

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22