Реферат: Технология и автоматизация производства РЭА

конструкции изделия, отработку конструкции изделия на технологичность,

оценку  снижения материальных и трудовых затрат в производстве за счет

повышения уровня технологичности.

     Стандартизация технологических процессов. Группа типизации ТП ОГТ

проводит анализ конструктивных особенностей деталей,  сборочных единиц

и их элементов,  обобщение результатов анализа и подготовку рекоменда-

ций по их стандартизации, разработку типовых технологических процессов

ТПП, формирование заводских фондов документации на ТПП.

     Группирование ТП.  Подразделения групповой обработки ОГТ осущест-

вляют анализ и уточнение границ классификационных групп деталей,  сбо-

рочных единиц, разработку групповых ТП.

     Технологическое оснащение.  Конструкторское  бюро технологической

оснастки занимается унификацией и стандартизацией  средств  технологи-

ческого оснащения, выявляет трудоемкую оригинальную оснастку в процес-

се технологического контроля ее проектирования и запуска в  производс-

тво,  определяет  потребности  в универсальной таре и разрабатывает ее

для деталей и сборочных единиц.  Проектирование  и  оснащение  рабочих

мест  проводится  согласно групповым и типовым технологическим процес-

сам.

     Оценка уровня  технологии.  Подразделения ОГТ совместно с главным

технологом предприятия определяют уровень технологии на данном  предп-

риятии,  устанавливают  основные  направления  и пути повышения уровня

технологии на предприятии.

     Разработка ТП. Технологическое бюро ОГТ разрабатывает новые и со-

вершенствует действующие единичные ТП и процессы технического контроля

заготовок,  деталей, сборки и испытания составных частей изделий в це-

лом, проводят корректировку ТП.

     Проектирование средств специальной технологической оснастки. Тех-

нологические бюро ОГТ производят выбор вариантов специального техноло-

гического оборудования,  выпускаемого промышленностью,  а в случае от-

сутствия разрабатывает ТЗ на его проектирование.  КБ ОГТ  осуществляет

проектирование   специального  инструмента,  приспособлений,  штампов,

прессформ и другой оснастки.

     Нормирование расхода ресурсов.  Группа нормативов затрат разраба-

тывает  подетально-пооперационные  нормы  затрат  труда с обеспечением

применения технического обоснования норм времени на выполнение  опера-

ций. Группа стоимостных нормативов осуществляет разработку подетальной

стоимости затрат по цехам.

     Организация и управление процессом ТПП. Плановая группа ОГТ расп-

ределяет номенклатуру деталей и сборочных единиц  между  специализиро-

ванными технологическими бюро,  выявляет узкие места в ТПП,  принимают

решения по их ликвидации,  осуществляют контроль за выполнением этапов

работ по ТПП.

     Совершенствование организации  ТПП  заключается в разработке под-

разделениями ОГТ руководящих материалов,  положений, стандартов, орга-

низационно-методических   документов  и  нормативов,  регламентирующих

функции ТПП.

     ТПП производства  РЭА  должна  содержать  оптимальные  решения не

только задач обеспечения технологичности изделия,  но и проведения из-

менений  в системе производства,  обусловленное последующим улучшением

технологичности и повышением эффективности изделий.  Поэтому современ-

ная  ТПП  сложных  РЭА должна быть автоматизированной как органическая

составная часть САПР.

     Дадим некоторые  определения  средств  технологического оснащения

                                - 83 -

РЭА и поясним последовательность и  содержание  работ  по  обеспечению

технологичности конструкций РЭА.

     Технологическое оснащение включает:  технологическое оборудование

(в том числе контрольное и испытательное); технологическую оснастку (в

том числе инструменты и средства контроля); средства механизации и ав-

томатизации производственных процессов.

     Технологическое оборудование - это орудия производства, в которых

для  выполнения  определенной части ТП размещаются материалы (заготов-

ки),  средства воздействия на них и при необходимости источники  энер-

гии.

     Технологическая оснастка - это орудия производства, добавляемые к

технологическому оборудованию для выполнения определенной части ТП.

     Средства механизации - это орудия производства,  в которых ручной

труд частично или полностью заменен машинным с сохранением участия че-

ловека в управлении машинами.

     Средства автоматизации  - орудия производства,  в которых функции

управления переданы машинам и приборам.

     Состав оборудования и оснастки выбирается и (по мере необходимос-

ти)  проектируется в зависимости от технологического процесса изготов-

ления РЭА (от заготовительного, механообрабатывающего, гальванического

и лакокрасочного покрытий до сборочных).

     Важным показателем работы оборудования,  технологической оснастки

и правильности их выбора является степень использования каждого станка

и  оснастки  в  отдельных  и вместе взятых по разработанному процессу.

Оборудование и оснастку следует выбирать по производительности,  тогда

будет обеспечено рациональное использование его во времени.

     При проведении отработки конструкции изделия  на  технологичность

(в соответствии  с ГОСТ 14.201 " Общие правила обеспечения технологич-

ности конструкций изделия") следует учитывать:

     - вид изделия,  степень его новизны и сложности, условия изготов-

ления, технического обслуживания и ремонта, а также монтажа вне предп-

риятия-изготовителя;

     - перспективность изделия,  объем его выпуска;

     - передовой  опыт предприятия-изготовителя и других предприятий с

аналогичным производством,  новые высокопроизводительные методы и про-

цессы изготовления.

     Целью создания  автоматизированной системы технологической подго-

товки производства (АСТПП) является ускорение и совершенствование тех-

нологической  подготовки производства (ТПП) на базе математических ме-

тодов, оптимизации процессов проектирования и управления с применением

современных средств вычислительной и организационной техники.  Систем-

ное использование средств  автоматизации  инженерно-технических  работ

обеспечивает  оптимальное  взаимодействие  людей,  машинных программ и

технических средств автоматизации при выполнении функций технологичес-

кой подготовки производства.  Разработка и внедрение АСТПП требует на-

личия развитой стандартизации, нормализации и унификации конструкций и

конструктивных  элементов технологического оснащения,  технологических

процессов,  вычислительной и организационной техники и ее математичес-

кого обеспечения.  АСТПП  позволяет упорядочить и регламентировать все

элементы ТПП,  выполнять их на принципиально новой основе:

     - подсистемы,  проектирующие ТП,  - на основе САПРт;

     - подсистемы,  конструирующие специальное технологическое оснаще-

ние (СТО),  - на основе САПРк;

     - подсистемы управления ТПП - на основе АСУ;

     - подсистемы изготовления СТО - на базе АСУ ГПС.

     Экономический эффект  от  применения АСТПП получается как за счет

снижения трудоемкости самого процесса проектирования,  так и  за  счет

использования резервов в технологических процессах (например,  за счет

                                - 84 -

повышения качества изделия;  уменьшения расхода инструментов; уменьше-

ния величины отходов; оптимизации принимаемых решений на раскрой мате-

риалов, на режимы обработки, распределение припусков и др.).

     АСТПП должна (в общем случае) решать следующие задачи:

     - отработку изделий РЭА на технологичность;

     - диалоговое формирование ТП изготовления изделий;

     - проектирование технологической оснастки и инструмента;

     - проектирование элементов производственной  системы;

     - разработку  управляющих технологических программ для оборудова-

ния с ЧПУ;

     - разработку управляющих программ (циклограмм) для оборудования с

программным управлением;

     - обеспечение  автоматизированного  информационного  обслуживания

пользователей (поиск и выдача информации на  микрофильмах  пользовате-

лям;  поиск  и выдачу информации ЭВМ;  обеспечение пользователей сетью

терминальных пунктов);

     - осуществление  автоматизированного  управления  технологической

подготовкой производства ТПП (расчет планов ТПП,  контроль за выполне-

нием планов, расчет нормативов, расчет норм и потребностей).

     Для решения этих задач в АСТПП (в общем случае) имеются подсисте-

мы общего назначения:

     - поисково-информационная ПС;

     - подсистема формирования исходных данных для других  автоматизи-

рованных систем и подсистем.

                                - 85 -

             3. ЗАКОНЫ   РАСПРЕДЕЛЕНИЯ   ПРОИЗВОДСТВЕНЫХ

                ПОГРЕШНОСТЕЙ И МЕТОДЫ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ

      3.1. Измерительная информация и ее роль в  технологическом

            процессе. Основные компоненты  информационно-

                        измерительных систем.

     В процессе создания различных видов РЭА одной из  основных  задач

является  обеспечение точности основных параметров создаваемой аппара-

туры.  На стадии проектирования эта точность обеспечивается путем при-

нятия соответствующих правильных схемных и структурных  решений,  пра-

вильного выбора номенклатуры применяемых электрорадиоэлементов,  кото-

рые должны обеспечить значения основных параметров в  пределах,  обус-

ловленных техническим заданием допусков. Однако, на этапе изготовления

имеют место отклонения параметров от нормы - производственные  погреш-

ности,  которые  зачастую невозможно определить на стадии проектирова-

ния.

     Точность производства  - мера соответствия объекта установленному

образцу.  Ее назначением является  поддержание  на  заранее  известном

уровне или в заданном диапазоне значений каких-либо параметров,  в ка-

честве последних могут быть геометрические,  электрические, механичес-

кие, химические, тепловые или любые физические параметры, характеризу-

ющие тот или иной объект,  например, размеры, формы, токи, напряжения,

мощности и др.  Точность задается допуском,  т.е. предельно допустимым

отклонением от номинального значения параметра.

     Точность бывает  функциональная  и технологическая.  Под функцио-

нальной точностью понимают требования к точности,  предъявляемые к вы-

ходным параметрам аппаратуры и обеспечивающие ее нормальное функциони-

рование в соответствии с техническими условиями.

     Технологическая точность  -  это реально достижимая (не планируе-

мая) точность при производстве изделий по  выбранной  технологии.  Она

определяется как качеством материалов и точностью процессов изготовле-

ния сборочных единиц, составляющих изделие, так и точностью используе-

мых комплектующих изделий и самого процесса сборки.  Под анализом точ-

ности понимают процесс изучения причин возникновения погрешностей,  их

методов исследования и количественных оценок,  способов предупреждения

и устранения.

     Контроль точности  параметров проводится с помощью контрольно-из-

мерительной аппаратуры,  составляющей вместе с микро-ЭВМ или микропро-

цессорами информационно-измерительные системы.

     Производство РЭА является сложным,  прецизионным, многокомпонент-

ным процессом,  состоящим из огромного количества различных технологи-

ческих операций.  Количество и качество  продукции,  получаемой  после

каждой  технологической  операции,  находятся  в прямой зависимости от

степени охвата контролем и  управлением  физико-химических  процессов,

участвующих в производстве компонентов РЭА.  При этом одним из важней-

ших условий достижений успеха в производстве является чистота применя-

емых  материалов  и  технологических сред.  Совокупность перечисленных

факторов определяет как принципиальную возможность получения РЭА,  так

и основные достижимые электрофизические параметры.

     Трудоемкость контрольно-измерительных операций достигает 40-50  %

от общей трудоемкости изготовления компонентов РЭА,  в частности,  ин-

тегральных микросхем,  и становится очевидным,  что уровень качества и

объем производства во многом определяется уровнем развития средств из-

мерения и контроля.  Применительно к производству компонент РЭА  конт-

роль - это проверка соответствия параметров технологических процессов,

которые определяют качество готовой продукции, а также структур, крис-

таллов,  техническим требованиям. В зависимости от стадий жизни компо-

                                - 86 -

нентов (производство, хранение, эксплуатация) различают производствен-

ный контроль (контроль производственного процесса и его результатов на

стадии изготовления) и эксплуатационный контроль (контроль  на  стадии

эксплуатации).

     Производственный контроль включает в себя:

     - контроль технологических процессов (технологических сред, режи-

мов, параметров процессов, в том числе входной контроль исходных мате-

риалов,  используемых  в  производственном  процессе);

     - операционный контроль продукции или процесса во время  выполне-

ния или после завершения определенной операции;

     - приемочный контроль готовой продукции (так называемый  финишный

контроль).

     Учитывая, что производство  компонентов  является  в  большинстве

своем массовым,  очевидно,  что операции контроля их параметров должны

осуществляться с высоким быстродействием, что возможно только в случае

использования автоматических средств контроля.

     Анализ технологического процесса позволяет  представить  реальный

объем  и  степень необходимости измерительной информации,  необходимой

для его реализации.

     Из многочисленных  контрольно-измерительных операций значительная

их часть выполняется оператором визуально,  с помощью микроскопа,  что

приводит  к  субъективности  полученной оценки результата контроля при

весьма низкой производительности труда. Решение проблемы автоматизации

визуального контроля является одной из актуальнейших задач во всем ми-

ре. Данный вид контрольно-измерительных операций является наиболее уз-

ким  местом  и не позволяет решить вопрос создания автоматизированного

производства компонентов РЭА, в частности интегральных схем.

     Задача финишного  контроля  -  проведение испытаний изготовленных

компонентов на их соответствие требованиям как по электрическим, так и

по эксплуатационным параметрам.  Все виды испытаний можно разделить на

механические,  климатические,  электрические ,  испытания на герметич-

ность,  на безотказность и долговечность (электротермотренировка).  Из

всех операций финишного  контроля  наиболее  сложной  является  задача

контроля электрических параметров интегральных схем. Проблема контроля

цифровых интегральных схем заключается в необходимости проведения  ог-

ромного количества контрольных тестов, которое неимоверно возрастает с

повышением степени интеграции БИС.  В настоящее время практически  не-

возможно  проверить БИС оперативных запоминающихся устройств и микроп-

роцессоров во всех возможных режимах работы.  В связи с  этим  ведутся

активные поиски методов эффективного контроля цифровых БИС, в частнос-

ти,  методов стохастического контроля, обеспечивающих достаточно высо-

кую достоверность контроля за приемлемый отрезок времени.

     Другой проблемой контроля является контроль их динамических пара-

метров,  так как в этом случае возникает необходимость измерения малых

временных отрезков при большой тактовой частоте.  Контроль таких вели-

чин создает большие схемотехнические и конструктивные трудности.

     Трудность контроля аналоговых ИС заключается в необходимости сов-

мещения  высокочастотных  измерений  аналоговых величин с одновременно

высоким быстродействием (при контроле динамических параметров).

     К технологическим  средам  относятся  технологические газы (азот,

аргон, кислород, сжатый воздух), деионизированная вода. Контролируемы-

ми  являются  следующие примеси:  кислород в восстановительной и нейт-

ральной средах, водород в окислительной и нейтральных средах, пары во-

ды во всех средах,  частицы масла во всех средах, удельное сопротивле-

ние деионизированной воды.

     Под микроклиматом как технологической средой, участвующей в изго-

товлении микросхем,  подразумевается атмосферный воздух, в котором на-

ходятся  пластины  как  в процессе проведения технологических операций

                                - 87 -

(например,  операции контроля),  так и между ними. Определяющими пара-

метрами микроклимата являются запыленность, температура, относительная

влажность воздушной среды, а также скорость ламинарных воздушных пото-

ков.

     Структурные схемы информационно-измерительных систем  (ИИС).  Ин-

формационно-измерительные системы (ИИС) предназначены для автоматичес-

кого получения количественной информации непосредственно от изучаемого

объекта путем процедур измерения и контроля, обработки этой информации

и выдачи ее в виде совокупности чисел, графиков и т.д. В ИИС объединя-

ются  технические средства,  начиная от датчиков и кончая устройствами

выдачи информации,  а также программное обеспечение,  необходимое  для

управления работой собственно системы и позволяющее решать в ИИС изме-

рительные и вычислительные задачи.

     В настоящее время ИИС - это в основном информационно-вычислитель-

ные комплексы,  в которых осуществляется полный замкнутый цикл обраще-

ния  информации  - от получения измерительной информации об объекте до

ее обработки,  принятия соответствующих решений и выдачи команд управ-

ления  на  объект без участия оператора.  В состав таких систем входят

универсальные или специализированные ЭВМ.  Их применение позволяет об-

рабатывать огромные массивы измерительной информации.  Алгоритм работы

таких систем программно-управляемый, легко перестраивается при измене-

ниях режимов работы или условий эксплуатации объекта.

     Качественно новые возможности при создании и эксплуатации ИИС бы-

ли  получены при применении стандартных цифровых интерфейсов и промыш-

ленных функциональных блоков,  совместимых между собой по информацион-

ным, метрологическим, энергетическим и конструктивным характеристикам.

     Структура, характеристики и конструктивные особенности ИИС  опре-

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