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 телекоммуникационныеустройства и системы

Дневной факультет — семестр 1

Вечерний факультет — семестр 2

Москва, <st1:metricconverter ProductID=«1995 г» w:st=«on»>1995 г</st1:metricconverter>.

— 2 -

Оглавление

Стр.

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

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

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА РЭА И ЗАДАЧИ ПОВЫШЕНИЯ ЕГО

ЭФФЕКТИВНОСТИ ИКАЧЕСТВА.............................................6

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

1.2. Основные направления развитияРЭА...............................7

1.3. Структура производства РЭА, особенности иерархическихуровней

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

1.3.1. Организационная структура «типового»предприятия..............7

1.3.2. Задачи производственныхподразделений.........................8

1.3.3. Организация технологической службы напроизводстве. Основные

обязанности технологов в различных технологическихслужбах...........8

1.3.4. Задачи экономических и коммерческихподразделений............11

1.3.5. Задачи вспомогательных служб иподразделений.................11

1.4. Система обеспечения качествапродукции.........................12

1.4.1. Системастандартизации.......................................12

1.4.2. Общие представления о международнойстандартизации, опыт раз-

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

1.4.3. Задачи службы стандартизации напредприятии..................17

1.4.4. Метрологическое обеспечение производства и задачислужбы

главного метролога напредприятии...................................18

1.4.5. Контроль хода технологического процесса и качествавыпускае-

мой продукции и задачи ЦЗЛ иОТК....................................18

1.4.6. Системы обеспечения качества продукции.Международный и оте-

чественныйопыт.....................................................20

1.4.7. Сертификация продукции и систем качества.Международный опыт

и система сертификации ГОСТР.......................................21

1.5.Типы производств и технологических процессов. Составтипового

технологического процессаРЭА.......................................22

1.6. Структура и характеристики технологическихсистем..............24

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

нологичностиконструкции............................................25

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

1.9. Исходные данные для разработки технологиипроизводства РЭА.....30

1.10. Основные принципы автоматизациипроизводства..................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 управлениятехнологичес-

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

1.10.4. Понятие автоматизированного технологического комплекса

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

1.10.5. Понятие автоматизированной системы управленияпредприятием

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

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

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

1.10.7. Иерархическая структура автоматизированнойсистемы управле-

нияпредприятием....................................................40

1.11. Перспективы применения средств вычислительнойтехники в техно-

логии производстваРЭА..............................................40

1.12. Применение роботов на вспомогательных итранспортных произ-

водственных операциях. Конструктивные элементы ихарактеристики ро-

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

1.13. Алгоритмы управленияроботами.................................43

2. ТЕХНОЛОГИЯ РЭА КАК СЛОЖНАЯСИСТЕМА...............................45

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

2.2. Классификация системуправления................................46

— 3 -

Стр.

2.3. Характеристика систем управления технологическимипроцессами...48

2.4. Технико-экономическая эффективность как целеваяфункция систе-

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

2.5. Основные типы систем управления технологическимипроцессами....50

2.6. Основные показатели и состав систем автоматическогоуправления.51

2.7. Понятие и типы моделей сложныхсистем..........................58

2.8. Идентификация технологическихпроцессов........................63

2.9. Надежность технологических систем. Надежностьуправления техно-

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

2.9.1. Показатели надежности невосстанавливаемыхобъектов...........67

2.9.2. Показатели надежности объектов, восстанавливаемыхвне процес-

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

2.9.3. Показатели надежности объектов, восстанавливаемыхв процессе

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

2.9.4. Оценка показателей надежности объектов поэкспериментальным

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

2.9.5. Параметрическая надежность техническихобъектов..............70

2.9.6. Связь показателей надежности и качествафункционирования

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

2.9.7. Методы оценки надежности технологическихсистем..............72

2.9.8. Методы повышения надежности объектов итехнологических сис-

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

2.10. Проектирование технологических процессов сиспользованием

средств вычислительнойтехники......................................75

2.11. Автоматизированные сборочные производстваРЭА.................79

2.12. Технологическая подготовка производства РЭА, ееосновные за-

дачи, положения и правила организации. Автоматизированнаясистема

подготовкипроизводства.............................................81

3. ЗАКОНЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИМЕТОДЫ ИХ

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

3.1. Измерительная информация и ее роль в технологическомпроцессе.

Основные компоненты информационно-измерительныхсистем..............85

3.2. Типы погрешностей. Характеристики действующихфакторов.........90

3.3. Основные понятия теории вероятности. Нормальное распределение,

математическое ожидание, дисперсия, среднеквадратическоеотклонение.

Доверительный интервал. Методы проверки гипотез ораспределении.....93

— 4 -

Литература.

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

применением микропроцессоров и роботов. — Москва, Радио исвязь, 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 оборудованиямикроэлектроники. Под

ред. А.А. Сазонова. — Москва, «Высшая школа»1991

5. Дружинин Г.В. Надежность автоматизированныхпроизводственных сис-

тем. — Москва, «Энергоатомиздат», 1986

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

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

<st1:metricconverter ProductID=»1979 г" w:st=«on»>1979 г</st1:metricconverter>.

7. Государственная система стандартизации. — Москва,Стандарты, <st1:metricconverter ProductID=«1994 г» w:st=«on»>1994 г</st1:metricconverter>.

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

<st1:metricconverter ProductID=«1988 г» w:st=«on»>1988 г</st1:metricconverter>.

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

<st1:metricconverter ProductID=«1975 г» w:st=«on»>1975 г</st1:metricconverter>.

10. Единая система технологической подготовкипроизводства. — Москва,

Стандарты, <st1:metricconverter ProductID=«1984 г» w:st=«on»>1984 г</st1:metricconverter>.

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

дарты, <st1:metricconverter ProductID=«1986 г» w:st=«on»>1986 г</st1:metricconverter>.

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

<st1:metricconverter ProductID=«1983 г» w:st=«on»>1983 г</st1:metricconverter>.

13. Метрологическое обеспечениеинформационно-измерительных систем. -

Москва, Стандарты, <st1:metricconverter ProductID=«1984 г» w:st=«on»>1984 г</st1:metricconverter>.

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

г.

15. Системы качества. Сборникнормативно-методических документов. -

Москва, Стандарты, <st1:metricconverter ProductID=«1989 г» w:st=«on»>1989 г</st1:metricconverter>.

16. Сертификация продукции. 1. Международные стандарты и руководства

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

дарты, <st1:metricconverter ProductID=«1990 г» w:st=«on»>1990 г</st1:metricconverter>.

17. Сертификация продукции. 3. Международные системысертификации. Ор-

ганизационно-методические документы. — Москва, Стандарты,<st1:metricconverter ProductID=«1991 г» w:st=«on»>1991 г</st1:metricconverter>.

18. Система стандартов безопасности труда. — Москва,Стандарты, <st1:metricconverter ProductID=«1983 г» w:st=«on»>1983 г</st1:metricconverter>.

— 5 -

Введение

В следствиимногообразия 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 производстваРЭА. Поэтому в

данном курсе ставится задача осветить только основныевопросы, которые

приходится решать при производстве большинства видов РЭА,дается обзор

смежных областей деятельности.

Единогоучебника 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, которымиможно 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. Общаяхарактеристика РЭА как объекта производства

и как системы.

РЭАпредставляет собой совокупность элементов, объединенных в

сборочные единицыи устройства и предназначенные для преобразования и

обработки электромагнитных сигналов в диапазоне частот колебаний от

инфракрасных до сверхвысоких. Элементы, рассчитанные насовместную ра-

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

но-технологическим признакам и типам связей. Поконструктивно-техноло-

гическому признаку элементы РЭА делят на дискретные и интегральные,

которые объединяют в сборочные единицы, выполняющиеэлементарные дейс-

твия (например, генератор, усилитель, счетчик).

В зависимостиот диапазона частот меняются и пассивные элементы,

использующиеся в РЭА. Например, в диапазоне средних ивысоких частот

используются индуктивности и емкости с сосредоточенными параметрами,

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

ленными параметрами, например, двухпроводные, полосковыелинии и коак-

сиальные радиаторы.

Важнымфактором, определяющимконструктивно-технологические осо-

бенности любой РЭА, является ее конструктивное оформлениеи технология

изготовления. Например, конструктивное оформление в видесамостоятель-

ного устройства или встроенного модуля, технология сборки пайкой или

механическое соединение, что существенно сказывается наэксплуатацион-

ных и производственных характеристиках РЭА. Приконструктивно-техноло-

гическом анализе РЭА большое внимание следует уделять ее непосредс-

твенному назначению и условиямэксплуатации, которые сказываются на

выборе технологии производства и конструктивногооформления. 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 конструкциии существенно

влияют на выбор технологии изготовления элементов исборочных единиц.

Для разныхтипов объектов существуют различные требования на ус-

ловия размещения аппаратуры, весьма различны комплексы возмущающих

воздействий, поэтому задача технолога и конструктора заключается в

том, чтобы активноучаствовать во всех этапах проектирования и созда-

ния РТК и РТС. Объективной тенденцией совершенствования конструкций

РЭА является постоянный рост ее сложности ввидурасширения 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.).

Сущностьфункционально-узлового принципа конструирования РЭА зак-

лючается в объединении функционально-законченных схем всборочные еди-

ницы и их модульной компоновке.

Базовыеконструкции аппаратуры имеют несколько уровней модульнос-

ти, предусматривающих объединение простых модулей в болеесложные:

Модули 1уровня - интегральные микросхемы (ИС) и дискретные

электрорадиоэлементы (ЭРЭ) (сопротивления, конденсаторы,транзисторы и

т.д.).

— 7 -

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

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

и электрически объединяют ИС и ЭРЭ.

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

сов объединяют ячейки вконструктивный узел.

Модули 4уровня — 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 6уровня — устройства.

Напрактике при конструировании РЭА могутиспользоваться различ-

ные наборы уровней модульности. Например, в телевизоре имеются модули

1, 2, и 6 уровней.

1.2.Основные направления развития РЭА

Основныминаправлениями развития РЭА является микроминиатюриза-

ция, повышениестепени интеграции и комплексный подход к разработке.

Микроминиатюризация — это микромодульная компоновкаэлементов с приме-

нением интегральной и функциональной микроэлектроники. При микромо-

дульной компоновке элементов осуществляютмикроминиатюризацию дискрет-

ных ЭРЭ и сборкуих в виде плоских или пространственных (этажерочных)

модулей. В основе интегральной микроэлектроники лежитиспользование ИС

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

товления, машинныхметодов проектирования ТП, изготовления и контроля

изделий.

Функциональнаямикроэлектроника основана нанепосредственном ис-

пользовании физических явлений, происходящих в твердомтеле или вакуу-

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

распределенными параметрами. Основной задачей здесьявляется получение

сред с заданными свойствами.

Трудоемкостьпроизводства сборочных единиц РЭА можетбыть предс-

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

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

Следовательно,основными конструктивно-технологическимизадачами

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 плотностипечатного монта-

жа; совершенствование методов электрических соединений модулей 1, 2 и

3, 4 уровней, развитие автоматизированных иавтоматических методов,

средств наладки и регулировки аппаратуры сложныхРТС, создание гибких

производственных производств (ГАП).

В технологиипроизводства 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 соответствиис Законом «О предприятии и предпринимательской де-

ятельности» определено только, что на предприятиидолжен быть директор

и главный бухгалтер, а остальная организационнаяструктура предприятия

является еговнутренним 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, хотяи 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.

Приведеннаяструктура предприятия естественно не является полной

и исчерпывающей. В ней непредставлены жилищно-коммунальные службы

(жилые дома, общежития, стадионы, дома культуры,библиотеки, медпункты

или поликлиники, детские сады и ясли, столовые, столызаказов и т.д.),

характерные для многих предприятий РФ. Кроме того, могут быть выделе-

ны в самостоятельные подразделения склады сырьевыхматериалов, комплек-

тующих изделий, оснастки и инструмента, измерительных приборов, гото-

вой продукции; цеха по изготовлению тары и упаковкепродукции; магази-

ны и т.д. Предприятия могут иметь свои учебные заведения (школы, ПТУ,

филиалы ВУЗов и техникумов).

Далее мыостановимся подробнее на некоторых из представленных на

схеме подразделений.

1.3.2.Задачи производственных подразделений

Структура иколичество производственных подразделений на предпри-

ятии целиком определяются количеством, номенклатурой итехнологией

производства выпускаемых изделий. Для предприятий, выпускающих РЭА,

принято деление цехов на заготовительные, механообработкии сборочные.

Как уже отмечалось могут быть еще тарные и упаковочные. При больших

объемах производства цеха могут объединяться в производственные комп-

лексы и (или) делиться на участки, бригады.Производственные подразде-

ления могутработать в односменном и многосменном режиме, существуют

непрерывные производства.

В любом случае за каждым производственнымподразделением закреп-

ляется определенная номенклатура продукции(заготовок, полуфабрикатов

и т.д.) и определенный набор технологических операций, которые оно

должно выполнять в соответствии с принятой напредприятии технологией

производства. Поэтому основной задачей каждого производственного под-

разделения является выпуск продукции заданного качества взаданных ко-

личествах.

Для выполненияэтой главной задачи требуется выполнение целого

комплекса задач, таких как:

1. Поддержаниетрудовой и производственной дисциплины.

2. Поддержаниев рабочем состоянии технологического оборудования,

средств измерений и систем автоматизации.

3. Выполнениеправил техники безопасности и охраны труда, проти-

вопожарных мероприятий, радиационной и химической защиты, и т.д.

4.Обучение производственного персоналатехнологическим правилам

и приемам.

5.Своевременная замена пришедшего в непригодность инструмента,

оснастки, технологического оборудования, средствизмерений и автомати-

зации.

Для того,чтобы производство имело перспективу в производственных

подразделениях должно постоянно происходить обновлениетехнологическо-

го оборудования, систем автоматизаций и средств измерений, а, значит,

необходимо все это осваивать. Необходимо повышать квалификацию персо-

нала и качество его работы, чтобы осваивать новые виды продукции, по-

вышать ее качество, сокращать затраты топлива, энергии, сырья на ее

производство.

1.3.3.Организация технологической службы на производстве.

— 9 -

┌───────────────┐

│Директор завода│

└───────┬───────┘

│

┌──────────────────┬─────────────────┬──────┴──────────┬────────────────────────┐

│ │ │ │ │

┌───────┴───────┐┌────────┴───────┐┌───────┴───────┐┌───────┴──────┐┌───────────────┴────────────────┐

│Главный инженер│ │Зам. директора │ │Зам. директора│ │Главный ││Зам. директора по общим вопросам│

└┬──────────────┘│по экономике │ │покачеству │ │бухгалтер │└┬───────────────────────────────┘

│┌─────────────┐└┬───────────────┘└┬──────────────┘└┬─────────────┘ │ ┌─────────────────────────────┐

├─┤производствен││┌─────────────┐ │ ┌────────────┐ │┌───────────┐ ├─┤отдел кадров │

││но-техничес- │ ├─┤планово-эконо│ ├─┤отдел техни-│ ├─┤бухгалтерия│ │└─────────────────────────────┘

│ │кийотдел │ │ │мическийот- │ │ │ческогоконт│ │└───────────┘ │┌─────────────────────────────┐

│└─────────────┘│ │дел │ │ │роля │ │┌───────────┐ ├─┤общий отдел │

│┌─────────────┐│└─────────────┘ │└────────────┘ └─┤касса │ │└─────────────────────────────┘

├─┤отдел главно-││┌─────────────┐ │ ┌────────────┐ └───────────┘ │┌─────────────────────────────┐

│ │готехнолога │ ├─┤отдел труда и│ ├─┤центральная │ ├─┤спец.отдел │

│└─────────────┘│ │зарплаты │ │ │лаборатория │ │└─────────────────────────────┘

│┌─────────────┐│└─────────────┘ │└────────────┘ │┌─────────────────────────────┐

├─┤отдел главно-││┌─────────────┐ │ ┌────────────┐ ├─┤штабгражданской обороны │

│ │гоэнергетика│ ├─┤отдел мате- │ ├─┤служба управ│ │└─────────────────────────────┘

│└─────────────┘│ │риально-техни│ ││ления качест│ │┌─────────────────────────────┐

│┌─────────────┐│ │ческого снаб-│ │ │вом │ ├─┤отдел охраны труда и техники │

├─┤отдел главно-││ │жения │ │└────────────┘ │ │безопасности │

│ │гомеханика │ │└─────────────┘ │┌────────────┐ │└─────────────────────────────┘

│└─────────────┘│┌─────────────┐ ├─┤служба стан-│ │┌─────────────────────────────┐

│┌─────────────┐├─┤отдел сбыта │ ││дартизации │ ├─┤отделкапитального строи- │

├─┤отдел главно-││└─────────────┘ │ └────────────┘ │ │тельства │

│ │гоконструк- │ │┌─────────────┐ │ ┌────────────┐ │└─────────────────────────────┘

││тора │└─┤коммерческий │ └─┤отдел главно│ │┌─────────────────────────────┐

│└─────────────┘ │отдел │ │го метролога│ ├─┤ремонтно-строительный участок│

│┌─────────────┐ └─────────────┘ └────────────┘ │ └─────────────────────────────┘

├─┤отдел КИП и А│ Рис. 1. Структура управления«типовым» предприятием │┌─────────────────────────────┐

│└─────────────┘ ├─┤транспортныйучасток │

│┌─────────────┐ │ └─────────────────────────────┘

└─┤производствен│ │ ┌─────────────────────────────┐

│ныецеха │ └─┤подсобное хозяйство │

└─────────────┘ └─────────────────────────────┘

— 10 -

Основныеобязанности технологов в различных технологических

службах.

Схемуразработки и постановки на производство новых видов продук-

ции можно представить в следующем виде (рис. 2):

──────────────────────────────────────────────────────────────────────

┌─────┐ ┌────────────────────────────┐ ┌─────────────────┐

│ │ │ │ │ КБ поразработке│

│ НИИ├─────┤ КБ (по разработке изделия)├───┤ТПи оснастки │

└─────┘ └────────────────────────────┘ └───────────┬─────┘

┌─────────────────────

еще рефераты

Еще работы по радиоэлектронике

Реферат по радиоэлектронике

Кодирование речевой информации

29 Августа 2013

Реферат по радиоэлектронике

Расчет корректирующих цепей широкополосных усилительных каскадов на биполярных транзисторах

29 Августа 2013

Реферат по радиоэлектронике

Расчет корректирующих цепей широкополосных усилительных каскадов на полевых транзисторах

29 Августа 2013

Реферат по радиоэлектронике

История развития электроники

25 Июня 2015