Расчет технологичности модуля АЦП. Рекомендации по ее повышению

В общем объеме работ при проектировании нового изделия расчет технологичности занимает весьма важное место. Технологичность конструкций определяет экономическую целесообразность запуска изделия в производство [12]. Под технологичностью конструкции понимается совокупность ее свойств, обеспечивающих в заданных условиях производства и эксплуатации оптимальные затраты труда, средств, материалов и времени при технологической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте по сравнению с соответствующими показателями однотипных конструкций при обеспечении установленных показателей качества.

Согласно стандартам Единой системы технологической подготовки производства (ЕСТПП) различают два класса технологичности конструкции: производственную, которая обеспечивается сокращением затрат средств и времени на конструкторскую и технологическую подготовку производства и процессы изготовления изделия, и эксплуатационную, которая проявляется в сокращении затрат средств и времени на техническое обслуживание и ремонт изделия.

В связи с тем, что в рамках выполнения данного проекта была разработана технологическая схема сборки модуля АЦП (п. 8.1) и учитывая, что основные требования к проектируемой системе, изложенные в техническом задании, носят конструктивно-технологический характер, в данном разделе будет рассмотрена и оценена производственная технологичность разрабатываемого устройства.

Существуют следующие общие пути достижения производственной технологичности [12]: 1) повышение серийности изделий с помощью стандартизации, унификации и группирования их по конструктивным признакам; 2) ограничение номенклатуры конструкций за счет повышения применяемости, заимствования из других изделий и повторяемости деталей и сборочных единиц в пределах одного изделия; 3) снижение массы деталей и изделия в целом; 4) ограничение номенклатуры применяемых материалов; 5) выбор рациональных конструктивных решений, соответствующих современным требованиям и освоенным в производстве; 6) применение высокоэффективных технологических процессов и средств технологического оснащения; 7) сокращение числа деталей без усложнения их конструкции; 8) разбивка изделия на самостоятельные параллельно собираемые сборочные единицы.

Главными факторами, определяющими требования к технологичности конструкции, являются: вид изделия, тип производства, развитие науки и техники. Оценка технологичности может быть количественной и качественной. Качественная оценка предшествует количественной, определяет ее целесообразность и обобщенно характеризует достоинство конструкции на основе опыта исполнителя. Количественная оценка выражается системой показателей, которые используются для сравнения различных вариантов конструкции в процессе проектирования изделия, определения уровня технологичности разработанного изделия и накопления статистических данных, необходимых для прогнозирования и расчета базовых показателей технологичности.

Методика определения показателей качества блоков радиоэлектронной аппаратуры приводится в [15].

Стандарт устанавливает состав показателей, методику их расчета и нормативы показателей технологичности конструкций узлов и блоков ЭВА.

Согласно стандарту для оценки технологичности используют систему относительных частных показателей Кi и комплексный показатель К, рассчитываемый по средневзвешенной величине относительных частных показателей с учетом коэффициентов, характеризующих весомую значимость частных показателей, т.е. степень их влияния на трудоемкость изготовления изделия. Значения относительных частных показателей Кi принимаются согласно [15] в пределах 0 < Кi < 1 , при этом рост значения показателя соответствует более высокой технологичности изделия. Поэтому выражение для расчета относительного частного показателя может иметь вид либо простого отношения:

(8.2.1)

либо разности:

(8.2.2)

Первое выражение применяется в тех случаях, когда стремление величины а к в соответствует повышению технологичности изделия, второе - когда приближение величины а к в снижает технологичность.

В используемом ППОП рассчитываются следующие конструктивные показатели :

- коэффициент применяемости ЭРЭ;

- коэффициент повторяемости ЭРЭ;

- коэффициент повторяемости ИМС;

- коэффициент использования ИМС;

- коэффициент механизации и автоматизации

монтажа ;

- коэффициент механизации и автоматизации

подготовки ЭРЭ;

- коэффициент механизации и автоматизации

контроля и наладки;

Основным показателем, используемым для оценки технологичности конструкции, является комплексный показатель технологичности, определяемый на основе базовых показателей (оказывающих наибольшее влияние на технологичность конструкции блоков определенного назначения и условий применения) по формуле :

(8.2.3)

где

Кi - величина показателя по таблице по таблице состава базовых показателей соответствующего класса блоков;

Fi - функция, нормирующая весовую значимость показателя;

i - порядковый номер показателя;

s - общее число относительных частных показателей.

Исходные данные для расчета приняты на основании схемы электрической принципиальной модуля АЦП (БГУИ.411117.001Э3), перечня элементов к ней (БГУИ.411117.001ПЭ3), а также информации о типоразмерах применяемых ЭРЭ и ИМС из [5,13] и приведены в таблице 7.2.1.

Таблица 7.2.1 – Исходные данные для расчета технологичности модуля АЦП

Расчет произведен с помощью «ПППКЭВС».

Результаты расчета приведены в таблице 7.2.2.

Таблица 7.2.2 – Результаты расчета технологичности модуля АЦП

Рассчитанное значение комплексного показателя технологичности разрабатываемой конструкции необходимо сравнить с установленным нормативным значением. По ОСТ 4ГО.091.219 для электронных устройств на стадии разработки документации для опытного образца комплексный показатель технологичности установлен в пределах 0,4 – 0,7. Таким образом, для разработанной конструкции комплексный показатель технологичности удовлетворяет нормативам.

Анализируя полученные значения частных показателей технологичности, необходимо заметить, что в связи с единичным характером производства разработанной системы большинство работ по сборке модуля АЦП осуществляется вручную, и, следовательно, применение высокотехнологичных производственных процессов (с использованием специального оборудования и оснастки) не представляется целесообразным. В качестве же общих подходов и методов по повышению технологичности конструкции может быть, в частности, предложено более широкое применение унифицированных корпусов ИМС и ЭРЭ.