Системные критерии технического уровня и качества изделий
План
1. Основные сведения о качестве продукции и об управлении качеством ЭС
2. Требования к конструкциям ЭС и показатели их качества
3. Выбор элементной базы и материалов конструкции ЭС
Качество продукции – совокупность свойств, обуславливающих пригодность продукции удовлетворять определенным потребностям в соответствии с ее назначением.
Свойство продукции – объективная особенность продукции.
Свойства продукции закладываются при ее разработке, обеспечиваются при производстве и реализуются при ее эксплуатации.
Показатель качества продукции – количественная характеристика определенного свойства продукции на определенном этапе жизненного цикла.
Показатели качества продукции делятся на следующие группы:
1) назначения,
2) надежности,
3) технологичности,
4) эргономические,
5) эстетические,
6) стандартизации и унификации,
7) патентно-правовые,
8) экономические.
Комплексный показатель качества – показатель качества продукции, относящийся к нескольким ее свойствам.
Постоянно возрастающие требования к качеству ЭС, быстрая смена номенклатуры изделий, усложнение процессов производства изделий приводят к необходимости постоянной целенаправленной деятельности по обеспечению требуемого уровня качества разрабатываемых и выпускаемых ЭС.
Отсюда вытекает необходимость применения изготовителем согласованных действий по обеспечению требуемого заказчиком качества ЭС, т.е. создание системы управления их качеством.
Основная цель системы управления качества ЭС на любом уровне – создание изделий высокого качества при минимальных затратах.
Управление качеством продукции, базирующееся на статистических методах контроля, зародилось в 30-е годы в связи с переходом к массовому производству изделий. Массовое производство изменило прежний подход к контролю мелкосерийной продукции, требовавшей проверку каждой единицы продукции, и привело к внедрению выборочного контроля с оценкой его результатов статистическими методами.
Контроль качества, базируясь на статистических методах и развиваясь циклически, проходит через определенные этапы (рис.1).
Рис.1.Цикл Деминга.
Этот цикл называется циклом Деминга, а его реализация – оборотом цикла Деминга. Для эффективного обеспечения контроля качества необходимо участие всех без исключения работников предприятия (от рабочего до руководителя). Реализуемый таким образом контроль качества стал называться всеобщим (Total Quality Control - TQC). Тотальный контроль начал внедряться в Японии в 60-е годах, из множества статистических методов были выбраны 7 наиболее эффективных и доступных методов, в совокупности составляющих систему, полностью обеспечивающих осуществление статистического контроля на рабочем месте. Они получили название "Семь методов (или инструментов) контроля качества" и составили основу TQC. Это следующие методы: расслоение графики (полигон, гистограмма, кумулятивная кривая); расслоение общей изменчивости статистических данных с помощью дисперсионного анализа; диаграмма Парето; причинно-следственная диаграмма; диаграмма разброса (поле корреляции); контрольная карта; контрольный лист. Понятие цикла Деминга не ограничивается только контролем качества продукции, его можно распространить на все управление производством, а именно процесс управления можно рассматривать как последовательность прохождения следующих важных этапов: план (PLAN), реализация (DO), проверка (CHECK), исправление (ACTION). Действительно, любая работа начинается с составления плана (Р) работы, после чего выполняется (D) сама работа в соответствии с планом, затем проверяется (С) соответствие полученного результата запланированному и, наконец, принимаются необходимые меры (А) в случае отклонения результата исполнения от запланированного. Этот цикл получил название PDCA. После выполнения первого цикла вновь переходят к составлению нового цикла, в который вносится коррекция с учетом предыдущих ошибок. Циклы повторяются до совпадения результата с планом (рис.2).
Рис.2.Прохождение этапов PCDA.
Циклы PDCA являются основным методом повышения качества продукции.
В конце 80-х годов контроль качества распространился на другие сферы деятельности человека, такие как образование, медицина и т.д. Контроль качества, далеко выйдя за пределы сферы производства, стал универсальным. Поэтому термин "всеобщий контроль качества" (TQC), переставший отражать сущность явления, в начале 90-х годов было предложено заменить на термин "универсальный контроль качества" (Universal Quality Control - UQC), в основе которого остались те же 7 инструментов качества.
ХХI век должен положить конец разногласиям и жесткой конкуренции между странами. Мировая экономика должна прийти в равновесие. Развитые страны помогут развивающимся реализовать свои возможности. Качество изделий всех стран должно стать таким, чтобы их покупали во всем мире. И в этом существенную роль должен играть UQC.
При решении задач конструирования заказных БИС и кристаллов СВЧ ИС решаются задачи операции входного контроля исходных данных, покрытия, компоновки, взаимного расположения компонентов при минимуме числа пересечений, трассировки, контроля топологии, изготовления рисунков фотошаблонов и их оригиналов.
Главное, что надо отметить, это то, что радиоинженер-конструктор-технолог является пользователем средств вычислительной техники, а не их разработчиком и программистом, поэтому ему нужны основы этих знаний, чтобы грамотно решать свои задачи по автоматизированному конструированию.
К основным требованиям, предъявляемым к конструкциям ЭС относятся высокое качество энергоинформационных (электрических) показателей, надежность, прочность, жесткость, технологичность, экономичность и серийноспособность конструкции при малой материалоемкости и потребляемой мощности.
Конструкции, отвечающие этим требованиям, должны обладать минимальными массой m, объемом V, потребляемой мощностью Р, частотой отказов l, стоимостью С и сроком разработки Т, должны быть вибро- и ударопрочны, работать в нормальном тепловом режиме и иметь достаточно высокий для производства процент выхода годных изделий.
Показатели, характеризующие эти качества, могут быть разбиты на следующие группы: абсолютные (в абсолютных единицах), комплексный (безразмерный, обобщенный), удельные (в удельных величинах) и относительные (безразмерные, нормированные).
К абсолютным показателям относят массу конструкции, ее объем, потребляемую мощность, частоту отказов, стоимость и срок разработки. Иногда эту группу показателей называют материальными (М) показателями, отвечающими на вопрос, из чего и как сделано устройство. Группу же энергоинформационных параметров в этих случаях называют функциональными (Ф) показателями, которые отвечают на вопрос для чего и что может делать устройство. Из этих двух групп могут быть получены более общие показатели качества такие, как комплексный показатель и удельные показатели качества.
Комплексный показатель качества представляет собой сумму нормированный частных материальных показателей со своими "весовыми" коэффициентами, как коэффициентами значимости этого параметра на суммарное качество конструкции:
К=jmmo+jVVo+jllo+jPPo+jCCo+jTTo, (1)
где mo, Vo, lo, Po, Co, To – нормированные значения материальных параметров относительно заданных по техническому заданию либо отношения этих материальных параметров для разных сравнительных вариантов конструкции,
jm, jV, jl, jP, jC, jT – коэффициенты значимости частных материальных параметров, определяемые методом экспертных оценок, обычно их значение выбирают в пределах от 0 до 1.
Выражение (1) показывает, что чем меньше каждый из материальных параметров, тем выше качество конструкции при одних и тех же функциональных параметрах. Коэффициенты значимости определяются группой экспертов (желательно в количестве не менее 30 человек), которые в зависимости от назначения и объекта установки РЭС присваивают каждый то или иное значение коэффициента значимости параметрам. Далее их результаты оценки суммируются, определяются средние значения и среднеквадратичные этих коэффициентов, находятся допустимые поля отклонений и по ним устраняют "промахи" экспертов, которые исключают из общей суммы и далее повторяют те же операции обработки данных. В результате получают средние, "достоверные" значения этих коэффициентов, и тем самым и само уравнение для расчетов.
Пример 1 Для бортового ракетного РЭС выбрать лучший вариант из двух методов конструирования РЭС: на печатных платах с корпусированными ИС широкого применения или на металлических рамах с бескорпусными микросборками.
Примем значения коэффициентов значимости для ракетных РЭС следующими: jm=1; jV=jl=0,8; jC=0,5; jP=0,4; jT=0,5. Поскольку потребляемая мощность РЭС при переходе от корпусированной ИС к ее бескорпусному варианту не меняется, то четвертую составляющую в уравнении (11.1) исключим. Для упрощения расчетов не будем учитывать и срок разработки. Из литературы известно, что при выборе второго варианта масса уменьшается в 3 раза, объем – в 5 раз, частота отказов – в 2 раза, а стоимость увеличивается в 3 раза. Тогда в первом варианте значения всех нормированных показателей (самих относительно себя) будут равны 1, а во втором варианте составят соответственно mo=0,33; Vo=0,2; lo=0,5 и Co=3. комплексный показатель качества для первого и второго варианта будет равен соответственно
К1=1*1+0,8*1+0,8*1+0,5*1=3,1 и К2=1*0,33+0,8*0,2+0,8*0,5+0,5*3=2,4.
Таким образом, лучшим вариантом является второй.
К удельным показателям качества конструкции относят удельные коэффициенты конструкций: плотность упаковки элементов на площади или в объеме, удельную мощность рассеивания на площади или в объеме (теплонапряженность конструкции), удельную массу (плотность) конструкции, величину истечения газа из объема конструкции (степень герметичности),
Удельные коэффициенты оценивают прогресс развития новых конструкций по сравнению с предыдущими аналогами и прототипами. Они выражаются как k=М/Ф и для каждого из типов радиоустройств или болков имеют конкретное выражение размерности величин. Так для антенных устройств, если для них в качестве основного параметра взять массу, удельный коэффициент kА=m/G [кг/ед.усиления], где G – коэффициент усиления антенны; для передающих устройств kпер=m/Рвых [кг/Вт], где Рвых – выходная мощность передатчика. Поскольку передающие устройства характеризуются большим количеством функциональных параметров (коэффициентом усиления, коэффициентом шума, полосой пропускания, выходной мощностью и др.), то функциональная сложность и качество выполняемых функций для микросборочных конструктивов может быть оценено количеством разработанных микросборок (nМСБ), тогда kпер=m/ nМСБ [кг/МСБ]. Аналогично можно рассчитать удельные коэффициенты и по отношению к другим материальным параметрам и получить для сравнения аналогов их величины, выраженные в [см3/ед.усиления], [см3/Вт], [см3/МСБ], [руб/ед.усиления], [руб/Вт], [руб/МСБ] и т.п. Такие оценки наиболее наглядны и не требуют доказательств, что лучше а что хуже без всяких эмоций.
Страницы: 1, 2