В состав комплексов РЭА в большом количестве входят сложные механические, электромеханические и коммутационные устройства, устройства сигнализации. Это снижает однородность аппаратуры и усложняет как технологию изготовления, так и эксплуатацию. Поэтому при разработке РЭА стремятся электромеханический метод решения функций заменить электронным.
Основными конструктивно-технологическими требованиями, которые должны учитываться при разработке конструкции изделия, являются [7,8,9]:
- взаимозаменяемость блоков и электрических элементов, отдельных узлов и деталей несущих конструкций;
- максимальная типизация и унификация приборов, блоков и узлов, использование типовых конструкций, типовое оформление приборов в виде стоек, шкафов, кожухов, плоских блоков, унификация элементов конструкции и размеров приборов, узлов, блоков, модулей;
- максимальное сокращение номенклатуры электрорадиоэлементов, материалов, полуфабрикатов, крепежа;
- минимальная материалоемкость, удобство сборки, максимальная возможность механизации и автоматизации производственного процесса при изготовлении;
- рациональный выбор материалов, обладающих достаточной прочностью, малой плотностью, антикоррозионной стойкостью, малой стоимостью, малой стоимостью при соблюдении соответствия условиям эксплуатации;
- простота выполнения электромонтажа, сборки, регулировки, создание конструкции, способствующей организации непрерывного технологического процесса.
2.3 Разработка модели формирования технологичности на различных этапах создания РЭА
Необходимость получения комплексных оценок конструктивно-технологического совершенства изделий требуют более широкого рассмотрения этого понятия на всех стадиях проектирования от выбора принципиальной схемы до эксплуатации.
На каждом из этапов разработки и производства информации об изделии может быть интерпретирована как некоторая модель определённого уровня детализации. Причём эта модель динамическая, так как в течение проектирования и производства меняется формирующая её информация. Соответственно изменяется «модель технологичности». Эта модель несёт в себе информацию о технологических особенностях будущего изделия на различных этапах его создания.
Многоуровневая информационная модель формирования технологичности изделия в процессе его создания представлена на рис. 2.1.
Первым исходным документом на разработку изделия на нулевом уровне является ТЗ, в котором определяется назначение, основные технические характеристики, показатели качества, в том числе технологичности и другие технико-экономические требования. ТЗ не даёт, как правило, представления о внутреннем строении РЭА.
Результаты предварительной проработки будущей конструкции РЭА находят отражения на стадии технологического предложения, когда выявляются возможные общие технические решения, различающиеся принципом действия или общей компоновкой основных функциональных узлов. Значения основных технических параметров РЭА и показателей технологичности могут уточняться. Глубина проработки конструкции на стадии эскизного проекта больше, чем на стадиях разработки ТЗ и технического предложения, что в определённой степени позволяет выявить внутреннее устройство прибора. Однако документация, создаваемая на этих стадиях содержит весьма ограниченную информацию, на основе которой трудно провести количественный и качественный анализ технологичности РЭА.
На нулевом уровне происходит разработка лишь общих принципов функционирования. Объект представляется в виде общего уравнения передачи и преобразования сигналов. Выбор метода решения этого уравнения задаётся структурой операторов, представленных в виде блок-схемы изделия. Как правило, вариантов блок-схемы может быть несколько. Выбор одного из них связывается как с заданным качеством функционирования, так и с возможностью его реализации в виде принципиальной схемы, построенной на применяемых комплектующих изделиях или унифицированных блоках.
Косвенным образом технологичность изделия закладывается уже на нулевом уровне, когда оптимальным решением является использование блоков с известными и хорошо отработанными функциями для создания структуры, выполняющей новую оригинальную функцию. Это положение хорошо иллюстрируется примерами, связанными с разработкой ЭВМ, в которых качественная сторона функционирования новой системы полностью разрешается стандартным набором элементарных блоков, а количественная сторона (быстродействие оперативность и т.п.) целиком зависит от схемоконструкторского решения этих блоков. Блоком на нулевом уровне изделия является элемент блок-схемы с чётко определённой функцией.
На 1 -м уровне моделей в процессе проектирования производится выбор и обоснование принципиальной схемы изделия. Уже здесь количество возможных вариантов схемного решения и их сочетаний резко возрастает, так как теоретически одна и та же система может быть построена по различным принципиальным схемам. На этом этапе проектирования наиболее технологичной, с точки зрения разработчика, будет схема, в которой использованы отработанные схемные решения, не требующие дополнительных исследований.
На 2-м уровне моделей при конструировании изделия согласно принципиальной схеме из радиокомпонентов и сборочных единиц создаётся макет, по структуре связей между элементами взаимооднозначно соответствующий схеме. На этом уровне результаты технического проекта дают более полное представление о конструкции изделия, её составных частей.
Модель конструктивного уровня отображает не только порядок соединения элементов структуры, но и их объём, а также присущие им частные и другие технические решения (материалы, размеры, форма, тип соединений, вид специальных покрытий, элементная база и др.), тепловые, электрические и магнитные поля. Указанные характеристики существенным образом влияют на конструкцию РЭА и ее технологичность.
Таким образом, на 2-м уровне моделей изделие имеет более сложную структуру, полнее учитывающую связи между её элементами. И чем больше таких связей учтено в процессе конструирования, тем рациональнее может быть скомпоновано изделие. Однако обеспечение надёжной работы схемы с учётом работы такой структуры взаимосвязей зачастую приводит к появлению новых конструктивных элементов таких, как экраны, металлы с высокой проводимостью и т.д., не выполняющих полезной функциональной электрической нагрузки.
Рис. 2.1. Многоуровневая информационная модель формирования технологичности конструкции РЭА на различных этапах создания.
Таким образом, конструктивные модели 2 уровня отражают следующие свойства изделия как сложной системы:
1. Функциональную модель 0 уровня, т.е. блок-схему.
2. Структурно-функциональную модель 1 уровня, т.е. принципиальную схему.
3. Побочные связи в модели 2 уровня.
4. Физические свойства элементов в модели 2 уровня.
5. Механическую, динамическую структуру объекта, т.е. распределение сил и узлов закрепления элементов.
6. Статистические свойства элементов объекта, выражаемые через допуски на электрические параметры и геометрические размеры.
На этом уровне моделей технологичность рассматривается с точки зрения разработчика, стремящегося создать оптимальную конструкцию, изоморфную модели 0-го и 1-го уровня с учётом обеспечения технологии изготовления в минимальные сроки.
На 3-уровне моделей каждое конкретное изделие в процессе производства можно рассматривать как систему, подтвержденную влиянию внешних воздействий, которыми являются различные технологические факторы. Колебания значений технологических факторов отражаются на выходных параметрах изделия, вызывая их колебания в пределах допуска. При этом известно, что отработанные технологические процессы являются стационарными и эргодическими случайными процессами с известными и управляемыми параметрами.
Следовательно, модель 3 уровня отображает влияние случайных технологических факторов, а выходные параметры изделий можно рассматривать как усредненные по ансамблю, т.е. по серии параметров стационарного эргодического процесса. В этом случае изделие представляются как некоторый усредненный объект, выходные параметры которого описываются функцией нормального распределения. При отработке технологии изготовления в системе «изделие-технологический процесс» наблюдаются колебания динамических процессов, существенно влияющих на качество изделия, его себестоимость.
Таким образом, на этапе технологической подготовки производства можно отметить две встречно действующие обратные связи в системе «изделие-технологический процесс». Последовательно изменяется конструкция, т.е. модель уровня 2, и технологический процесс-модель уровня 3. Выделение этого этапа в модель уровня Па обусловлено тем, что после окончания согласования она преобразуется в модель уровня 3.
Этап технологической подготовки производства является также динамичным, так как в ее процессе меняется уровень технологичности, как с точки зрения конструктора, так и сточки зрения технолога. Это изменение происходит при проведении конструкторско-технологических согласований, в результате которых вырабатывается компромиссное решение, приемлемое как для конструкторов, так и для технологов.
К 4 уровню моделей изделия следует отнести период эксплуатации, при котором совокупность эксплуатируемых объектов можно рассматривать, как некоторый обобщенный объект. Любые отказы при этом рассматриваются как выходные сигналы обобщенного объекта, имеющие случайный характер и поддающиеся анализу методами теории надежности. Эксплуатация изделий происходит одновременно с продолжающимся их серийным выпуском, причем эти два процесса взаимосвязаны. В процессе эксплуатации изделий у потребителя возникает информация о необходимости внесения конструктивных изменений, которая поступает к изготовителю.
В процессе серийного выпуска изделий почти всегда происходит изменение конструкции с целью улучшения ее технологичности с учетом изменения производственно-технологических и эксплуатационных факторов.
Следовательно, на этапе серийного выпуска и эксплуатации изделия также происходит отработка технологичности его конструкции, которая в свою очередь существенно влияет на технико-экономические показатели изделия, в том числе на его себестоимость.
Таким образом, обобщая изложенное, можно констатировать, что ТК является понятием комплексным и динамическим, развивающимся во времени и отражающим диалектическое соответствие технического совершенства изделия изменяющимся условиям его производства. Исходя из этого, возможно предложить системную трактовку понятия ТК.
Технологичной конструкцией изделия является относительно законченная конструкция, отвечающая всем эксплуатационным требованиям и представляющая такую композицию элементов и сборочных единиц, которая обеспечивает ее изготовление в объеме заданной серии и требуемого качества, в минимальные сроки при минимальных общих затратах в условиях конкретного и развивающегося технологического уровня производства.
Анализ данного определения показывает:
- соответствие конструкции эксплуатационным требованиям задается группой параметров в технических условиях на изделие, согласно которым производится его приемка;
- относительная законченность конструкции - понятие условное, указывающее на возможность введения в него конструкторских и технологических изменений, повышающих его полезное свойство и снижающих себестоимость без ухудшения эксплуатационных характеристик;
- конструкция является композицией отдельных или интегрированных элементов, которые могут быть изготовлены на базе известных технологических методов, позволяющих получить заданное качество функционирования изделия;
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
