Особенности производства электронных средств

Особенностью настоящего времени в разработке и изготовлении самых различных электронных средств (ЭС) – это широкое использование интегральных микросхем (ИМС) и программируемых ИМС различного уровня интеграции, которые выпускаются в большом ассортименте и используются при изготовлении ЭС как электро - радиоэлементы (ЭРЭ).

Изучение особенностей производства ЭС необходимо начинать с конструктивно – технологического анализа аппаратуры, который позволяет сформулировать основные технологические задачи производства.

ЭС представляют собой совокупность элементов, объединенных в узлы и устройства, предназначенных для преобразования и обработки информации.

По способу обработки представляемой информации ЭС делятся на аналоговые, цифровые и гибридные.

По характеру выполняемых операций ЭС делятся на моделирующие, универсальные, специализированные.

По способу эксплуатации их делят на стационарные и транспортируемые.

Элементы, рассчитанные на совместную работу в ЭС, различаются по функциональным, физическим, конструктивно – технологическим признакам и типам связей.

Назначение аппаратуры определяет состав устройств, технические и конструктивно – технологические требования к ним.

К техническим требованиям относятся: количество и уровень выполняемых функций, быстродействие и др.

К конструктивно – технологическим требованиям относятся: соблюдение функционально – узлового принципа конструирования, технологичность, минимальные габариты и масса, ремонтопригодность, защита от внешних воздействий.

Требования по надежности включают в себя обеспечение вероятности безотказной работы, определённой наработки на отказ, среднего времени восстановления работоспособности, долговечности и т.д.

Требования по эксплуатации предусматривают простоту управления, обслуживания, контроля и наладки, решения вопросов эргономики и инженерной психологии.

Производство ЭС должно быть экономически эффективным, что требует непрерывного снижения затрат времени, труда, материальных средств на разработку, изготовление и эксплуатацию.

Значимость перечисленных требований зависит от вида аппаратуры и её назначения. Для универсальной аппаратуры главное – быстродействие и низкая стоимость, для управляющей – надежность и стоимость, для бортовой – высокая надежность, минимальные габариты и масса.

Функционально–узловой принцип конструирования ЭС основан на объединении функционально законченных схем в узлы и их модульной компоновки. Базовые конструкции имеют несколько уровней модульности, предусматривающих объединение простых модулей в более сложные.

К модулям первого уровня относятся ИМС и ЭРЭ.

Модули второго уровня – типовые элементы замены (ТЭЗ) или печатные платы, конструктивно и электрически объединяющие ИМС и дискретные ЭРЭ.

Модули третьего уровня представляют собой панели (блоки), которые с помощью плат, или каркасов объединят ТЭЗ в конструктивный узел. На этом уровне может быть получено самостоятельно функционирующее устройство.

Модулями четвертого уровня – рама, в которой размещаются панели и устройства охлаждения.

Модуль пятого уровня – стойка (шкаф), которая служит для размещения рам с панелями и дополнительных устройств.

Конструктивное и функциональное разделение ЭС на модули позволяет успешно решать ряд технологических задач. В условиях производства независимо друг от друга изготавливаются основные конструктивные узлы аппаратуры. Осуществляется параллельная сборка модулей, которая может быть механизирована и автоматизирована. Предварительная настройка и регулировка функциональных параметров модулей позволяют сократить время настройки устройств и аппаратуры в целом. Появляется возможность системного подхода к конструированию и производству путём машинного решения задач размещения элементов и трассировки межсоединений, а также автоматизации установки элементов, некоторых операций электрического монтажа и контроля модулей.

Конструктивно – технологическое направления развития ЭС обусловлено стремлением к уменьшению габаритов и массы аппаратуры, а также повышению надежности и технологичности. Это достигается путём микроминиатюризации аппаратуры, повышения степени интеграции и комплексного подхода к разработке конструированию и технологии производства ЭС.

СТРУКТУРА ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ИЗДЕЛИЯ

Совокупность этапов проектирования изделия, изготовления и эксплуатация (рис.1.1) составляет жизненный цикл изделия, который всё время повторяется в соответствии с циклом Делинга.

Рис.1.1. Этапы жизненного цикла изделия.

Этапы жизненного цикла изделия повторяются до тех пор пока не будет исчерпан потенциал заложенный при проектировании изделия по совершенствованию технических характеристик и совершен переход на изготовление практически нового изделия с другими, значительно более лучшими техническими характеристиками.

КАЧЕСТВО ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИИ

Качество любого изделия – это совокупности свойств этого изделия, обуславливающая возможность его применения, удовлетворяющая определенным требованиям потребителя.

Качество, как совокупность свойств промышленной продукции, закладывается в процессе научных исследований, конструкторских и технологических разработок, создаётся в процессе производства.

Основными показателями качества изделий ЭС являются:

- конструкторские – степень стандартизации, нормализации и унификации, коэффициент сложности, количество блоков, комплектность, масса;

- надежность – технический ресурс, срок службы, вероятность безотказной работы;

- экономические: трудоемкость, себестоимость, цена;

- товарно–потребительские: устойчивость к воздействию окружающей температуры, влажности, транспортной тряски и вибрации, потребляемая мощность.

Если все показатели качества контролируемого изделия систематизированы и осуществляется системный подход к обеспечению и контролю качества с целью анализа и управления составляющих качества на каждом этапе жизненного цикла изделия, то можно говорить о наличии системы управлением качества.

Трудности создания системы управления качеством заключается в том, что целый ряд изделий, к которым в первую очередь относятся ЭС, характеризуются большим количеством и многообразием показателей качества. Они, в свою очередь, делятся на два основных класса: количественные показатели (физические, электрические, механические, химические величины) и качественные показатели, оцениваемые не конкретными значениями величены, а с помощью чувственных органов человека (восприятием цвета, запаха и т.д.).

КУЛЬТУРА ПРОИЗВОДСТВА

Культура производства заключается в отслеживании и использовании научных и технологических достижений при производстве изделий, снижающих трудоёмкость и стоимость производства.

Строгое соблюдение технологических норм и стандартов во всём при выполнении всех операций в процессе производства изделий.

Строгое соблюдение всех требований и нормативов охраны труда сотрудников.

Соблюдение морально–этических норм на всех уровнях взаимоотношений между сотрудниками.

ЛЕКЦИЯ 2.

ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ