где Км Кэ - комплексный показатели технологичности механической и электрической частей изделия. RM и R3 - доли сложности механической и электрической частей в общей сложности изделия.

Величины RM и R3 определяются по формулам:

где NBp - сумма выдерживаемых размеров по всем изготовляемым деталям механической части изделия: NB3 - суммарное количество всех выводов электрорадиоэлементов и интегральных микросхем в изделии.

Достигнутый уровень технологичности оценивается в сравнении с базовым (нормативным) по формуле:

где Кут - уровень технологичности, Кт - расчетное значение комплексного показателя технологичности; Кб - базовое (нормативное) значение технологичности.

2.2 Особенности конструкции, технологии и проблемы проектирования и освоения современной РЭА

Проблемы эффективной организации управленческого труда в организации и конструирования современной РЭА объединены задачей повышения качества изделий и эффективности их производства. К ним относятся: снижение стоимости, в том числе материалоемкости и энергоемкости; снижение массы и объема; расширение области использования микроэлектронной базы; увеличение степени интеграции, микроминиатюризация межэлементных соединений и элементов несущей конструкции, обеспечение магнитной совместимости и интенсификация теплоотвода; обеспечение взаимосвязи оператора и аппаратуры; широкое применение методов оптимального конструирования; обеспечение высокой технологичности, однородности структуры; максимальное использование стандартизации.

Проблема повышения качества и снижения стоимости. К показателям качества относятся надежность, долговечность, точность и эксплуатационные свойства. Эти показатели, отнесенные к стоимости разового исполнения функции или к другим сравнительным параметрам РЭА, определяют экономическую или эксплуатационную эффективность. Критериями эффективности могут служить также стоимость одной операции, одного сеанса связи и т.д.

Проблема качества заключается в более полной реализации всех функциональных и надежностных требований, она тесно связана с реализацией всех мер, направленных на снижение стоимости изделия, в том числе и с обеспечением технологичности конструкции изделия РЭА.

Обе проблемы решаются в процессе разработки изделия совместно, и как только найдены пути решения первой, сразу же рассматривается вторая - какой ценой это обеспечивается. Стоимость разработки изделия в сравнении со стоимостью изготовления и эксплуатации весьма мала. Однако этот этап, реализуя большую часть из рассмотренных выше мероприятий, определяет стоимость последующих двух этапов. Поэтому при выполнении задач оптимального конструирования наблюдаемое увеличение стоимости разработки в десятки раз покрывается снижением стоимостей изготовления и эксплуатации.

Проблема снижения массы и объема РЭА. Снижение массы и объема не является самоцелью, а служит лишь средством выполнения современных требований расширения области ее применения, снижения материалоемкости и улучшения эксплуатационных свойств.

Габариты и масса РЭА определяются суммой объемов собственно аппаратуры, агрегатов охлаждения или подогрева, вспомогательного оборудования, запасных частей и источников питания. Отсюда меры снижения объема и массы РЭА должны затрагивать все ее составляющие. Габариты РЭА определяются применяемыми элементами и плотностью их размещения, а плотность компоновки элементов ограничивается рабочими характеристиками. Так, в результате чрезмерной плотности ухудшается тепловой режим, сложнее обеспечивать электромагнитную совместимость, ремонтопригодность и т.д. Наибольшее распространение сегодня получила РЭА, где базовыми элементами служат интегральные микросхемы. Развитие микросхем в настоящее время происходит за счет расширения диапазона частот, увеличения мощности активных микроэлементов, микроминиатюризации промежуточных схемных элементов с большими номиналами. Однако, несмотря на большие возможности, у микросхем имеются и свои ограничения. В частности, эти ограничения накладываются использованием полупроводников при высоких температурах и в среде радиоактивных излучений. Перспективными направлениями являются: техника однородных интегральных структур; нейристорная техника; криогенная техника; ионика; оптоэлектроника.

Максимальное использование методов стандартизации. Методы стандартизации совершенствуют процессы конструирования, организуют структуру РЭА, способствуют достижению высокой технологичности и эксплуатационного качества. В радиоэлектронном приборостроении наиболее широкий охват стандартизацией получили принципы функционально-узлового и функционально-модульного построения аппаратуры. Благодаря однородности структуры РЭА этот принцип позволил осуществить унификацию ее составляющих по типоразмерам.

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.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13