Тема 1

ТЕМА 1.
Основные понятия о технологическом процессе изготовления РЭС.
Технология - наука о закономерностях превращения материалов, полуфабрикатов, энергии в
готовое изделие, о путях рационального использования этих закономерностей для повышения
эффективности производства.
Эффективность - выпуск изделий с заданным качеством и с наименьшей себестоимостью.
Предприятие, выпускающее готовую продукцию, характеризуется производственным
процессом, который выключает деятельность людей, а также совокупность действий,
направленных на создание товарной продукции.
Производственный процесс состоит из множества частных процессов:
1. технологические процессы;
2. управленческие процессы;
3. экономические процессы;
4. организационные процессы;
5. социальные процессы;
6. правовые процессы.
Рассмотрим схему предприятия-изготовителя РЭС.
Предприятие
производства
РЭС
Основное
производство
Вспомогательное
производство
Обслуживающее
производство
Цеха
выпускающие
готовую продукцию
Цеха выпускающие
изделия, способствующие
получению готовой
продукции
Службы, отделы,
обеспечивающие плановый
выпуск продукции
Штамповочный цех;
Литье;
Изготовление печатных плат;
Сборочный цех;
Изготовление специального
инструмента;
Приспособлений;
Нестандартной остнастки;
Электроподстанция;
Компрессорная служба;
Таким образом, понятие производственного процесса включает в себя не только
изготовление изделия, но также и подготовку производства, материально-техническое
снабжение, ремонт оборудования, транспорт и т.д.
Основой производства РЭС (производственного процесса) является технологический процесс
(ТП). Под технологическим процессом изготовления РЭС понимается часть производственного
процесса, обеспечивающая преобразование материалов, полуфабрикатов, комплектующих
элементов в готовое РЭ изделие, подлежащее реализации, как товарная продукция предприятия.
1
Технологический процесс изготовления РЭС состоит из взаимосвязанных технологических
процессов изготовления ее частей: блоков, функциональных ячеек (ФЯ), микросборок (МСБ) и
т.д.
Таким образом, структура технологического процесса изготовления РЭС является
многоуровневой и определяется структурой самого изделия:
1-й уровень - уровень элементной базы, интегральных микросхем (ИМС), больших гибридных
интегральных микросхем (БГИС), микросборок (МСБ);
2-й уровень - уровень функционального узла (ФУ) или функциональной ячейки(ФЯ);
3-й уровень - моноблок;
4-й уровень - устройство;
5-й уровень - система.
Технологический процесс изготовления изделия на каждом из его уровней состоит из
комплекса частных технологических процессов изготовления входящих в них деталей, узлов, а
также технологических процессов сборки, монтажа, регулировки и испытания.
Например: ТП производства ИМС состоит из:
1. Технологических процессов формирования физической структуры;
2. Технологических процессов сборки.
В каждой части 1 и 2 обобщенного ТП используется множество технологических
методов. Последовательность технологических обработок изделия составляет технологический
маршрут изготовления изделия. Элементом этого маршрута является технологическая
операция.
Технологическая операция - это часть ТП, выполняемая непрерывно на одном рабочем
месте над одним или несколькими объектами труда одним или несколькими рабочими.
Операция ТП - основная единица производственного планирования. На основе
суммирования времени на отдельные операции определяют потребности в рабочей силе,
планируют загрузку оборудования и т.д.
Операции ТП разделяют на установы, позиции и переходы.
Установ - часть операции, выполняемая при одном закреплении объекта труда.
Позиция - часть установа, соответствующая каждому новому положению объекта труда
относительно оборудования при одном их закреплении.
Переход - часть операции, установа, позиции, выполняемой над одним участком
поверхности объекта труда, над одной или группой деталей, одним инструментом при одном
технологическом режиме. Изменение любого из перечисленных элементов является новым
переходом.
Пример: Сборка ФЯ - операция
Установ - монтаж с одной стороны
Позиция - передвижение платы той же стороной на плоскости
Переход - взять ЭРЭ и установить его на плату
Обычно ТП делят на операции, а операции на переходы и только в сложных ТП на установы и
позиции.
Методы изображения ТП.
1.Метод структурных схем:
операций.
Операция
Е1
Операция
Е2
отражает последовательность выполняемых технологических
Операция
Е3
Операция
Еn-1
Операция
Еn
Операция
Е4
2.Метод функциональной схемы - разновидность метода структурных схем
2
Е1
Е3
Е4
Е5
Е2
Каждый элемент схемы - последовательно выполняемая технологическая
Функциональная схема строго соответствует технологическому маршруту.
операция.
- основные операции
- вспомогательные операции
- контрольные операции
3.Метод графов
L1
L2
L3
Ln
L4
Стрелочка (ребро графа) - означает операцию; кружочек (вершина графа) - означает буферный
элемент - когда деталь "лежит" между операциями.
Классификация ТП.
ТП могут разрабатываться в виде индивидуальных, групповых и типовых ТП.
Индивидуальные ТП разрабатываются для одного изделия и характеризуются большими
затратами.
Групповые ТП разрабатываются для группы изделий, сходных по характеристике, но
имеющих в конкретных условиях производства разную последовательность операций от
изделия к изделию.
Типовые ТП разрабатываются для изготовления типового представителя изделий,
сходных
по
конструктивно-технологическим
признакам
и
имеющим
общую
последовательность выполнения операций. Обычно типовые ТП излагаются в отраслевых
стандартах ОСТ450.054.088 - узлы и блоки РЭА. Установка ЭРЭ.
089 - сварка. Пайка
223 - типовые ТП изготовления печатных плат
К типовым ТП изготовления блоков РЭC, ФЯ относятся:
 1.Входной контроль комплектующих ЭРЭ. Обусловлен появлением дефектов при
транспортировке, старении, случайном перепутывании маркировки.
 2.Технологическая тренировка комплектующих ЭРЭ и узлов.
 3.Сборка.
 4.Электрический монтаж.
 5.Технический контроль монтажа и сборки.
 6.Защита изделия от влияния внешней среды,
 7.Технологическая тренировка изделия.
 8.Регулировка (настройка) изделия.
3


9.Испытание изделия.
10.Выходной контроль.
Типы и организационные формы производства
В зависимости от объема выпускаемой продукции и масштаба производства различают
три основные типа производства:
1.единичное
2.серийное
3.массовое
Производство РЭC
Единичное
(индивидуальное)
Мелкосерийное
Серийное
Массовое
Крупносерийное
Единичным (или индивидуальным) производством называется такое производство, при
котором выпуск единичных изделий не повторяется совсем или повторяется через
неопределенные промежутки времени. Такое производство реализуется на предприятиях,
выпускающих широкую номенклатуру изделий.
В этом случае характерна следующая организационная форма:
 - использование универсального оборудования и приспособлений;
 - закрепление рабочего места за определенным изделием, а не за операцией;
 - использование рабочих наиболее высокой квалификации;
 - отсутствие детальной разработки технологических процессов,
 - высокая трудоемкость и стоимость изделия из-за большого объема доводочных работ,
 - нет больших затрат на специальную оснастку,
 - норма времени на выпуск изделия весьма приближенна.
По такому типу работают опытные цеха при конструкторских бюро, ремонтные службы
заводов, цеха по изготовлению специальной технологической оснастки.
Серийное производство характеризуется следующей организационной формой:
 - непрерывный выпуск отдельной партии одинаковых изделий;
 такое производство используется для узкой номенклатуры изделий;
 - использование специального оборудования и оснастки;
 - закрепление за рабочим определенной операции, что требует его средней квалификации:
 - высокая производительность труда;
 - детальная проработка отдельных операций,
 - норма времени отдельных операций жестко регламентируется.
В зависимости от объема и характера выпускаемой продукции серийное производство
может быть мелкосерийным и крупносерийным. Мелкосерийное ближе к единичному, а
крупносерийное смыкается с массовым.
Таким образом, можно говорить о собственно серийном, занимающем среднее промежуточное
положение. Серийные типы производства реализуются при выпуске специальной или военной
аппаратуры.
Массовое производство имеет следующую организационную форму:
4

- применяется специализированное оборудование и приспособления, которые
располагаются в соответствии с технологическим процессом;
 - широко используется рабочая сила низкой квалификации, так как операции достаточно
мелкие и детально проработанные;
 - обеспечение непрерывности передачи изделия с одной операции на другую,
 - широкое распространение получают поточные формы производства;
 - одним из основных требований является взаимозаменяемость изделий, которая
гарантируется предварительным расчетом и последующим изготовлением с определенной
точностью.
 - здесь длительность операции должна быть равна ритму или кратна целому числу ритмов.
Ритм - отрезок времени, определяющий выпуск двух готовых изделий на поточной
линии.
Массовое производство отличается от серийного тем, что передача с одной операции на
другую осуществляется поштучно, а в серийном - партиями.
Итак:
Индивидуальное - это не поточное производство, где каждая операция включает
большой объем работы.
Серийное предполагает использование многопредметной поточной линии, которая легко
перестраивается. Отсутствует строгая синхронность операций, характерно накапливание
изделий после операции на межоперационных складах.
Массовое производство основано на наивысшей форме организации производства на
непрерывных поточных линиях, где возможен переход на полностью автоматизированное
производство.
Технологическая подготовка производства РЭС.
Технологическая подготовка производства (ТПП) - это комплекс организационнотехнических мероприятий и инженерно-технических
работ, связанный с подготовкой
предприятия к выпуску новых видов изделий в заданном объеме.
По мере роста степени интеграции РЭС все больше изменяется состав работ по ТПП.
Ранее в конструкциях РЭС использовалось большое количество готовых изделий (микросхемы,
полупроводниковые приборы, реле, резисторы, конденсаторы и т.д.) и проблема ТПП
сводилась, в основном, к рациональному построению сборочных процессов, которые должны
были бы обеспечить выпуск заданных объемов продукции в нужном ритме и при высоком
качестве. В современных РЭС 4-го поколения большинство элементов схемы изготавливается в
едином технологическом цикле, одновременно с изготовлением микроэлектронных узлов, что
приводит к усложнению ТПП.
Актуальность работы в области совершенствования методов и средств ТПП
определяется, в первую очередь, тем, что сроки устойчивого серийного производства РЭС
сократились к настоящему времени до 3-4 лет.
В общем объеме трудовых затрат и времени, связанных с промышленным освоением
производства РЭС, ТПП составляет 60-70% всего времени освоения.
В общем случае содержанием ТПП является:
1) разработка технической документации на подготовку производства (маршрутные
карты, инструкции и т.п.);
2) составление ведомостей, стандартного технологического оборудования и оснастки;
3) проектирование и изготовление специальной оснастки;
4) составление ведомости норм расхода материала;
5) расчет рабочей силы и обслуживающего персонала;
6) расчет площадей и транспорта;
8) разработка системы планирования производства.
ТПП является чрезвычайно важной проблемой, особенно для многономенклатурных
предприятий с единичным и серийным характером производства. Технологические службы
5
таких предприятий не могут обеспечить разработку оптимальной технологии для всей
номенклатуры изделий, что приводит к материальным и трудовым потерям.
Для повышения эффективности производства, сокращения сроков создания и освоения
новой техники и улучшения качества продукции, большое значение имеет стандартизация.
Государственные стандарты не только определяют и позволяют прогнозировать
технический уровень и качество продукции, но и устанавливают единые требования к
элементам производственных процессов, правила и нормы их функционирования и
взаимодействия.
Определение, цель, задачи и состав ЕС ТПП.
Значительный вклад в решение проблемы сокращения сроков ТПП внесла разработанная
в нашей стране единая система ТПП (ЕС ТПП), которая обобщила и регламентировала (в
стандартах) все передовое, лучшее, что накоплено в области ТПП.
ЕС ТПП - установленная государственными стандартами система организации и
управления процессом ТПП, предусматривающая широкое применение прогрессивных
типовых технологических процессов, стандартной технологической оснастки и оборудования,
средств механизации и автоматизации производственных процессов и инженерно-технических
работ.
Система
разработки и
постановки
изделий на
производство
Система
обеспечения
качества
изделий
машиноприборостроения
Единая
система
классификации
и кодирования
техникоэкономической
информации
(ЕСКК)
Система
унификации
машин и
приборов
Система
стандартных
средств
технологическ
ого оснащения
Государственн
ая система
обеспечения
единства
измерений
ЕС ТПП - ГОСТ 14.001-73
Обеспечение технологичности конструкции.
Разработка ТП на основе типовых и стандартных
решений.
Разработка средств технологического оснащения на
основе унифицированных и стандартных элементов.
Единая
система
конструкторской
документации
(ЕСКД)
Единая
система
технической
документации
(ЕСТД)
Система
микрофильмированиякла
технической
документации
ЕС ЭВМашин
Система
стандартов
безопасности
труда
Единая
система
програмной
документации
(ЕСПК)
Основная цель ЕС ТПП заключается в обеспечении необходимых условий для
достижения полной готовности любого типа производства (единичного, серийного, массового)
к выпуску изделий заданного качества в минимальные сроки и при минимальных трудовых и
материальных затратах.
Для предприятий, выпускающих РЭС в условиях мелкосерийного и серийного
производства можно выделить следующие задачи ЕС ТПП:
1.Отработка конструкции изделия на технологичность (контроль КД, оценка
технологичности, обеспечение технологичности, что уменьшает материальные и трудовые
затраты).
2.Организация и управление ТПП - распределение номенклатуры деталей между
специализированными технологическими бюро, выявление узких мест графика ТПП, контроль
за выполнением этапов ТПП.
6
3.Стандартизация и разработка ТП - анализ деталей и сборочных единиц и подготовка
рекомендаций по их стандартизации, разработка типовых ТП, формирование фондов
документации на типовые ТП.
4.Технологическое оснащение производства - унификация и стандартизация средств
технологического оснащения. Рассматривая вопросы расширения областей применения
существующего оснащения, выявляется потребность в оригинальной оснастке и
осуществляется ее проектирование и запуск в производство, разрабатывается универсальная
тара для деталей и сборочных единиц, проектируются и оснащаются рабочие места согласно
типовым ТП.
5.Разработка норм расхода материалов, затрат труда по деталям и по операциям,
стоимостные затраты по целям.
6. Совершенствование организации ТП - разработка руководящих материалов,
стандартов, нормативов, регламентирующих ТПП.
Основные положения ЕС ТПП приведены в ГОСТ 14.001 - 73.
ЕСТД - комплекс ГОСТов, устанавливающих правила оформления технологической
документации для изготовления, контроля или ремонта изделия. Целевое назначение, область
распространения и обозначения приведены в ГОСТ 3.1001 - 74.
Структура и состав автоматизированных систем ТПП (АС ТПП)
ТПП требует больших затрат времени и труда, что сдерживает освоение новых образцов
приборов и машин в сжатые сроки. Повышение качества технологических решений может быть
достигнуто лишь за счет технико-экономических обоснований путем рассмотрения большого
числа вариантов и выбора наилучшего. Достигнуть этого возможно только с применением
средств автоматизации.
Создание АС ТПП позволяет без увеличения численности технологов сократить сроки и
стоимость ТПП и улучшить качество проектируемых ТП, кроме того АС ТПП являясь частью
автоматизированной системы управления производством (АСУП) позволяет снабжать
последнюю достоверной информацией, что улучшает организацию и планирование
производства.
АС ТПП - это человеко-машинная система ТПП, созданная на базе специально
спроектированного и освоенного комплекса экономико-математических методов и моделей,
электронно-вычислительной техники и программно-математическим обеспечением.
Целью создания АС ТПП является разработка такой системы, которая обеспечивала бы
сокращение затрат и времени на ТПП по сравнению с немашинными системами и позволяла бы
снизить стоимость производства изделий за счет разработки оптимальных ТП.
АС ТПП
Системы общего назначения
Системы специального назначения
Система управления и
планирования ТПП.
Информационно-поисковая
система.
Система отработки объектов
производства на технологичность.
Система анализа производства.
Система проектирования ТП.
Система конструирования
технологического оснащения.
В структуре АС ТПП можно выполнить ряд подсистем:
Каждую из подсистем можно рассматривать как отдельную систему и в свою очередь
для нее определить подсистемы.
Система управления и планирования ТПП - является координирующей. Она связывает все
системы между собой и способствует их согласованному функцио-нированию;
7
Информационно-поисковая система (ИПС)
- предназначена для обслуживания машинного
архива данных (технологического БД) и используется для занесения в архив и поиска
информации, которая неоднократно извлекается для различных систем ТПП;
Системы специального назначения - решают конкретные задачи ТПП;
Система обработки объектов на технологичность
контроль чертежей изделия на технологичность;
использование сборочных единиц и деталей предшествующих изделий и
оснастки(сложно формализуется; трудно автоматизировать)
унификация и стандартизация объектов производства, деталей и оснастки;
Система анализа производства определяет рациональную структуру и состав
производственных подразделений и организацию группового производства (многие расчеты
автоматизированы).
Система проектирования ТП проектирует типовые и групповые ТП.
Легко формализуется, но из-за сложности алгоритмов автоматическое проектирование в
настоящее время ограничено (для механической обработки тел вращения, холодной штамповки
плоских и гнутых деталей, горячей штамповки и ковки простых деталей).
Cистема технологического конструирования - проектирует нестандартное технологическое
оборудование, приспособления и специальный инструмент.
Для реализации основных функций АС ТПП необходимы информационное и
математическое обеспечение, а также технические средства.
Информационная база - это набор данных, в которых зафиксирована информация об
охватываемых ею объектах (носители - перфокарты, перфоленты, магнитные диски, ленты).
Математическое обеспечение (МО) составляют языки программирования (Ассемблер,
Фортран, Кобол, РL/1) и программы общего назначения, обеспечивающего эффективную
эксплуатацию ЭВМ.
Специальные МО-программы, позволяющие решать специфические задачи АС ТПП.
АС ТПП
Информационное
обеспечение
Математическое обеспечение
Система кодирования
объектов. Информационная
база.
Общее
Программы операционной системы.
Испытательные программы. Библиотека
стандартных программ. Языки программирования.
Трансляторы.
Специальное
Технические средства
Ввода и передачи
информации. Поиска и
обработки информации.
Отображения информации.
Пакеты прикладных программ.
Состав технических средств зависит от круга решаемых технологических задач.
Технические средства позволяют получать графическую информацию на бумаге (с помощью
АЦПУ) или на экране графического дисплея, а также выпускать управляющие носители для
станков в ЧПУ.
Технологичность конструкции РЭС.
8
Под технологичностью конструкции следует понимать такое сочетание конструктивнотехнологических требований, которое обеспечивает наиболее простое и экономичное
производство изделий при соблюдении всех технических эксплуатационных условий.
Отработка
конструкции
на
технологичность
направлена
на
повышение
производительности труда, снижение затрат и сокращение времени на проектирование ТПП,
изготовление и техническое обслуживание.
Можно
представить
две
группы
технологичности:
производственную
и
эксплуатационную.
Производственная технологичность конструкции изделия проявляется в сокращении
затрат времени и средств на техническое обслуживание и ремонт изделия.
Для оценки технологичности используются качественные и количественные показатели.
Качественная оценка характеризует технологичность конструкции на начальной стадии
проектирования при выборе материалов, элементов, компонентов и технологии изготовления.
Основные показатели качественной оценки технологичности:
1. Отсутствие дефицитных и драгоценных материалов.
2. Наименьшее количество нестандартных компонентов БГИС, МСБ и ЭРЭ.
3. Использование заготовок, требующих минимальной обработки.
4. Использование средств механизации и автоматизации.
9