Лабораторна робота 5 облік тимчасових відношень при проектуванні виробництва екз

Мета лабораторної роботи – вивчення способу опису допустимих тимчасових відношень між технологічними операціями процесу складання, їх класифікації для обліку при автоматизованому технологічному проектуванні електронних апаратів.

Теоретичні відомості

Зміна станів об'єкта складання відбувається не тільки під час виконання технологічних операцій, але і в проміжку часу між ними. Зважаючи на це, при проектуванні технологічних процесів складання електронних апаратів (ЕКЗ) нарівні з можливим порядком виконання технологічних операцій (ТО) необхідно враховувати розміри відрізків часу, що відокремлюють технологічні операцій одну від іншої, тобто тимчасові відношення. При проектуванні технологічного процесу складання ЕКЗ на одному з етапів здійснюється синтез безлічі технологічних операцій, що дозволяють виконати усі необхідні при збиранні перетворення виробу.

Складання виробу ЕКЗ буде виконано належним чином, якщо кожна технологічна операція здійснить очікувані від неї перетворення і не виведе при цьому з ладу елементи конструкції (ЕК) об'єкта складання (ОЗ).

Позаопераційні процеси

Можливість і наслідок виконання кожної технологічної операції , процесу складання залежать від стану об'єкта складання в момент часу , що передує виконанню цієї технологічної операції, тобто від властивостей об'єкта складання в момент часу . У свою чергу стан об'єкта складання в момент часу залежить від того, які технологічні операції спочатку технологічного процесу до були виконані та скільки часу пройшло з моменту їх виконання до . Справді, можливість і наслідки виконання будь-якої технологічної операції процесу збирання , залежать від тимчасових відношень між цією технологічною операцією і іншими операціями процесу складання, від їх взаємного розміщення на тимчасовій осі.

Виконання технологічної операції відбивається на стані об'єкта складання. При виконанні технологічної операції процесу складання відбуваються зміни ряду властивостей і характеристик елементів конструкції, матеріалів об'єкта складання: форми, запасу енергії, здатності вступати в хімічну реакцію один з одним і компонентами навколишнього середовища, наявність зв'язку один з одним тощо. Ці перелічені зміни можуть стати причиною виникнення процесів подальшої зміни станів елементів об'єкта складання, що відбулися після виконання технологічних операцій – позаопераційних процесів. Серед позаопераційних процесів такі процеси, як остигання, відбудова форми, затвердіння, окислення, випаровування та інші, які виникають внаслідок виконання технологічних операцій паяння і згинання, нанесення клею, очистки, розтинання тари тощо. Змінюючи властивості матеріалів і елементів, позаопераційний процес змінює і властивості об'єкта складання. Ці зміни, спричинені позаопераційним процесом до моменту часу , залежать від того, за скільки часу до була виконана технологічна операція, що ініціювала позаопераційний процес.

Зміни стану об'єкта складання, які відбулися внаслідок перебігу технологічних операцій чи позаопераційних процесів, визначають можливість і допустимість:

– виконання наступних технологічних операцій процесу складання, впливаючих на наявність доступу до місця виконання наступних технологічних операцій процесу складання;

– "готовність" елементів і матеріалів об'єкта складання до перетворення при виконанні наступних технологічних операцій;

– стійкість елементів і матеріалів об'єкта складання до паразитних впливів, що виникають при виконанні наступних технологічних операцій процесу складання.

При цьому паразитними є впливи, спрямовані на елементи і матеріали об'єкта складання, які не підлягають перетворенню при виконанні технологічних операцій, що генерують ці впливи.

Таким чином, стан об'єкта складання в момент часу залежить від безлічі виконаних технологічних операцій, порядку їх виконання та від інтервалу часу, що відокремлює технологічні операції, що ініціювали позаопераційні процеси від , Звідси випливає, що можливість і результати виконання технологічних операцій у момент часу залежать від тимчасових відношень між , попередніх технологічних операцій процесу складання.

Тимчасові відношення

Тимчасові відношення між технологічними операціями процесу складання виявляють чималий вплив на структуру технологічного процесу складання ЕКЗ. При проектуванні технологічного процесу необхідно виявити, при яких тимчасових відношеннях складання виробу можливе, а при яких неможливе. На основі цих і інших відомостей (про об'єкт складання, засоби технологічного обладнання тощо) синтезується і оптимізується послідовність виконання технологічних операцій процесу складання.

Існуючі системи автоматизованого проектування (САПР) ТП, що забезпечують розробку маршрутно-операційних та операційних процесів складання ЕКЗ, синтезують послідовність технологічних операцій узгоджено з обмеженнями на послідовність, не завжди враховуючи допустимі інтервали часу між технологічними операціями. Ігнорування при збиранні послідовності технологічних операцій обмежень на розміри інтервалу часу між технологічними операціями може призвести до браку, до неможливості виконання технологічних операцій, низької якості технологічного процесу і інших негативних наслідків.

Облік тимчасових відношень між технологічними операціями

Облік тимчасових відношень між технологічними операціями процесу складання дозволяє запобігти перелічених недоліків, або усунути їх. Тимчасові відношення між технологічними операціями процесу складання можуть бути описані за допомогою методів теорії множин.

Припустимо, що при виконанні технологічної операції , у момент часу – почався позаопераційний процес. Тоді початок виконання деякої іншої технологічної операції процесу складання може опинитися допустимим чи недопустимим залежно від фази протікання позаопераційного процесу (від величини відрізка часу, що поділить , і ).

Введемо тимчасову вісь (0,t), початок якої сумістимо із , Залежно від того, допускається або ні відділяти моменти , інтервалами часу , безлічі точок тимчасової осі будуть складати інтервали , що чергуються.

Той факт, що кінець відрізка часу, що ділить і , належить одному з інтервалів, говорить про те, що тимчасове відношення допустимо, а – недопустимо.

Таким чином, тимчасове відношення між парою технологічних операцій і можна описати, перераховуючи інтервали важаючи на те, що недопустимі технологічні операції можна визначати, виключивши з тимчасової осі достатньо описати тільки допустимі тимчасові відношення.

З урахуванням того, що тимчасові відношення між технологічними операціями і можуть визначатися деякими поза операційними процесами, що починаються в різні моменти виконання технологічної операції , (розтікання пасти після нанесення трафаретним друком, насичення органічного сполучного парами води з навколишнього повітря, випаровування розчинника з органічного сполучного тощо) теоретико-множинний опис тимчасових відношень між технологічними операціями процесу складання має вигляд

де – відстань від моменту початку виконання технологічної операції до моменту ;

– відповідно ліва і права межі інтервалу;

– кількість інтервалів , що відраховуються від , які визначають можливість виконання технологічної операції ;

– кількість позаопераційних процесів, що визначають тимчасові відношення між технологічними операціями і .

На практиці зручно користуватися понадпростим виразом

що можна одержати, якщо:

– відрахувати інтервали відносно моментів закінчення попередньої технологічної операції початку наступної, що дозволить позбавитися від необхідності вказання значень і ;

– врахувати, що випадок, коли має значення більше за одиницю, в реальних технологічних процесах збирання ЕА майже не зустрічається;

– замість декількох інтервалів позаопераційними процесами, для кожної пари технологічних операцій і зазначати один інтервал , складений з точок тимчасової осі.

Варіанти розміщення інтервалів

Розглянемо усі можливі варіанти розміщення інтервалів на тимчасовій осі.

При цьому треба виділити випадки, коли , тобто так умовно позначимо випадки, коли обмеження на тимчасові відношення "справа" відсутні.

Для того, щоб показати, що технологічну операцію недопустимо виконувати після , можна скористатися записом

Всього існує 7 варіантів розміщення на тимчасовій осі (0, t) інтервалів . Ці можливі варіанти наведені на рис. 1.

Для повного опису тимчасових відношень між технологічними операціями недостатньо показати, як може розташуватися технологічна операція за технологічною операцією . Необхідно, крім того, описати і можливість виконання технологічної операції після технологічної операції . При цьому одержуємо 28 варіантів взаємного розміщення двох технологічних операцій однієї відносно іншої.

Зазначаючи інтервали , можна описати такі ситуації, при яких технологічну операцію можна виконати після операції :

– не пізніше, ніж через час t ;

– не раніше, ніж через час t ;

– через час t ;

– зразу після закінчення t .

Рис.1. Варіант розміщення інтервалу

на тимчасовій осі.

За допомогою зазначення розмірів інтервалів можна описати також обмеження на послідовність ТО:

Можна вказати, що технологічні операції можуть виконуватися в довільному порядку одна відносно одної

або з інтервалом, не меншим за t

і багато інших ситуацій, що мають місце при збиранні ЕКЗ.

Варіанти розміщення інтервалу

на тимчасовій осі

Обмеження вигляду "не раніше" припускають можливість початку виконання наступних технологічних операцій (переходів) не раніше, ніж через заданий проміжок часу після виконання попереднього. При цьому наступний технологічний перехід може бути виконаний після закінчення заданого проміжку часу в будь-якому місці технологічного процесу складання.

Обмеження вигляду "не пізніше" припускають необхідність початку виконання наступної технологічної операції (переходу) не пізніше заданого проміжку часу після закінчення виконання попередньої. Обмеження "не пізніше" і "не раніше" дозволяють відображати ряд інших обмежень на послідовність технологічних операцій (переходів). Наприклад, якщо , то одержують обмеження вигляду "зразу після" ( "зразу після" ); якщо і , одержуємо обмеження вигляду "через після" ( "через після" ) тощо.

До обмежень типових технологічних процесів, що практично не залежать від структури об'єкта складання, від його характеристик, в основному, відносяться обмеження на тимчасові відношення між технологічними операціями перетворення окремих елементів конструкції об'єкта складання.

Завдання синтезу послідовності

технологічних операцій (переходів)

Для синтезу послідовності ТО (ТПр) необхідно розв'язати таке завдання:

1. Розробити модель технологічного процесу складання ЕКЗ, що дозволить описувати допустимі тимчасові відношення між технологічними операціями.

2. Розробити алгоритми формування підмножин технологічних операцій , від взаємного порядку виконання яких може залежати виникнення недопустимих ситуацій, наявність яких в технологічній операції робить її неприйнятною для виконання.

3. Розробити алгоритми вияву недопустимих ситуацій.

4. Розробити алгоритми визначення варіантів допустимих тимчасових відношень між технологічними операціями , тобто таких тимчасових відношень, при яких недопустимі ситуації виникати не будуть.

5. Розробити алгоритми визначення не суперечних тимчасових відношень між усіма технологічними операціями процесу складання.

6. Розробити алгоритми формування послідовності технологічних операцій, тимчасові відношення між якими будуть входити в безліч допустимих.

7. Розробити мову, яка дозволить просто і стисло описувати тимчасові відношення, алгоритми і програми, які дозволяють ураховувати тимчасові відношення, що найбільш часто зустрічаються при проектуванні ТП складання ЕА.

Домашнє завдання

Вивчити:

1. Лабораторне завдання та методику виконання роботи.

2. Особливості позаопераційних процесів, роль тимчасових відношень між ТО (ТПр).

3. Порядок опису тимчасових відношень між ТО (ТПр).

Зміст роботи

1. Синтезувати маршрут технологічного процесу виробництва заданого вузла ЕКЗ.

2. Провести аналіз тимчасових відношень між ТО (ТПр).

3. Відкоригувати послідовність виконання технологічних операцій (переходів) з урахуванням тимчасових відношень між ними.

Порядок виконання роботи

1. Проаналізувати особливості конструкції конкретного вузла ЕКЗ.

2. Синтезувати технологічний маршрут виробництва вузла ЕКЗ.

3. Встановити послідовність виконання технологічних операцій (переходів) залежно від конструкторських і технологічних факторів.

4. Виявити можливі позаопераційні процеси та проаналізувати тимчасові відношення між ТО (ТПр).

5. Відкоригувати технологічний маршрут.

Зміст звіту

1. Схематичне креслення розміщення елементів та короткий опис конструкторських факторів, які визначають технологічний процес.

2. Синтезований технологічний маршрут складання вузла ЕКЗ.

3. Алгоритм автоматизованого аналізу тимчасових відношень між ТО.

4. Результати аналізу впливу тимчасових відношень між технологічними операціями (переходами) на послідовність їх виконання.

5. Висновки.

Контрольні запитання

1. Характеристика тимчасових відношень між ТО (ТПр).

2. Роль позаопераційних процесів при виготовленні виробів ЕКЗ.

3. Обґрунтування необхідності врахування тимчасових відношень при проектуванні технологічного процесу за допомогою САПР ТП.

4. Методи описання тимчасових відношень між ТО (ТПр).

5. Характеристика можливих варіантів розміщення інтервалів на тимчасовій осі.

6. Зв'язок розміру інтервалів з описанням обмежень на послідовність технологічних операцій.

7. Задачі, які необхідно розв'язувати для синтезу послідовності технологічних операцій з урахуванням тимчасових відношень.

8. Можливості, що треба використовувати для усунення суперечливої ситуації, викликаної тимчасовими відношеннями.

Список літератури

1. Спокойный Ю.Е., Граб Г.Г., Ткач М.Т. Учет временных отношений между операциями при автоматизированном проектировании процессов сборки РЭА // Вопросы радиоэлектроники, 1987.- №1.- С.84.

2. Автоматизация проектирования и производства микросборок и электронных модулей: Учеб. пособие / Под ред. Н.П. Меткина.- М: Радио и связь, 1986.-280 с.