Учебник по Технологии

a
β = P(H3 ) = ∫ Ψ2 (x)dx + ∫ Ψ2 (x)dx =
−	b
a
= ∫ f1(x)[F2 (b − x) − F2 (a − x)]dx +
−
+ ∫ f1(x)[F2 (b − x) − F2 (a − x)]dx .		(81)

b

Расчеты по формулам (80) и (81) требуют, как правило, численного интегрирования, поэтому для некоторых законов распределения имеются номограммы, облегчающие выполнение расчетов.

Для нормального закона распределения параметра и погрешности

1

(x − mx )2

f1

(x) =

exp−

,

2Πδ

2δ2

x

y

( y) =

1

−

y

2

f

exp

2

2Πδ

2δ2

y

y

и симметричного распределения значений X относительно середины поля допуска a − b = 2δ .

Стоимостью контроля согласно ГОСТ 14.306–73 называется стоимость проведения одного процесса контроля. На этапе производства технический контроль осуществляется с помощью систем контроля. Стоимость системы контроля складывается из стоимости средств контроля Сск , стоимости эксплуатационных расходов, свя-

занных с содержанием средств контроля Сэр , и стоимости содержа-

ния инженерно-технического персонала, обслуживающего объект контроля с помощью средств контроля. Стоимость контроля Ск может быть вычислена по формуле

Ск = 1 (Cск + Сэр + Ситр ) ,

N

где N – число процессов контроля, проведенных за тот же календарный период, за который взяты стоимости Сэр и Ситр.

558

Трудоемкостью контроля называются трудозатраты на проведение одного процесса контроля.

В условиях производства, однако, более важными являются другие экономические показатели контроля, такие как годовой экономический эффект, срок окупаемости средств контроля и т.д., например, в приложении 2 к ГОСТ 14.306–73 приводится методика расчета экономической эффективности выбираемого средства контроля. При разработке и внедрении автоматизированных и автоматических систем контроля оцениваются экономические показатели эффективности QT повышения степени автоматизации и качества контроля. На предприятиях, где внедряется (внедрена) система управления качеством, экономические показатели подсистемы технического контроля учитываются при оценке эффективности системы управления качеством и при ее оптимизации по экономическим критериям.

Дадим определения некоторых других показателей контроля. Полнотой контроля называется отношение количества контролируемых признаков объекта на данной операции к общему ко-

личеству контролируемых признаков.

Объемом контроля называется отношение количества объектов контроля в выборке к общему количеству объектов контроля в партии изделий.

Продолжительность контроля есть суммарное время подготовки и проведения одного процесса контроля.

Заметим, что методику расчета принятых показателей контроля и порядок их учета устанавливает предприятие-разработчик.

7.1.4.Методика выбора средств контроля

ииспытаний

Методика выбора средств контроля определяется ГОСТ 14.306–73. Выбор средств контроля должен быть основан на обеспечении заданных показателей процесса контроля и анализа затрат на реализацию процесса контроля в установленный промежуток времени при заданном качестве изделий. Выбор варианта средств контроля на основании анализа затрат определяется следующей информацией:

∙техническими требованиями к изделию;

∙количеством изделий и сроками их изготовления;

559

∙техническими возможностями средств контроля;

∙затратами на приобретение средств контроля и их эксплуа-

тацию.

При выборе варианта учитываются требования техники безопасности и промышленной санитарии.

При выборе средств контроля используются следующие виды документации:

∙конструкторская документация на изделия;

∙технологическая документация на изготовление и контроль изделия;

∙государственные, отраслевые стандарты и стандарты предприятий на средства контроля;

∙технологическая документация на изготовление и контроль;

∙классификаторы средств контроля;

∙картотеки применяемости средств контроля;

∙инструктивно-методические материалы по проведению выбора средств контроля.

7.1.5.Технологическая регулировка

инастройка радиоэлектронных средств

Основные принципы построения регулировочных и настроечных операций.

Настройка и регулировка составляют от 30 до 50 % стоимости изделия. Под регулировочными процессами понимают комплекс работ по доведению параметров радиотехнического устройства до соответствующих требованиям ТУ или до нормалей величин образцов, принятых за эталон, с заданной степенью точности.

Регулировочные процессы включают в себя:

∙настройку резонансных систем;

∙сопряжение электрических, радиотехнических, кинематических параметров всего устройства;

∙установку режимов отдельных каскадов;

∙приведение параметров в соответствие с требованием ТУ;

∙контроль монтажно-сборочных работ.

560

Цель регулировки – получение такого разброса параметров, который гарантировал бы работоспособность аппаратуры в условиях эксплуатации. Регулировка состоит в том, чтобы, не изменяя схемы и конструкции, обеспечить заданные параметры устройства при наименьших затратах. Ее осуществляют за счет целенаправленного изменения параметров регулировочных элементов.

Особенности и объем регулировочных работ определяются конструкцией устройства и его назначением, степенью требуемой точности его работы, а также видом производства и технической оснащенностью ТП.

Различают производственную и эксплуатационную регулировки. Заводская регулировка осуществляется на заводе-изготови- теле и выполняется всеми имеющимися в устройстве регулировочными органами при среднем их положении с целью получения наилучших рабочих характеристик устройства в процессе его эксплуатации. В массовом производстве регулировочные работы дифференцируют, разделяя ТП настройки на простые операции, предусматривающие получение одного или нескольких взаимосвязанных параметров с применением минимального количества приборов и инструментов. При регулировке замена ранее установленных элементов не производится.

Производственной регулировкой называют предусмотренную технологическим процессом компенсацию неточности изготовления деталей и узлов, необходимую для надежного функционирования аппаратуры.

Регулировкой при техническом обслуживании (профилактике) компенсируют уход параметров из-за старения.

Наладка включает выявление и устранение недостатков разработок (регулировка макета, первых образцов) узлов РЭС в целом, частичного анализа правильности принятых решений.

Настройка – преднамеренное изменение параметров РЭС, осуществляемое в процессе эксплуатации оператором, аппаратом (приемник, волномер).

Контроль – проверка узлов, элементов РЭС в целом на соответствие нормам ТУ в процессе производства, хранения, непосредственно перед применением.

Если контроль имитирует реальные условия, то говорят об испытаниях РЭС.

561

Контролируя отклонения регулируемого параметра от номинала, вносят определенные изменения в аппаратуру. Цель этого – получение требуемых характеристик.

Обобщенная структурная схема регулировки приведена на рис. 139,а). Стимулятор представляет собой устройство, формирующее внешнее воздействие на регулируемый аппарат. Под влиянием стимулятора регулируемый аппарат начинает функционировать. Измерительное устройство определяется теми характеристиками, по которым осуществляется регулировка РЭС. При регулировке оператор, контролируя отклонения регулируемого параметра от номинала, вносит необходимые изменения в работу РЭС с целью получения требуемой рабочей характеристики.

Существует два основных метода регулировки:

1)путем сравнения настраиваемого прибора с образцом (метод электрического копирования, рис. 139,б);

2)по измерительным приборам (инструментальная регулировка, рис. 139,в).

Стимулятор		Регулируемый			Измерительное
					устройство
		аппарат

А)

Обратная

а)

связь

Образцовый

прибор

~

Регулируемый

Б)

прибор

б)

Источник

Регулируемый

Измерительный

сигнала

прибор

прибор

Измерительный

прибор

В)в)

Рис. 139. Методы регулировки:

а – обобщенная схема регулировки; б – метод электрического копирования; в – по измерительным приборам

562

Сущность метода регулировки по измерительным приборам заключается в следующем: на вход регулируемого прибора подается определенное значение требуемого параметра. С помощью регулировочных элементов добиваются того, чтобы на выходе получить необходимую величину интересующего нас параметра.

Характерным для этого метода является то, что известны Uвх и Uвых регулируемого объекта, т.е. абсолютные значения измеряемой величины.

При настройке по измерительным приборам определяются:

1)погрешность настраиваемой аппаратуры;

2)ошибка измерительных приборов в определении параметра настраиваемой аппаратуры;

3)ошибка в измерении параметра из-за отличия температуры настройки от номинала;

4)ошибка, вызванная старением прибора, т.е. функция числа включения прибора, зависящая от числа циклов измерения параметра, прошедших до момента наблюдения;

5)ошибка, вызванная неточностью поддержания режима пи-

тания.

Регулировка методом электрического копирования заключается в том, что производится сравнение эффекта воздействия источника возбуждающего напряжения как на регулируемый объект, так и на образец. При этом нет необходимости знать точную величину напряжения.

Использование метода электрического копирования не встречает принципиальных трудностей тогда, когда основную часть общей погрешности составляют ошибки измерительных приборов и методов измерения.

Образец может быть настроен с меньшей ошибкой, чем серийный прибор, поэтому метод электрического копирования дает возможность уменьшить допуски на выпускаемую аппаратуру при применении более простых измерительных средств.

Сущность регулировочных работ сводится к тому, чтобы при наименьших затратах получить от данной аппаратуры требуемый эффект. Введение регулировочных работ прежде всего преследует цель – уменьшение стоимости выпускаемой продукции.

Степень влияния регулировочного элемента на выходной параметр определяется чувствительностью, в качестве прямых оценок

563

которой принято использовать частные производные выходных параметров РЭС по вариациям параметров элементов. Функция чувствительности определяется так:

= δPj

Sij δZi ,

функция чувствительности j-го выходного параметра Pj по i-му регулировочному параметру Zi. Количественные оценки Sij носят

название коэффициентов влияния.

Наибольший экономический эффект при использовании элементов с широкими допусками в сочетании с регулировкой в конструкциях РЭС может быть достигнут при наименьших затратах труда, времени и средств на эту операцию. Поэтому возникает задача оптимизации ТП регулировки, т.е. разработки таких методов регулировки, которые позволили бы сократить время регулировки, а следовательно, материальные затраты и ускорить выпуск РЭС.

Основное затруднение заключается в отсутствии удовлетворительных математических моделей, описывающих связь между выходными параметрами устройств и параметрами элементов регулировки.

Оптимизация процесса регулировки может быть выполнена на основании информации, получаемой в результате постановки пассивного или активного экспериментов.

Пассивный эксперимент – это пассивное наблюдение за работой РЭС в нормальном режиме, в результате которого удается собрать статистическую информацию, подлежащую соответствующей обработке.

Активный эксперимент предполагает активное воздействие на РЭС по заранее разработанной программе.

Первым этапом процесса регулировки является сбор и изучение имеющейся информации, включающей исследование структуры и принципиальной схемы РЭС, с целью определения чувствительности к изменению параметров регулировочных элементов.

Сущность метода ранговой корреляции для решения задач регулировки состоит в рациональной обработке имеющейся субъективной информации, получаемой в результате опроса опытных спе- циалистов-регулировщиков, технологов и др. Можно также использовать пассивный эксперимент на физической модели РЭС или определение функций чувствительности Sij при наличии математиче-

ского описания РЭС.

564

Второй этап оптимизации – это получение программы регулировки, обеспечивающей выход в область оптимального значения выходного параметра посредством дискретного изменения параметров регулировочных элементов с минимальными затратами времени. Второй этап может быть выполнен на основе результатов первого этапа либо с помощью классического, либо с помощью градиентных методов (рис. 140), а также динамического программирования многошагового процесса (рис. 141).

Z1

К – исходная точка Р – глобальный максимум

Р1 – локальный максимум

Z2

Рис. 140. Классический метод решения задач регулировки

	Z2
Z 20+3 ∆Z 20							Рm
							Pm
				7			20
Z 20+2 ∆Z 20	10	10			16		РPmm-11
	РPm-3			P	m-2		−
	m 3
	−	15	5	Рm−2			10
	5	Рm−4
Z 20+ ∆Z 2 0		Pm-4
		2
		10
Рmm-66		Рmm-55					Z1
P −		P −
Z10	Z10+ ∆Z 10		Z10+2∆Z 10			Z10+3 ∆Z 10

Рис. 141. Пример поиска оптимальной стратегии регулировки РЭА, имеющего два регулировочных элемента z1 и z2

565

При использовании классического метода для выхода в область оптимального значения выходного параметра поочередно изменяют параметры каждого регулировочного элемента до достижения частного максимума. Траектория движения по поверхности P = f (z1, z2 ) показана на рис. 141.

Изменением параметра z2 начинают движение из исходной точки K в точку первого частного максимума L , из которой, варьируя параметр z1 , попадают в точку М. Многократное поочередное обращение к регулировочным элементам z1 и z2 позволяет достичь основного максимума P .

Недостатком метода является сложность и длительность траектории движения. При сложной поверхности функции P = f (z1, z2 )

процесс поиска оптимума классическим методом становится чрезвычайно трудоемким и в ряде случаев не позволяет найти основной оптимум функции ( P′ − это частичный максимум). Предварительно необходимо исследовать функцию, так как если регулировка начинается с изменения наиболее влияющего в исходном состоянии РЭА параметра, то основной оптимум может быть достигнут значительно быстрее, а вероятность попадания в область частного оптимума уменьшена.

Метод динамического программирования удобно интерпретировать как некоторый многошаговый процесс последовательного принятия условных оптимальных решений, причем решения на каждом шаге принимаются исходя из интересов всего процесса в целом, а не каждого шага в отдельности.

Для применения метода динамического программирования необходимо, чтобы задача имела многошаговую структуру, т.е. следующее решение нужно принимать от решения, принятого на последнем шаге.

Процесс поиска оптимальной стратегии регулировки РЭА методом динамического программирования обычно разворачивается в обратном направлении – от конца к началу – и может быть представлен так.

566

Планируется т-шаговая операция регулировки. Относительно известного состояния выходного параметра РЭА на последнем т-м шаге Pm выполняются пробные движения по координатам па-

раметров каждого из регулировочных элементов и выбирается управление, дающее максимальное приращение выходного параметра P . Это управление будит условно оптимальным т-м шагом относительно состояния выходного параметра Pm−1 (на шаге m −1).

В результате выполнения найденного управления выходного параметра РЭА переводится в состояние Pm−1 и т.д.

Оптимальная стратегия регулировки РЭА представляет собой траекторию движения от состояния Pm−6 к Pm . Другие возможности стратегии регулировки не будут оптимальными. Найденную методом динамического программирования стратегию регулировки можно представить в виде диаграммы.

Метод динамического программирования при сложной поверхности функции выходного параметра становится менее эффективным и в ряде случаев не позволяет осуществить выход в область основного экстремума.

Градиентные методы предусматривают движение к экстремуму функции выходного параметра из некоторой начальной точки в направлении градиента.

Регулировка выполняется путем подбора элементов аппаратуры, влияющих на выходные параметры, как непрерывно, так и дискретно.

Дискретная регулировка используется в тех случаях, когда требуется компенсировать вполне определенное значение выходного параметра и связь выходного параметра и параметра регулировочного элемента определена.

Непрерывная или плавная регулировка предлагает возможность задания уровней выходного параметра через малые значения параметра регулировочного элемента, определенные чувствительностью измерительной аппаратуры.

Регулировочные элементы могут быть зависимыми и независимыми. В случае зависимых элементов порядок выполнения операций регулировки должен быть строго определен.

567