Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України ІНСТИТУТ ЗМІСТУ І МЕТОДІВ НАВЧАННЯ

ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

І.М.Єрімічой, Л.І.Панов, О.В.Циганов

ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ

З ДИСЦИПЛІНИ

«СИСТЕМНИЙ АНАЛІЗ ТА ПРОЕКТУВАННЯ КОМП'ЮТЕРНИХ ЫНФОРМАЦЫЙНИХ СИСТЕМ»

Одеса 2012

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України ІНСТИТУТ ЗМІСТУ І МЕТОДІВ НАВЧАННЯ

ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

І.М.Єрімічой, Л.І.Панов, О.В.Циганов

ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ

З ДИСЦИПЛІНИ

«СИСТЕМНИЙ АНАЛІЗ ТА ПРОЕКТУВАННЯ КОМП'ЮТЕРНИХ ЫНФОРМАЦЫЙНИХ СИСТЕМ»

Навчальний посібник

для студентів комп’ютерних і радіоелектронних спеціальностей

Рекомендовано Міністерством освіти і науки,

молоді та спорту України

Одеса 2012

УДК 621.396.6.001.2.002

Рекомендовано Міністерством освіти і науки України як навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів. (лист № від 2011р.)

Лабораторний практикум з дисципліни «СИСТЕМНИЙ АНАЛІЗ ТА ПРОЕКТУВАННЯ КОМП'ЮТЕРНИХ ЫНФОРМАЦЫЙНИХ СИСТЕМ» для студентів комп’ютерних і радіоелектронних спеціальностей: І.М.Єрімічой, Л.І.Панов, О.В.Циганов. — Одеса: ОНПУ, 2012. – 112 с.

Навчальний посібник містить лабораторні роботи, які присвячені використанню системного аналізу при автоматизованому проектуванню технологічних процесів під час підготовки виробництва сучасних комп’ютерних і радіоелектронних засобів.

Навчальний посібник призначений студентам комп’ютерних і радіоелектронних спеціальностей для забезпечення виконання лабораторних і практичних занять з основ системного аналізу і для використання при курсовому і дипломному проектуванні. Його можуть використовувати наукові та інженерні працівники, що спеціалізуються у системному аналізі складної системи технологічної підготовки та виробництва радіоелектронної апаратури, обчислювальної та контрольно-вимірювальної техніки.

Іл.: Табл..: Бібліогр.: назв.

Рецензенти: А.І.Казаков, д-р техн. наук, проф.

В.А.Мокрицький, д-р техн. наук, проф.

Isbn 5-7763-8745-0 © Інститут змісту і методів навчання, 2012 Передмова

Згідно з освітньо-кваліфікаційною характеристикою бакалавра конструктора-технолога за напрямом 0910 "Електронні апарати" в результаті проведення лекційних, лабораторних і практичних занять та виконання комплексної контрольної та курсової (розрахунково-графічної) роботи з дисципліни „Основи виробництва електронних апаратів” (ОВЕА) студенти повинні:

знати особливості сучасних найбільш прогресивних конструкцій функціональних вузлів (ФВ) електронних апаратів (ЕА), елементів з яких вони складаються – електронних компонентів (ЕК), друкованих плат (ДП); прогресивних типових технологічних процесів (ТТП) і типових технологічних операцій (ТТО), засобів технологічного оснащення (ЗТО) і матеріалів, що використовують теперішнім часом при розробці, конструюванні та виробництві радіоелектронних засобів (РЕЗ).

вміти розробити оптимальну технологічну конструкцію ФВ ЕА з використанням поверхневого і змішаного монтажу, синтезувати найбільш раціональний технологічний маршрут виготовлення, запроектувати технологічне планування дільниці складання і монтажу розробленого ФВ, оформити необхідні технологічні документи.

Навчальний посібник складений відповідно до робочої навчальної програми з дисципліни ОВЕА, що викладається студентам третього курсу спеціальностей „Виробництво електронних апаратів” (8.091001) і „Побутова електронна апаратура” (8.091003) у Одеському національному політехнічному університеті (ОНПУ). У склад посібника включені лабораторні роботи, які присвячені поглибленому вивченню окремих технологічних операцій, охоплюють ряд важливих напрямків сучасної технології складання і монтажу вузлів і блоків електронної і обчислювальної апаратури (ОА). Вони знайомлять майбутніх фахівців з конструктивно-технологічними особливостями ФВ ЕА (ОА) і складаючих їх елементів, типовими технологічними маршрутами виробництва вузлів на друкованих платах. Значна увага приділена методам складання і виконання монтажних операцій паянням.

Для забезпечення можливості оперативного контролю рівня знань студентів з дисципліни у додаток до посібнику включений пакет тестових завдань комплексної контрольної роботи, який протягом ряда років використовується в ОНПУ. У посібник також включені методика, зміст і вимоги до виконання курсової (розрахунково-графічної) роботи з дисципліни. Матеріали, що наведені у посібнику, дозволяють гнучко змінювати обсяг і номенклатуру робіт і занять при змінах у навчальних планах спеціальностей. Вони можуть використовуватись при самостійній роботі студентів з вивчення ОВЕА.

Автор з подякою сприйме всі критичні зауваження і пропозиції, буде вдячний тим читачам, які надішлють їх за адресою: м. Одеса, 65044, просп. Шевченка 1, ОНПУ.

Лабораторна робота 1 класифікація задач проектування складання та монтажу екз

Мета лабораторної роботи – вивчення класифікації задач проектування технологічних процесів (ТП) складання електронних комп’ютерних засобів (ЕКЗ), обґрунтування необхідності застосування систем автоматизованого проектування (САПР) ТП, розгляд факторів, що визначають синтез, коректування та впорядкування технологічних операцій (ТО) і технологічних переходів (ТПр).

Основні відомості

Широке застосування електронної апаратури у всіх галузях, ринкові відносини потребують постійної підтримки конкурентоспроможності електронних комп’ютерних засобів (ЕКЗ), що обумовлює:

– безперервне розширення номенклатури і зростання складності ЕКЗ;

– підвищення технічних вимог до характеристик ЕКЗ;

– різке скорочення строків морального старіння виробів;

– значне зростання об'ємів проектування;

– необхідність використання найбільш ефективних технологічних процесів, засобів технологічного оснащення (ЗТО) і матеріалів;

– підвищення продуктивності праці.

Все це вимагає підвищення якості і скорочення строків технологічної підготовки виробництва (ТПВ).

Розв'язання цих проблем стає можливим при застосуванні електронно-обчислювальних машин (ЕОМ) у процесі ТПВ.

Розробка системи автоматизованого проектування (САПР) технологічних процесів (ТП) була розпочата у СРСР у 60-ті рр. у машинобудуванні. Досвід впровадження САПР ТП у даній галузі підтвердив велику ефективність автоматизації цих робіт.

Пізніше, у 80-х рр., ряд організацій СРСР розгорнув роботу щодо створення і впровадження у виробництво САПР ТП складання і монтажу ЕКЗ.

Серед них;

– Київський науково-дослідний технологічний інститут;

– Харківський науково-дослідний інститут приладобудування;

– Московський центральний науково-дослідний інститут;

– Львівський радіотехнічний інститут;

– Ленінградський науково-дослідний технологічний інститут;

– Одеський державний політехнічний інститут (ОДПІ).

В ОДПІ роботи виконувала галузева лабораторія Міністерства радіопромисловості (Спокійний Ю.Ю., Ткач М.П., Тининика О.М. та ін.), яка провела велику роботу щодо розробки основ САПР ТП складання і монтажу вузлів ЕКЗ на друкованих платах (ДП) і мікро зборок (МЗБ).

Було доведено, що використання САПР ТП дозволяє:

– скоротити строки і знизити собівартість проектування ЕКЗ;

– спроектувати декілька варіантів проектних рішень і вибрати найкращий;

– проектувати конструкції, які оптимально враховують технологічні вимоги, що до них пред'являються;

– підвищити якість проектної технологічної документації;

– розширити кількість складних проектів, що можуть бути здійснені

(надвеликі інтегральні схеми, пристрої функціональної електроніки тощо);

– одержати при проектуванні необхідну інформацію для автоматизації виробництва і контролю виробів ЕКЗ.

Основні вимоги до сучасних САПР ТП:

– комплексність розв'язання задач проектування;

– пристосовність до умов, що змінюються, тобто гнучкість;

– взаємодія з людиною на зрозумілій їй мові.

Сучасні САПР ТП будуються на таких основних принципах:

– блочно-модульному;

– інформаційної єдності, сумісності усіх потоків інформації;

– адаптації і розвитку;

– ієрархії;

– ітерацій.

САПР ТП розв'язує задачі на основі об'єднання і-их функцій (рис. 1)

де F – функція проектування;

f_i – функція перетворення при розв'язанні конкретних задач.

Головна функція проектування – перетворення вхідної інформації у вихідну. Ця узагальнена функція F повинна бути розкладена на часткові функції відповідно до того, як весь процес проектування може бути розподілений на окремі проектні задачі.

Рис. 1. Структурна схема САПР ТП.

Серед цих задач, які треба розв'язувати при технологічному проектуванні у САПР ТП складання і монтажу ЕКЗ, такі:

– синтез складу – формування сукупності ТО і ТПр, визначення іх параметрів і режимів виконання (тривалості і інтенсивності), матеріальне і трудове нормування;

– визначення необхідних ЗТО, розробка пристосувань, визначення кількості і кваліфікації робітників;

– формування і упорядкування послідовності ТО (ТПр) з урахуванням конструктивних і технологічних факторів і обмежень;

– розподіл ТО (ТПр) поміж робочими місцями (РМ) цеху (ділянки), оптимізація ТП;

– розробка планування цеху (ділянки);

– формування керуючих програм до верстатів з програмним керуванням, гнучких виробничих модулів (ГВМ), гнучких автоматизованих ліній (ГАЛ) і інших елементів гнучких виробничих систем (ГВС);

– формування і оформлення комплекту текстових та графічних технологічних документів;

– розрахунок економіко-організаційних параметрів ТП, їх оптимізація;

– оцінка і коректування результатів проектування.

Кожна з цих задач може бути розкладена на ряд під задач, які визначаються залежно від умов конкретного виробництва, для якого і проектується ТП.

Зростаюча складність і номенклатура ЕКЗ, підвищення вимог до її конкурентоспроможності, якості та ефективності її виробництва, а також швидке моральне старіння ЕКЗ висувають задачі зменшення тривалості ТПВ, проектування технологічних процесів (ТП) виготовлення ЕКЗ, оптимізованих за рядом технічних і економічних критеріїв.

Виконання вказаних вимог при неавтоматизованому проектуванні ТП стає дедалі важчим, тому що зв'язано зі збільшенням витрат часу на проектування і вимагає прилучення до цього процесу все більшої кількості інженерно-технічних працівників.

Збільшення кількості проектувальників дозволяє у деякій мірі зменшити тривалість проектування, але вимагає додаткових витрат і зусиль, направлених на координацію етапів процесу проектування, взаємозв'язок і коректування окремих проміжних проектних рішень.

Окрім того, такий підхід не забезпечує безпомилковості і необхідної якості технологічних проектів.

Кардинальним способом інтенсифікації процесу технологічного проектування, підвищення якості ТП виготовлення ЕКЗ є комплексна автоматизація ТП, що включає розробку та упровадження автоматизованих систем ТПВ, що містять САПР ТП складання і монтажу ЕКЗ.

Упровадження САПР ТП складання і монтажу переслідує такі загальні цілі:

– значне прискорення процесу проектування;

– підвищення якості проектних рішень технологічних процесів у цілому;

– виключення з проектної діяльності технолога-проектувальника монотонних і трудомістких технічних процедур проектування шляхом виконання їх засобами обчислювальної техніки (ЗОТ).

Значні наукові і практичні результати у галузі САПР ТП механообробки і механоскладання (Митрофанов, Цвєтков, Капустін, Горанський, Павлов, Своятицький та ін.) частково використані при розробці САПР ТП складання і монтажу ЕКЗ. Цьому напрямку значну увагу приділяє НВО «Авангард» (Росія, м. Санкт-Петербург), у роботах якого приймала участь галузева лабораторія при кафедрі конструювання та виробництва радіоапаратури ОДПУ, результати робіт якої впроваджені на підприємствах, що виробляють ЕКЗ.

Організація виробництва та реалізація будь-якого ТП виготовлення ЕКЗ на певному підприємстві здійснюється на основі сукупності вказівок, які формуються у процесі технологічного проектування і подаються у вигляді технологічних документів.

Трудомісткість процесів складання та монтажу ЕКЗ становить від 60 до 80 % загальної трудомісткості виготовлення апаратури. Тому проектування ТП складання та монтажу, автоматизація проектування для збиральних робіт має особливе значення для підприємств, що виробляють ЕКЗ.

Аналіз інформації, розміщеної у технологічних документах, досвід проектування ТП дозволяє стверджувати, що при технологічному проектуванні процесів складання і монтажу ЕКЗ повинні розв'язатись такі основні задачі:

– синтез сукупності (складу) ТО і ТПр;

– визначення режимів виконання ТО і ТПр;

– упорядкування ТО і ТПр з урахуванням діючих факторів;

– розподіл ТО і ТПр по робочих місцях ділянки (цеху) складання;

– вибір ЗТО;

– визначення кількості і кваліфікації робітників;

– розрахунок і оптимізація параметрів ТП;

– планування робочих місць і ділянки (цеху) складання;

– оформлення текстових, графічних технологічних документів, програм керування автоматизованими ЗТО.

Центральне місце серед задач технологічного проектування займає задача синтезу структури ТП складання ЕКЗ. Розв'язання цієї задачі дозволяє синтезувати ядро ТП – його структурну модель, яка описує склад і характеристику ТО і послідовність їх виконання в умовах реального виробництва.

Задачі синтезу структури ТП складання ЕКЗ У збиральному виробництві можна виділити такі основні компоненти:

– об'єкт збирання;

– ТП збирання;

– засоби технологічного оснащення, організації і керування ТП складання;

– колектив робітників, що виконує ТП складання.

Модель складальної виробничої системи, до складу якої входять зазначені вище компоненти, наведена на рис. 2.

Рис. 2. Модель виробничої системи складання (технологічний аспект)

Кожен із компонентів у певній мірі впливає на структуру проектованого ТП складання ЕКЗ. У зв'язку з цим всю множину факторів, що впливають на структуру ТП складання, доцільно кваліфікувати на такі групи (рис. 3, 4):

– конструкторські (К);

– технологічні (Т);

– економіко-організаційні (ЕО);

– психофізіологічні (ПФ).

Фактори К-характеру визначаються специфікою конструкцій елементів і об'єкта складання в цілому.

Фактори Т-характеру викликані особливостями обраних ТО і ТПр, обмеженнями на послідовність їх виконання, заданими типовими ТП складання ЕКЗ, технологічними впливами, що діють на об'єкт складання і його елементи у процесі складання.

Фактори ЕО-характеру, що впливають на структуру ТП складання ЕКЗ, визначаються специфікою підприємства-виробника апаратури, особли- востями організації процесу виробництва на ньому, вимогами до рівня техніко-економічних показників ТП складання.

Рис. 3. Склад ТО ТП від впливів К-, Т-, ЕО-факторів.

Рис. 4. Послідовність ТПр ТП від К-, Т-, ЕО- і ПФ-факторів.

Виникнення факторів психофізіологічного характеру зумовлено участю людини у складі виробничої системи. Необхідність урахування ПФ-факторів зумовлена відношенням потрібних для виконання ТП дій людини-виконавця до її граничних або комфортних можливостей. Таке дотримання комфортних умов праці для людей, зайнятих у процесі складання ЕКЗ7 обумовлено вимогами охорони праці, техніки безпеки, санітарної гігієни та іншими спеціальними документами. Всі ці вимоги враховуються при визначенні режимів типових ТО і ТПр, при розробці норм часу на їх виконання, при створенні ЗТО і засобів захисту людини від шкідливих технологічних впливів.

При проектуванні ТП автоматичного складання, тобто процесів, що не потребують участі людини у виробництві виробів, необхідність урахування ПФ-факторів може бути відсутньою.

При синтезі структури ТП складання ЕКЗ необхідно обов'язково врахувати вплив різних за природою факторів К-, Т- і ЕО-характеру, бажано враховувати і ПФ-фактори. У зв'язку з цим загальну задачу синтезу структури ТП складання можна розглядати як сукупність взаємозв'язаних окремих задач, орієнтованих на формування складу і послідовності ТО і ТПр з урахуванням цих факторів. Структурна схема задачі синтезу структури ТП складання ЕКЗ наведена на рис. 5.

Згідно зі схемою, процес формування структури ТП складання ЕКЗ полягає у розв'язанні двох основних задач:

– синтезу;

– упорядкування.

Рис. 5. Схема задачі синтезу ТП збирання ЕА.

При синтезі складу ТП необхідно розв'язати задачі визначення складу ТО і ТПр з урахуванням К-факторів, впливу різниці станів об'єкту складання (рис. 6), а також коректування складу з урахуванням технологічних і ЕО-факторів. Формування послідовності ТП складання повинно виконуватись за допомогою розв'язання задачі впорядкування ТО і ТП з урахуванням К-, Т- і ЕО-факторів.

На схемі рис. 5 наведені також задачі коректування складу і послідовності з урахуванням ПФ-факторів (виділені пунктирною лінією).

Зважаючи на те, що ПФ-аспекти виробничої діяльності і антропологічні особливості людини враховані при створенні компонентів і принципів організації виробництва систем, урахування ПФ-факторів при синтезі структури ТП складання проводити не обов'язково.

Рис. 6. Узагальнення впливу К-факторів для урахування впливу

різниці станів об'єкту складання S₀ – початковий стан ОЗ;

S_к – кінцевий стан; S₁, S _i ,S _j, S _к-1 – проміжні стани ОЗ.

У загальному вигляді задача синтезу структури ТП складання ЕКЗ (ТО ТПр) може бути подана таким чином.

Дано:

1. Опис об'єкта складання, що характеризує кількість і різновиди компонентів, що підлягають збиранню, їх конструкції, геометричні форму і розміри, масу, взаємне положення у просторі відносно базових деталей, стійкість до зовнішніх та технологічних впливів, множину зв'язків елементів у конструкції, засоби захисту від зовнішніх впливів.

2. Множина типових ТО і ТПр процесів складання ЕКЗ, з якої можуть бути вибрані необхідні для проектування процесів ТО та ТПр, Кожному ТО та ТПр поставлені у відповідність рекомендовані режими їх виконання, а також ЗТО, що забезпечують їх виконання.

3. Кількість, типи і параметри ЗТО, які можуть (або повинні) бути використаними у проектованому процесі складання.

4. Кількість і спеціалізація робочих місць ділянки складання.

Розв'язання:

1. Оптимізувати вибрану цільову функцію.

2. Виявити протиріччя у проектних рішеннях, від коректувати ТП складання або сформувати повідомлення о необхідності корекції конструкції.

Домашнє завдання Вивчити:

1. Лабораторне завдання і методику виконання роботи.

2. Головні задачі проектування технологічних процесів складання ЕКЗ.

3. Компоненти складального виробництва, фактори К- і Т-характеру, що визначають синтез і упорядкування структури технологічного процесу.

Зміст роботи

1. Синтезувати маршрут технологічного процесу виробництва (складан- ня і монтажу) конкретного вузла ЕКЗ.

2. Провести аналіз конструкторських, технологічних, економіко-організаційних і психофізіологічних факторів.

3. Від коректувати і впорядкувати синтезований маршрут технологічного процесу з урахуванням проведеного аналізу факторів.

Порядок виконання роботи

1. Проаналізувати особливості конструкції і технології виробництва конкретного вузла ЕКЗ.

2. Синтезувати маршрут технологічного процесу виробництва (складання та монтажу) вузла ЕКЗ.

3. Установити послідовність виконання технологічних операцій залежно від К- та Т-факторів.

4. Від коректувати маршрут виготовлення вузла ЕКЗ з урахуванням ЕО – факторів.

5. Розглянути необхідність коректування маршруту виготовлення вузла ЕКЗ з урахуванням ПФ-факторів.

Зміст звіту

1. Схематичне креслення розміщення компонентів і короткий опис К-факторів, які визначають ТП.

2. Синтезований маршрут технологічного процесу виготовлення (складання і монтажу) вузла ЕКЗ.

3. Алгоритм автоматизованого аналізу факторів, що визначають синтез маршруту ТП і упорядкування ТО і ТПр.

4. Відкоректована послідовність ТО (ТПр) з урахуванням дії факторів, що проаналізовані.

5. Відповідь на контрольне запитання.

6. Висновки.

Контрольні запитання

1. Необхідність створення і упровадження САПР ТП.

2. Основні задачі проектування ТП складання ЕКЗ.

3. Основні компоненти виробничої системи складання ЕКЗ та їх взаємозв'язок.

4. Групи факторів, що повинні бути враховані при проектуванні ТП складання ЕКЗ.

5. ПФ-фактори, можливість нехтувати ними.

6. К-фактори, що визначають синтез складу ТП складання.

7. Т- і ЕО-фактори, що повинні бути враховані при коректуванні та упорядкуванні ТП складання.

8. Постановка задачі синтезу структури ТП складання.

Список літератури

1. Технология и автоматизация производства радиоэлектронной аппаратуры: Учеб. для вузов / И.П.Бушминский, О.ШДаутов, А.П.Достанко и др.; Под ред. А.П.Достанко, Ш.М.Чабдарова. - М.: Радио и связь, 1989.- 624 с.

2. Программа, методические указания и контрольные задания по курсу «Автоматизация технологического проектирования РЭА с применением САПР» / Сост. М.П.Ткач.- Одесса: ОПИ, 1989.- 11 с.

3. Фролов В.Н., Львович Я.Е., Меткин Н.П. Автоматизированное проектирование технологических процессов и систем для производства РЭС: Учеб. пособие для вузов по спец. "Конструирование и технология радиоэлектронных средств".-М.: Высш.шк., 1991.- 463 с.

4. Разработка и исследование алгоритмов формирования структуры технологических процессов сборки микросборок для САПР ТП // Научно -технический отче по теме 718-26 №81050179.-Одесса: ОПИ, 1983.

Лабораторна робота 2

ТЕХНОЛОГІЧНЕ ПРОЕКТУВАННЯ

ЦЕХУ СКЛАДАННЯ ТА МОНТАЖУ

ЕЛЕКТРОННИХ КОМПЮТЕРНИХ ЗАСОБІВ

Мета лабораторної роботи – вивчення початкових даних, порядку та особливостей проектування цеху складання та монтажу. Розробка планування основного та допоміжного виробництва.

Основні відомості з проектування

При модернізації та створенні нового виробництва на підприємствах, що виробляють електронну апаратуру (ЕКЗ), використовують "Норми технологічного проектування", розроблені проектними організаціями на основі узагальнення досвіду відповідної галузі. До розроблення "Норм ..." залучають головні інститути за напрямками технології та центри наукової організації праці і управління (ЦНОП і У).

Організація цеху складання та монтажу

Організаційно збиральне підприємство для випуску виробів ЕКЗ, враховуючи виготовлення вузлів на друкованих платах (ДП), складається з основного та допоміжного.

Основне виробництво можна розподілити на ряд дільниць:

1. Складання – встановлення покупних комплектуючих виробів (ПКВ), комплектуючих, монтованих на поверхню (КМП-1 і КМП-2), а також комплектуючих, монтованих у отвори (КМО-1 ІКМО-2)ДП.

2. Монтаж (ручне паяння, паяння подвійною хвилею, паяння інфра-червоним випромінюванням (ІЧ), паяння у паровій фазі (ПФ) тощо).

3. Очистка (промивка, сушка).

4. Вологозахист (нанесення, сушка).

5. Контроль, випробування.

Розподіл умовний, номенклатура дільниць визначається вибраною технологією виробництва і розмірами підприємства.

Допоміжне виробництво повинно забезпечити виконання таких функцій:

1. Перевірка основ ДП, що надходять до складання.

2. Перевірка та підготовка до складання і монтажу ПКВ, включаючи перевірку зовнішнього вигляду, електропараметрів – за необхідності, обрізки та формовки виводів, контроль паяності, облуджування виводів, чистку після облуджування, контроль якості підготовки, упакування у тару.

3. Перевірка використовуваних у технологічних процесах (ТП) основних та допоміжних матеріалів.

4. Приготування миючих розчинів, клеїв, флюсів, матеріалів для вологозахисту.

5. Виготовлення фотошаблонів та трафаретів.

Ремонт засобів технологічного оснащення (ЗТО) виконується так:

1. Централізовано – службою відділу головного механіка (ВГМ).

2. Децентралізовано (силами цеху). У цьому разі у цеху повинні бути відповідні площі.

Складове господарство цеху включає:

1. Склад матеріалів. При проектуванні треба враховувати можливість спільного зберігання, токсичність, вогненебезпечність, вибухонебезпечність. Розглядання номенклатури матеріалів може зробити необхідним забезпечити зберігання у окремих приміщеннях.

2. Склад ПКВ та виробів, що постачаються по кооперації.

3. Склад готової продукції.

4. Інструментально-роздавальний склад.

Залежно від об'єму річної виробничої програми функції допоміжного виробництва можуть бути об'єднані в одному структурному підрозділі.

У табл. 1 наведені окремі дані щодо складання та монтажу у дрібносерійному виробництві типового представника вузла на ДП, що містить 1012 ПКВ (у тому числі 188 КМП-2, 246 КМП-1, 478 КМО-1). У якості типового представника візьмемо моноблок телевізійного приймача кольорового зображення (п'ятого покоління). Розробка 1993 р., змішаний монтаж, цифроаналогова модель. Дані, одержані на дослідній дільниці при виготовленні установочної партії, повинні бути уточнені в умовах масового випуску виробів.

Розрахунок програми випуску.

1. Програма випуску встановлюється з урахуванням відсотка виходу придатних вузлів на попередній операції у послідовності, зворотній послідовності ТО виготовлення. Програма запуску на i-й ТО така:

де – програма випуску на попередній ТО;

– коефіцієнт запуску (з табл. 1).

2. Собівартість – грошові витрати на виготовлення виробу (залежать від категорії складності виробу та інших характеристик):

де С – собівартість виробу (грн);

М – вартість ПКВ та матеріалів на одиницю продукції за відрахунком вартості реалізованих відходів (грн);

П,І – витрати на утримання приладів на одиницю продукції (грн);

А₁ – відрахування на заробітну плату, соціальні витрати (13,5 - 37 %);

А₂ – відсоток накладних витрат, нарахованих на заробітну плату (... %);

р – кількість різних марок матеріалів, які витрачаються на одиницю продукції, що виробляється;

Таблиця 1

Характеристика технологічного процесу виготовлення типового представника вузлів на друкованих платах (змішаний монтаж)

№	Найменування технологічної операції (ТО)	Засоби технологічного оснащення	Кзап	Тшт, хв	Примітки
1	Нанесення паяльної пасти	КПГ1М, Т4122	1,002	1,7
2	Встановлення КМП-1 на поверхню	Т4310, Т4322 Трійник	1,01	27,5	346 шт
3	Паяння КМП-1 на поверхню	Т4610, ПФТ-4522	1,005	1,22	1,0 ручна
4	Нанесення клею під КМП-2	Т4322-01, Д1	1	1,7
5	Встановлення КМП-2	Т4322-01 Т4310	1,01	9,7	188 шт
6	Полімеризація клею	УСК-02, Т4610	1	0,2
7	Встановлення КМО	СР-1, СМ-5, ЛАСПП	1	26,5	478 шт
8	Паяння КМП-2, КМО	ПВХ-2, КПГ-1М	1,005	0,75	1,0 ручна
9	Очистка від залишків флюсу	1-ШИ-1-ОС-М, Прима	1	1,15
10	Контроль зовнішнього вигляду	УВК-2, СМ-5	1	4,2
11	Монтаж ПКВ вручну	КПГ-1М, СМ-5	1	74,8
12	Функціональний контроль	Верстат, Європа-3	1,05	10
13	Виправлення браку	КППГ-1, СМ-5	1	5
14	Очистка, обезжирення	УО-1, 1-ШИ-1-ОС-М	1	1,15+1,15
15	Сушка	УСК-02	1	0,05
16	Нанесення волого захисного покриття	1-ШИ-1-ОС-М	1	2,5	3 – 7 шарів
17	Полімеризація	СК-02	1	0,05
18	Контроль зовнішнього вигляду	УВК-2, СМ-5	1	4,2
19	Вмхідний контроль	Верстат, Європа-3	1,01	10
20	Пакування	СМ-5	1	1,3
21	Приймально-здавальні випробування	СМ-5	1	4
	Усього:			188,82

Примітки: 1 К_зап – коефіцієнт запуску;

2 Т_шт – штучна трудомісткість ТО.

m – кількість операцій, необхідних для виготовлення одиниці продукції;

З – заробітна плата (грн).

3. Вартість матеріалів

де М – вартість матеріалів (грн);

Д₁ – вага матеріалів кожної марки, що витрачається на одиницю продукції;

К₁ – вартість 1кг матеріалів, що витрачаються (грн);

Д₂, К₂ – відповідна вага та вартість 1кг реалізованих відходів (грн).

4. Заробітна плата на одиницю продукції розраховується за формулою

де 3 – заробітна плата (грн);

m – кількість операцій ТП;

С – годинна ставка робітника 1-го розряду (грн);

3₁ – розрядний коефіцієнт роботи за кваліфікаційним довідником;

3₂ – розрядний коефіцієнт робіт, які виконуються наладчиком;

Ф₁ – обслуговування кількості верстатів або приладів даного вигляду або робочих місць, обслуговуваних одним робітником;

Ф₂ – кількість верстатів або приладів, обслуговуваних одним наладчиком (норма обслуговування);

Т – трудомісткість – час, що витрачається на одну операцію (хв).

5. Трудомісткість ТП дорівнює сумі трудомісткостей усіх ТО. Трудомісткість ТО

де m – кількість операцій;

Т_пз – підготовчо-завершувальний час, необхідний для ознайомлення; кресленнями, технологічною документацією (ТД), для консультації з майстром, технологом, а також для переналагодження (налагодження) верстатів;

Т_шт – час, що витрачається на здійснення даної операції – штучний час.

де Т_от – основний технологічний час;

Т_дт – допоміжний технологічний час;

Т_о – час на обслуговування робочого місця (РМ);

Т_п – час перерв на відпочинок та особисті потреби робітника.

Оперативний час виконання ТО (хв)

Якщо прийняти то

де К – відсоток від оперативного часу;

К₁ – коефіцієнт, враховуючий серійність та тип виробництва, в умовах гнучкого автоматизованого виробництва (ГАВ) К1 = 1;

Т – трудомісткість для кожної операції - технічна норма часу;

О – норма виробітку.

Ця величина, обернена трудомісткості, визначає кількість одиниць продукції, яку треба виготовити за одиницю часу, тобто за 1 год, за 1 зміну

,

де Ф – фонд робочого часу;

– сума трудомісткостей за всіма технологічними операціями ТП.

Нормування при виконанні технологічних операцій на ЗТО

де Т_шт – штучний час виконання ТО (хв);

П – фактична продуктивність ЗТО (кількість за годину);

Н – одночасне навантаження виробів (шт);

К₁ – коефіцієнт, враховуючий серійність та тип виробництва.

При виконанні ТО на робочому місці вручну або при відсутності даних про продуктивність ЗТО, нормування та визначення Т_шт виконується за галузевими нормативами, виходячи зданих хронометражу.

Верстатомісткість на випуск одного виробу у годинах визначається за формулою

де Н – одночасне завантаження виробів (шт). Трудомісткість випуску одного виробу у кожній ТО, яка виконується на ЗТО:

де Т_вип – трудомісткість, чол/год;

Т_верст – верстатомісткість, год;

К_уч – коефіцієнт участі робітника;

Но – норма обслуговування ЗТО робітником.

Трудомісткість випуску одного виробу на РМ становить

Розрахунок трудомісткості на річну програму з урахуванням коефіцієнтів запуску на кожній операції:

де Н_вип – річна програма випуску виробів (шт);

К_зап – коефіцієнт запуску даної ТО.

де К_вп – загальний відсоток виходу придатних виробів усіх операцій ТП;

В_п – добуток поопераційних відсотків виходу придатних виробів усіх операцій, що передують даній.

7. Обладнання робочих місць.

Номенклатура ЗТО визначається відповідно до ТП виготовлення виробу. Для вибору ЗТО та розрахунку кількості одиниць обладнання враховують такі характеристики:

– найменування; габарити,

– призначення; маса,

– коротка технічна характеристика: температурний діапазон,

– продуктивність одиниці ЗТО; енергоспоживання,

– норма обслуговування; засоби керування

– вартість;

– річна програма запуску;

– трудомісткість виготовлення одного виробу;

– річний фонд часу роботи одиниці ЗТО.

Розрахункова кількість одиниць обладнання (Q_розр) на ТО визначається

де Н_запі – річна програма запуску, шт;

П – продуктивність одиниці ЗТО ТО, шт/год;

Ф – ефективний річний фонд часу роботи одиниці обладнання, год.

При відсутності даних про продуктивність обладнання підрахунок кількості його виконується з урахуванням трудомісткості та річного фонду часу роботи обладнання

де Н_запі – річна програма запуску і-ї операції, шт.;

Т – трудомісткість виготовлення і-ї ТО, чол/год;

К_Б0 – коефіцієнт багатоверстатного обслуговування.

де Н_о – норма обслуговування обладнання одним оператором, одиниць ЗТО.

Наприклад: пічка конвеєрна Но=2; гнучкий виробничий модуль (ГВМ) трафаретного друку – сушки Но=1 та ін.

Коефіцієнт завантаження обладнання (К_зав) та робочих місць визначається

де Q_роз – розрахункова кількість обладнання (робочих місць);

Q_пр – прийнята кількість обладнання.

При однозмінній роботі К_зав визначається залежно від типу виробництва та повинен бути:

– при одиничному (дослідному) виробництві – не нормується;

– при дрібносерійному – 0,75 – 0,8;

– при середньо серійному – 0,8 – 0,85;

– при багатосерійному та масовому – 0,85 – 0,9.

Для забезпечення поточного виробництва допускається використовувати додаткове обладнання, зниження К_зав.

Розрахункову кількість робочих місць (К_{розр РМ}) визначають із формули

де Н_запі – програма запуску виробу за і-ю операцією, шт;

Ф_РМ – ефективний річний фонд роботи робочого місця, год;

m – кількість операцій ТП;

Т_і – трудомісткість i-ї операції, год.

Коефіцієнт змінності ЗТО з програмним керуванням та автоматизованих ліній слід приймати не менше, ніж 1,9, а гнучких виробничих модулів (ГВМ) та гнучких виробничих систем (ГВС) – не менше, ніж 2,5.

Для приблизних, оціночних розрахунків можна прийняти, що річний фонд робітників, обладнання та робочих місць дорівнює 8 год у зміну (16 год при двозмінній праці), 170 год за місяць, 500 год за квартал, 2000 год за рік (250 робочих днів).

8. Розміщення ЗТО провадиться з урахуванням вимог ТП, організації поточного виробництва; вимог охорони праці, пожежовибухобезпечності на основі інформаційно-довідникових каталогів. Треба враховувати зовнішні габарити ЗТО, у тому числі з урахуванням наявності маніпуляторів, завантажувально-розвантажувальних пристроїв та систем (у тому числі крайні положення частин, що рухаються, дверцят, які відкриваються) та постійних огороджень, раціонального освітлення РМ.

Обладнання, не зв'язане з конвеєрами та іншими засобами автоматизації, слід розташовувати чіткими групами з забезпеченням між ними проходів. При відповідному обґрунтуванні норми відстані можуть збільшуватись.

Оціночний підрахунок виробничої площі цеху складання і монтажу можна знайти як суму добутків питомої площі кожного ЗТО на його прийняту кількість (Q_пр).

Питомі норми на розміщення ЗТО:

– складання та монтажу 5 – 6м²;

– герметизації 6 – 7м²;

– функціонального контролю 5 – 6м²;

– РМ без ЗТО 4,5 – 5м²;

– РМ інженерно-технічних робітників (ІТР) 4,5 – 5м²;

– РМ інженерів-конструкторів 6 – 8м².

Мінімальна ширина на шляху евакуації становить 0,8м.

Мінімальна ширина проходів та проїздів (усі розміри у мм)

Між тильними боками Проїзд Відстань між ЗТО

Розташування контрольно-вимірювальної апаратури:

Розташування ЗТО паяння (ІЧ, ПФ, ПХ тощо):

Розташування ЗТО складання:

А = 800-1000

Б = 1800-2000

В = 800-1000

Г₁ = 1200- 1400

Г₂ = 2000 - 2500

Площа допоміжних дільниць та складів становить 16 – 18 % від площі виробничих дільниць.

Площа цеху визначається плануванням розміщення ЗТО та РМ, додатковим плануванням складів, допоміжних приміщень.

Для розміщення гнучких виробничих комплексів (ГВК) кількістю до З виробнича площа помножується на 0,9, а більше, ніж 3 – на 0,8.

Площа автоматизованого складу типу РСК-50 (СТАС-50) 40-50м²;

Площа автоматизованої системи керування (АСК) цеху:

– СМ 1420 15 – 30м²;

– Електроніка 60 6 – 8м²;

– для зберігання машинних носіїв 10м²;

– для групи експлуатації керуючого обчислювального комплексу 30м².

Об'єм виробничої площі повинен становити не менше, ніж 15м³, а площа приміщень – не менше, ніж 4,5м² на одного робітника.

9. Цехові склади.

Зберігання матеріалів, деталей, напівфабрикатів та виробів здійснюється у механізованих складах елеваторного типу, у шафах, у тому числі у обезпиленому середовищі, витяжних шафах (хімікатів), у спеціальній тарі. Дорогоцінні метали – у сейфі.

Деталі, вузли, технологічні комплекти підбирають з випереджанням на 1-2 зміни. Підбір виконується на кожне РМ за комплектувальною відомістю. Розширений розрахунок складів робиться за площею на одне робоче місце робітника

де С – площа сховища, м²;

Н – кількість робітників у цеху, чол.;

С₁ – питома площа на одного робітника за табл. 2.

Дані для оціночного розрахунку цехових складів наведені у табл. 2.

Таблиця 2

Характеристика цехових складів

	Склад	Норма запасу, робочих днів		Питоме навантаження Т/М^2	Коефіцієнт використання площі	Площа на 1 працівника, М^2
		Виробництво
		одиничне, дрібносерійне	великосерійне, масове			До 50	51-75	76-100
1	Матеріалів, напівфабрикатів, дорогоцінних металів	5	4	0,1	0,3	0,3	0,3	0,25
2	Комплектуючих виробів	12	7	0,1	0,2	0,1	1-0,08	0,08-0,06
3	Легкозаймистих рідин (ЛЗР)	1	1	0,2	0,4	0,3	0,3-0,25	0,25-0,2
4	Хімікатів та хімреактивів	5	3	0,5	0,2	0,2	0,2-0,15	0,2-0,15
5	Готової продукції	12	3	0,1	0,2	0,2	0,2	0,2-0,15
6	Пристроїв, креслень інструментів	12	7	0,1	0,2	0,3	0,3-0,25	0,25-0,2

Примітки: 1. Ізолятор браку організують, як правило, на підприємстві

Якщо склад ЛЗР є на підприємстві, то у цеху його немає.

2. Площа складу повинна бути не менша за 9м².

10. Кількість персоналу.

Розрахунок кількості робітників можна виконати оціночно

де Р – розрахункова кількість робітників, чол.;

Тр – трудомісткість річної програми, чол./год;

Ф_р – ефективний річний фонд роботи робітників, год;

К_пн – плановий коефіцієнт переробітку норм (1,2 – 1,25).

При поопераційному підрахунку

де Р_і – розрахункова кількість робітників певного фаху, чол.;

– А_зап – програма випуску на і-й ТО, шт;

– t_і – трудомісткість виконання і-ї ТО, чол./год;

– Ф_рі – ефективний фонд робочого часу за даним фахом, год;

– Ті – трудомісткість річної програми на і-й ТО, чрц/год;

К_пн – плановий коефіцієнт переробітку норм виготовлення з даного виду робіт.

В умовах ГАВ кількість операторів, що обслуговують лінії (модулі)

де Р_опер – кількість операторів, обслуговуючих лінії, чол..;

С – кількість ЗТО даної групи;

Н_о – норми обслуговування ЗТО одним оператором.

Чисельність допоміжних робітників залежить від розрахованої кількості виробничих робітників (табл. 3).

Наладчики приладів (електромеханіки, слюсарі-ремонтники та ін.) становлять

де К_см – кількість допоміжних робітників, чол.; С – кількість ЗТО визначеної групи, шт;

Н_о – норма обслуговування ЗТО одним робітником, Н_о=3–20 одиниць ЗТО на одного наладчика.

Таблиця 3

Кількість допоміжних робітників

Кількість основних виробничих робітників, чол.	Численність допоміжних робітників у % до основних.
До 50	30
Від 50 до 100	28
Від 100 до 150	28

Примітки: 1. Норма для прибиральників 550м² на зміну.

2. Контролери відділу технічного контролю (ВТК) віднесені до основних виробничих робітників.

Кількість ІТР цеху:

1. Лінійне керівництво:

Начальник цеху – один на цех.

Майстер – один на 28 – 35 чол.

Старший майстер – один на 3 – 5 майстрів.

2. Оперативне керівництво: один диспетчер на 100 чол.

3. Технологічне забезпечення: ст. технологи, технологи – 5 на 100 чол.

4. Техніко-економічне планування: один економіст на 100 чол.

5. Служба ВТК: один старший контрольний майстер на 100 чол.

Оціночна кількість ІТР розраховується як 13 – 14 % від основних виробничих робітників (до 100 чол.).

11. Розташування цеху, будівельні конструкції.

Цехи складання і монтажу розміщують у багатоповерхових будівлях. Рекомендовані параметри.

Сітка колон:

– для одноповерхових будівель 12×12, 24×12, 18×12 м;

– для багатоповерхових будівель 24×12, 18×6, 18×12, 12×6,12×12, 9×6м.

Висота поверхів:

– для одноповерхових будівель 4,8 – 6м;

– для багатоповерхових будівель 4,8м.

Висота технологічної зони – 3,6м.

Навантаження на елементи каркаса будівлі повинні бути:

– тривалі (ЗТО, комунікації) – до 600 кг/м²;

– короткочасні (люди, транспорт) – до 250 кг/м².

12. Помітки для планувань:

Електричне живлення 220 – 380 В, 50 Гц

Витяжна вентиляція (місцеве відсмоктування)

Місце підключення витяжної вентиляції

Підводка холодної води зі зливом

Підводка гарячої води зі зливом

Заземлення (болт)

Стиснення повітря

Вакуум

Розетка 220 В, 50 Гц

Розетка 380 В, 50 Гц

Робочий бік ЗТО

Робоче місце

13. Гранична концентрація шкідливих речовин та їх клас небезпеки наведені у табл. 4.

Таблиця 4

Надвисока допустима концентрація робочої зони хімічних речовин, які застосовують у цехах із складанням ЕКЗ

№	Найменування речовин	НДК мг/м^3	Клас небезпеки	№	Найменування речовин	НДК мг/м^3	Клас небезпеки
1	Озон	0,1	1	15	Толуол	50	3
2	Оцетон	200	4	16	Трихлоретилен	10	3
3	Етилцелозольв	200	4	17	Малеїновий ангідрид	1	2
4	Еталон	1000	4	18	Діоксан	10	3
5	Оксид хрому (Cr2O3)	1	2	19	Бутилацетат	200	4
6	Циклогексанон	20	3	20	Ізопропанол	10	3
7	Неф рас (по «С»)	100	4	21	Аміак	20	4
8	Гідразин і його похідні	0,1	1	22	Диметилформамід	10	2
9	Кислота соляна (НСl)	5	2	23	Оксид цинку	6	3
10	Ксилол	50	3	24	Фенол	5	3
11	Свинець, його сполуки	0,01	1	25	Перекис водню	5	2
12	Нікель металевий, його сполуки	0,05	1	26	Епоксидні смоли	50	3
13	Берилій	0,001	1	27	Поліетиленполіамін	10	3
14	епіхлоргідрин	1	2	28	Перекис бензолу	5	2

Домашнє завдання

Вивчити:

1. Лабораторне завдання та методику виконання роботи.

2. Зміст і особливості проектування цеху (дільниці) складання та монтажу ЕКЗ.

3. Порядок розробки планування цеху (дільниці).

Зміст роботи

1. Синтезувати маршрут технологічного процесу (ТП) виробництва (складання і монтажу) конкретного вузла ЕКЗ.

2. Провести аналіз особливих умов, які треба урахувати при проектуванні цеху (дільниці) щодо виробництва (складання і монтажу) конкретного вузла ЕКЗ.

3. Розробити ескіз плану цеху (дільниці).

Порядок виконання роботи

1. Проаналізувати конструктивно-технологічні особливості конкретного вузла ЕКЗ.

2. Синтезувати технологічний маршрут виробництва цього вузла ЕКЗ.

3. Визначити основні вимоги до підприємства (цеху), у якому можлива організація виробництва розглянутого виробу ЕКЗ.

4. Розробити ескіз планування цеху (дільниці) складання вузла ЕКЗ у приміщеннях підприємства.

Зміст звіту

1. Схематичне креслення розміщення компонентів та короткий опис конструкторсько-технологічних факторів, які визначають технологічний процес.

2. Синтезований технологічний процес (маршрут) виробництва (складання і монтажу) вузла ЕКЗ.

3. Визначені основні вимоги до підприємства (цеху), де планується виробляти даний вузол ЕКЗ.

4. Ескіз планування цеху (дільниці) складання та монтажу заданого вузла ЕКЗ.

5. Висновки.

Контрольні запитання

1. Характеристика організаційної структури цеху складання і монтажу ЕКЗ.

2. Визначення програми запуску виробів на ТО.

3. Склад технологічної собівартості виробів ЕКЗ.

4. Характеристика трудомісткості ТП, штучного часу виконання ТО.

5. Основні вихідні дані для вибору ЗТО.

6. Визначення необхідної кількості обладнання та коефіцієнта завантаження ЗТО.

7. Порядок розробки планування цеху (дільниці).

8. Методика розрахунку чисельності персоналу цеху.

Список літератури

1. Павловский В.В., Васильев В.И. Проектирование технологических процессов изготовления ЕКЗ: Учеб.пособие к курсовому проектированию. - М.: Радио и связь,1989.-160с.

2. Методические указания к курсовому проектированию по курсу "Технология РЗС и автоматизация производства" / Сост. Тыныныка А.Н. - Одесса: ОГПУ, 1993.-32 с.

3. Технология и автоматизация производства радиоэлектронной аппаратуры: Учеб. для вузов / И.П. Бушминский, О.Ш. Даутов, А.П. Достанко и др. Под ред. А.П. Достанко, Ш.М. Чабдарова.- М.: Радио и связь, 1989.-624с.

4. ОСТ4 ГО.091.202 Узлы и блоки РЭА. Сборочно-монтажные работы. Организация специализированных цехов и участков.

5. Автоматизация и механизация сборки и монтажа на печатных платах / А.В. Егунов и др.; Под ред. В.Г Журавского.- М,: Радио и связь, 1988.-280с.