Файл: Учебник по Технологии.pdf

тему, включающую в себя коллектив людей, объединенных в сложнейших по технологии и структуре взаимосвязей производственных процессах, работающих на современных аппаратах, станках, механизмах и машинах.

Взаимоотношения и взаимосвязи отдельных элементов и звеньев в подобной системе управления носят весьма сложный характер последовательного подчинения и основаны на обработке и обмене информацией. Выявление лучшей структуры управления и организации можно достичь с помощью математических методов анализа динамики сложных систем, включающей в свой состав такие разделы математики, как теория вероятностей, теория игр и статистических решений, теория информации, теория стохастической аппроксимации, линейное, динамическое и выпуклое программирование, теория массового обслуживания и математическое моделирование.

Решение вопросов обработки, включающей механическую, термическую, химическую и другие виды обработок, требует знания всех достижений в данных областях химии, физики, которые направлены на получение определенных свойств обрабатываемых деталей. Рассмотрение технологической точности производства РЭС ставит новые задачи по определению ошибок изготовления, анализу их и соответствующей корректировке технологического процесса.

Это в свою очередь требует применения новых методов измерения, построения оптимальных технологических процессов.

Таким образом, на успешное решение задач технологии направлены многочисленные разделы современной науки.

В связи с этим намечается ряд перспективных направлений развития технологии: это, во-первых, математическое абстрагирование, т.е. математическое описание всех звеньев технологического процесса с целью получения точных аналитических соотношений, определяющих их взаимосвязь, а также получение переходных характеристик отдельных звеньев (отмеченное позволит проанализировать технологический процесс с точки зрения оптимальности его построения); во-вторых, это активное использование цифровой вычислительной и аналоговой техники на всех этапах проектирования и изготовления РЭС, что включает активное автоматическое управление процессом производства, делает гибким технологический процесс и позволяет решать задачи перестройки технологических процессов.

37

При условии получения объективных оценок технологических процессов весьма важной и актуальной является задача типизации технологических процессов на основе унификации объектов производства. При этом большое значение имеет разработка радиоэлектронных устройств на твердом теле и на интегральных схемах.

Решение этих и других задач позволяет создать оптимальную структуру производственного процесса и его отдельных звеньев, получить такой производственный процесс, который наиболее гибко реагирует на изменения внешних условий и характеристик звеньев, а также перейти к созданию автоматизированных технологических процессов. Это существенно повышает техническую и экономическую эффективность, производительность, качество изделий. Из вышеизложенного следует, что решение задач технологии РЭС основано на большом количестве точных и прикладных наук, описывающих различные аспекты процесса создания РЭС, что позволяет считать технологию РЭС комплексной, синтезирующей наукой.

При изготовлении деталей и их сборке используются различные физические и химические процессы, поскольку изменяются свойства материалов, форма заготовки, размеры, качество поверхностного слоя, относительное положение деталей и осуществляется их соединение, выполняются элементы микрорадиоэлектроники, достигаются заданные параметры узла и РЭС. Технология РЭС изучает использование различных процессов (физических, химических и др.) в данной конкретной производственной обстановке для получения высококачественного РЭС при минимальных затратах овеществленного и живого труда в заданных количествах, в установленное календарное время (в год, квартал, месяц, неделю, сутки).

В современном производстве РЭС можно выделить следующие основные технологические структуры: ТП структурообразования, направленные на формирование физической структуры электрорадиоэлементов (ЭРЭ), микросхем общего и частного применения; ТП формообразования, направленные на получение из заготовок деталей определенной формы, чаще всего выполняющих роль несущих конструкций; а также ТП сборки и монтажа, направленные на создание сборочных единиц и изделий.

Разработка и совершенствование того или иного варианта технологического процесса сопутствуют в явном или неявном виде всему ходу создания РЭС, начиная от составления технического задания и кончая его серийным или массовым выпуском. Исходя из

38

задач того или иного этапа проектирования или производства определяют разный уровень значимости технологических задач. Процесс производства РЭС в свою очередь можно условно разделить на три вполне самостоятельных этапа:

1)изготовление деталей, входящих в состав радиоаппарата;

2)монтаж и сборка всех деталей в узлы, блоки и РЭС в

целом;

3)регулировка и доводка РЭС по параметрам до уровня, определяемого заданными техническими условиями и соответствующей технической документацией.

Каждый этап производства РЭС включает шесть стадий разработки:

1)подготовительную, состоящую из анализа технического задания на изделие или пробных процессов и подборки материала для проектирования;

2)эскизное проектирование;

3)техническое проектирование;

4)опытное производство;

5)выполнение установочной серии;

6)серийное или массовое производство.

Рассмотрим значимость стадий разработки на этапах производства.

В основе этапа изготовления деталей, входящих в состав РЭС, лежит воспроизведение требуемых характеристик путем изменения физико-химических свойств заготовки.

Процесс изменения физико-химических свойств заготовки в широком смысле слова заключается в преобразовании первоначальных характеристик заготовки, полуфабриката или изделия физическими или химическими методами обработки; завершается он созданием новой номенклатурной единицы.

Изготовленные детали или узлы собираются и монтируются далее в единое РЭС, которое полностью отвечает заданным принципиальным схемам и конструкторской документации. Непосредственно после сборки параметры РЭС при его функционировании практически всегда отличаются от электрических параметров, заданных техническими условиями. Лишь при серийном или массовом производстве относительно простых РЭС иногда не требуется проведения дополнительных регулировочных работ.

Регулировочные работы являются завершающими в производстве РЭС и преследуют цель корректировки электрических и меха-

39

нических параметров путем применения тех или иных физикохимических процессов, обеспечивающих заданные техническими условиями характеристики РЭС.

Комплексно-статическое представление технологического процесса позволяет технологу правильно поставить только задачу проектирования процесса в более или менее обычном виде. Детальная же разработка технологического процесса производства РЭС может быть осуществлена лишь на основе изучения динамической взаимосвязи всех его звеньев. Рассмотрение динамического взаимодействия отдельных узлов и систем РЭС требует привлечения количественного математического описания как самого объекта производства, так и технологического процесса, т.е. задания уже определенных точностных и других характеристик процесса производства.

РЭС представляет собой совокупность элементов, объединенных в сборочные единицы и устройства и предназначенных для преобразования и обработки электромагнитных сигналов в диапазоне частот колебаний от инфракрасных до сверхвысоких. Элементы, рассчитанные на совместную работу в РЭС, различают по функциональным, физическим, конструктивно-технологическим признакам и типам связей.

По функциональным признакам элементы РЭС делят в зависимости от тех функций (задач), для выполнения которых они предназначены, например, сопротивление, емкость, индуктивность.

По физическим признакам элементы РЭС различают в зависимости от физических явлений и законов, положенных в основу их функционирования, например, электростатические или динамические элементы.

По конструктивно-технологическому признаку элементы РЭС делят в зависимости от их конструкции и технологии изготовления на дискретные и интегральные, которые объединяют в сборочные единицы, выполняющие элементарные действия (например, генератор, усилитель, счетчик).

По типам связей элементы РЭС делят в зависимости от вида связи между ними в РЭС, например, постоянная связь (проводная), связь с помощью электромагнитного поля (индуктивная).

В зависимости от диапазона рабочих частот РЭС меняются как активные, так и пассивные элементы, использующиеся в РЭС. Например, в диапазоне средних и низких частот используются индуктивности и емкости с сосредоточенными параметрами, которые могут быть изготовлены по любой известной технологии, а в диапазоне СВЧ – с распределенными параметрами, например, двухпроводные, полосковые линии и коаксиальные радиаторы.

40

Важными факторами, определяющими конструктивно-техно- логические особенности любой РЭС, являются ее конструктивное оформление и технология изготовления. Например, конструктивное оформление в виде самостоятельного устройства или встроенного модуля, технология сборки пайкой или механическое соединение, что существенно сказывается на эксплуатационных и производственных характеристиках РЭС. При конструктивно-технологическом анализе РЭС большое внимание следует уделять ее непосредственному назначению и условиям эксплуатации, которые сказываются на выборе технологии производства и конструктивного оформления. Например, наличие механических вибраций при эксплуатации требует применения более надежных методов сборки. Объективной тенденцией совершенствования конструкций РЭС является постоянный рост ее сложности ввиду расширения выполняемых функций и повышения требований к эффективности ее работы.

Конструктивно-технологические особенности РЭС включают функционально-узловой принцип конструирования, технологичность, минимальные габаритно-массовые показатели, ремонтопригодность, защиту от внешних воздействий, надежность (вероятность безотказной работы, среднее время наработки на отказ, среднее время восстановления работоспособности, долговечность и т.д.).

Сущность функционально-узлового принципа конструирования РЭС заключается в объединении функционально законченных схем в сборочные единицы и их модульной компоновке.

2.2.Иерархический подход в конструировании

итехнологии радиоэлектронных средств

Анализ и само представление о сложном предмете при анализе расчленяются на уровни. На высшем уровне используется наименее детализованное представление, отражающее только самые общие черты и особенности анализируемой системы. На каждом новом последовательном уровне разработки степень подробности рассмотрения возрастает, при этом система рассматривается не в целом, а отдельными блоками. Такой подход (называемый блочноиерархическим) позволяет на каждом уровне формулировать и решать задачи приемлемой сложности, поддающиеся уяснению и пониманию одним человеком. Разбиение на уровни должно быть таким, чтобы документация на блок данного уровня была бы обозрима и воспринимаема одним человеком.

Преимущества блочно-иерархического подхода состоят в том, что сложная задача большой размерности разбивается на последо-

41