Основы конструирования и технологии производства РЭС - Елена Кротова

Елена Кротова

Основы конструирования и технологии производства РЭС

Памяти инженера-разработчика Ярославского радиозавода Горохова А. В. посвящаю

Введение

Потребность в радиоэлектронном средстве, предназначенном для решения конкретной задачи или ряда задач, приводит в действие механизм его создания, в основе которого – деятельность разработчика при участии заказчика, представляющая собой проектирование изделия. Сущность этого процесса – принятие инженерных решений, оказывающих непосредственное влияние на изготовление и использование изделий, а также на действие человека при их эксплуатации.

Вся работа по конструированию нового изделия представляет собой процесс преобразования информации вплоть до реализации изделия в металле.

Конструирование и технология производства являются частями сложного процесса разработки РЭА и не могут выполняться в отдельности, без учета взаимосвязей между собой и с другими этапами разработки, и определяют в конечном итоге общие потребительские свойства изделий.

Рабочие функции РЭА характеризуются набором параметров, номинальные значения которых задаются техническим заданием (ТЗ) на разработку изделия. Реализация этих параметров в эксплуатации зависит как от общего комплекса дестабилизирующих факторов условий эксплуатации (климатических, механических и пр.), так и от качества разработки и технологии производства. Учет этих факторов требует от разработчика РЭА знаний по всем вопросам конструкторско-технологического проектирования, а именно:

● виды и порядок разработки технической документации;

● влияние внешних факторов на работоспособность РЭА;

● методы конструирования элементов, узлов и устройств РЭА и изготовления изделий;

● обеспечение электромагнитной совместимости, механической прочности, нормальных тепловых режимов и надежности изделий;

● общие вопросы организации производства РЭА;

● стандартные и специальные технологические процессы в производстве РЭА;

● методы сборки и монтажа;

● методы регулировки, настройки и испытаний РЭА и т. д.

Развитие информационных технологий и применение их при проектировании изделий дает возможность разработчику РЭА использовать принципиально новые инструменты и подходы для сокращения сроков разработки, улучшения технических и снижения экономических показателей создаваемой РЭА.

Предлагаемый учебный материал изложен на основе принципов системного подхода: от простого к сложному, от общего к частному, от теоретического описания к практическому использованию, – и должен способствовать формированию у студентов представления о круге проблем, с которыми им придется столкнуться в будущей профессиональной деятельности.

В первых трех главах студенты знакомятся с нормативной базой проектирования, основными положениями государственной системы стандартизации, Единой системой конструкторской документации (ЕСКД), Единой системой технологической документации (ЕСТД). Студентам предлагается «живая» модель РЭС, которая имеет свой цикл жизни и основные этапы проектирования конструкций и технологий, формируется представление о конкурентоспособной РЭС как большой функциональной, конструктивной и технологической системе. Излагаются принципы моделирования и основные инструменты проектного исследования качества, надежности и серийнопригодности РЭС. Для студентов, обучающихся в классическом университете, необходимо иметь представление о проведении научно-исследовательских работ и опытно-конструкторских разработках, подготовке производства, т. к. их последующая работа может быть связана с различными формами инновационной и предпринимательской деятельности, поэтому в пособии этим вопросам посвящены три отдельные главы – четвертая, пятая и шестая.

В седьмой и восьмой главах обобщаются знания, полученные в ранее изученных курсах «Инженерно-компьютерная графика» и «Радиоматериалы и радиокомпоненты РЭС», и подробно рассматриваются все виды конструкторских документов, функциональное и конструктивное разукрупнение РЭС.

Основным методам проектирования посвящена девятая глава. В десятой главе излагаются основы теории надежности РЭС, рассматриваются основные понятия и определения, статистический анализ надежности. В одиннадцатой, двенадцатой, тринадцатой и четырнадцатой главах приведен материал по вопросам защиты РЭС от воздействия различных дестабилизирующих факторов. Типовые задачи и основные алгоритмы автоматизированного проектирования изложены в пятнадцатой главе.

Инженер-разработчик обязан иметь представление о базовых технологических процессах производства РЭС, в этом ему поможет довольно объемная шестнадцатая глава. В семнадцатой главе изложены основы контроля и управления качеством радиоэлектронных изделий, автором предлагается алгоритм контроля качества изделий на основе идентификации статистических распределений основных параметров РЭС. В восемнадцатой главе дается характеристика основным видам испытаний РЭС. В девятнадцатой главе рассматривается эргономическая оценка системы «человек – машина». Без знания основ эргономики и промышленной эстетики инженер не может в полном объеме вести эффективную разработку надежных, безопасных, привлекательных на рынке и удобных в эксплуатации РЭС.

Автор выражает благодарность профессору кафедры ДЭС ЯрГУ им. П. Г. Демидова , руководству и ведущим специалистам СКБ ОАО «Ярославский радиозавод» за конкретные рекомендации по изложению материала отдельных глав пособия.

Глава 1. Системный подход к конструированию РЭС

1.1. Основные понятия и определения

Основные понятия и определения, которые обязан использовать инженер-разработчик, приводятся в Государственных отраслевых стандартах (ГОСТ): ГОСТЫ на требования к конструкторской документации на изделия ЕСКД – ГОСТ 2.ххх; ГОСТЫ на требования к технологической документации на изделия ЕСТД – ГОСТ 3.ххх; ГОСТЫ на требования к программной документации на изделия ЕСПД – ГОСТ 29.ххх.

Инженер-разработчик должен помнить: ГОСТ – закон, знание его – обязанность, выполнение – стиль жизни.

ИЗДЕЛИЕ (по ГОСТ 2.101) – любой предмет производства (или набор предметов), подлежащий изготовлению на предприятии.

Изделия основного производства предназначены для поставки (реализации). Изделия вспомогательного производства используются как составные части изделий основного производства или используются (например, инструмент) для создания изделий основного производства.

Виды изделий (определение и описание см. самостоятельно в ГОСТ 2.101): деталь, сборочная единица, комплекс, комплект.

Система – это комплекс технических средств, управляемый оператором – человеком (ручной или полуавтоматический режим работы), или контролируемый, или запускаемый оператором (в автоматическом режиме работы). Под радиоэлектронной системой (РЭС) понимают изделие и его составные части, в основу функционирования которых положены принципы радиотехники и электроники. В состав РЭС включаются дополнительные устройства, обеспечивающие ее функционирование: электромеханические устройства, системы питания, охлаждения [1], [11].

Государственные отраслевые стандарты, регламентирующие разработку документации по радиоэлектронным системам имеют классификацию ГОСТ 34.ххх.

Основной документ на деталь – чертёж детали (см. ГОСТ 2.109).

Основной документ на остальные изделия – спецификация. В нее записываются и другие дополнительные документы, (ГОСТ 2.109).

Виды проектирования РЭС удобно разделить на четыре основных вида [2]:

− системотехническое проектирование,

− схемотехническое проектирование,

− конструкторское проектирование, или просто конструирование,

− технологическое проектирование.

Конструкция РЭС есть пригодная для повторения в производстве совокупность деталей и материалов с различными физическими свойствами, находящихся в определенной энергетической и пространственной связи, обеспечивающая выполнение заданных функций с необходимой точностью и надежностью под влиянием внешних и внутренних воздействий [11].

Конструкция РЭС отличается рядом особенностей, выделяющих ее в отдельный класс среди других конструкций.

Прежде всего подобные конструкции отличаются [3]:

1. Иерархической структурой, под которой понимается последовательное объединение более простых электронных узлов в более сложные.

2. Доминирующей ролью электрических и электромагнитных связей.

3. Наличием неоднородностей в электрических соединениях, приводящих к искажению и затуханию сигналов, а также паразитных связей, порождающих помехи (наводки).