Расчет показателей технологичности
Проектирование технологического процесса сборки и монтажа радиоэлектронной аппаратуры начинается с тщательного изучения исходных данных (ТУ и технических требований, комплекта технической документации, программы выпуска, условий запуска в производство и т.д.). На данном этапе основным критерием, определяющим пригодность аппаратуры к промышленному выпуску, является технологичность конструкции.
Под технологичностью конструкции понимают совокупность ее свойств, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов, времени при технической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте по сравнению с соответствующими показателями конструкций изделий аналогичного назначения при обеспечении заданных показателей качества [24].
Оценка технологичности преследует цели:
- определение соответствия показателей технологичности нормативным значениям;
- выявление факторов, оказывающих наибольшее влияние на технологичность изделий;
- установление значимости этих факторов и степени их влияния на трудоемкость изготовления и технологическую себестоимость изделий.
Вид изделия, объем выпуска, тип производства и уровень развития науки и техники являются главными факторами, определяющими требования к технологичности конструкции изделия. Для оценки технологичности конструкции используются многочисленные показатели, которые делятся на качественные и количественные. К качественным относят взаимозаменяемость, регулируемость, контролепригодность и инструментальная доступность конструкции. Количественные показатели классифицируются на:
– базовые (исходные) показатели технологичности конструкций, регламентируемые отраслевыми стандартами;
– показатели технологичности конструкций, достигнутые при разработке изделий;
– показатели уровня технологичности конструкции, определяемые как отношение показателей технологичности разрабатываемого изделия к соответствующим значениям базовых показателей.
Номенклатура показателей технологичности конструкций выбирается в зависимости от вида изделия, специфики и сложности конструкции, объема выпуска, типа производства и стадии разработки конструкторской документации. Отработка конструкций на технологичность включает:
– комплекс работ по снижению трудоемкости и себестоимости изготовления изделий.
– комплекс работ по снижению трудоемкости, цикла и стоимости ремонта и эксплуатации.
Все блоки по технологичности делятся на 4 основные группы: электронные, радиотехнические, электромеханические и коммутационные.
Для каждого блока определяются 7 показателей технологичности, каждый из которых имеет свою весовую характеристику
. Величина коэффициента весомости
зависит от порядкового номера частного показателя в ранжированной последовательности и рассчитывается по формуле:
(8.1)
где q – порядковый номер ранжированной последовательности частных показателей.
Таблица 8.1 – Значение весовой характеристики частных показателей технологичности.
q
|
|
1
| 1, 0
|
2
| 1, 0
|
3
| 0, 8
|
4
| 0, 5
|
5
| 0, 3
|
6
| 0, 2
|
7
| 0, 2
|
Затем на основании расчета всех показателей вычисляют комплексный показатель технологичности:
(8.2)
Коэффициент технологичности находится в пределах
.
Состав показателей технологичности в ранжированной последовательности для блока приведен в таблице 8.2.
Таблица 8.2 – Показатели технологичности конструкции электронных РЭС.
Порядковый номер (i) показателя
| Показатели технологичности
| Обозначение
| Степень влияния
|
1
| Коэффициент применения микросхем и микросборок
| Км.с.
| 1, 0
|
2
| Коэффициент автоматизации и механизации монтажа
| Км.м.
| 1, 0
|
3
| Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ИЭТ к монтажу
|
Км.п.иэт
|
0, 8
|
4
| Коэффициент автоматизации и механизации регулировки и контроля
| Ка.р.к.
| 0, 5
|
5
| Коэффициент повторяемости ИЭТ
| Кпов.иэт
| 0, 3
|
6
| Коэффициент применения типовых технологических процессов
| Кт.п.
| 0, 2
|
7
| Коэффициент прогрессивности формообразования деталей
| Кф
| 0, 1
|
1) Коэффициент применения микросхем и микросборок:
(8.3)
где
– общее число дискретных элементов, замененных микросхемами и установленных на микросборках в РЭС;
– общее число ИЭТ, не вошедших в микросхемы.
Поскольку разрабатываемое устройство содержит ИМС большой и сверхбольшой степени интеграции, содержащих до нескольких десятков тысяч элементов, Км.с практически не будет отличаться от единицы.

2) Коэффициент автоматизации и механизации монтажа:
(8.4)
где
– количество монтажных соединений ИЭТ, которые предусматривается осуществить автоматизированным или механизированным способом. Для блоков на печатных платах механизация относится к установке ИЭТ и последующей пайке волной припоя;
– общее количество монтажных соединений. Для разъемов, реле, микросхем и ЭРЭ определяется по количеству выводов. Информация об элементах, паяемых волной приведена в таблице 8.
Таблица 8.3 – Элементы, паяемые волной припоя.
Наименование элемента
| Количество элементов
| Количество выводов у одного элемента
| Всего выводов
|
Конденсаторы
К53-4А-16В-10мкФ+20% ОЖО.464.149 ТУ
| 4
| 2
| 8
|
К10-17-1б-Н90-0, 1мкФ ОЖО.460.107 ТУ
| 63
| 2
| 126
|
К10-17-1б-М1500-470пкФ ОЖО.460.107 ТУ
| 1
| 2
| 2
|
Резисторы ОЖО.467.093 ТУ
С2-33Н-0, 125-1кОм+5% А-Д-В
| 1
| 2
| 2
|
С2-33Н-0, 125-330 Ом+5% А-Д-В
| 3
| 2
| 6
|
С2-33Н-0, 125-510 Ом+5% А-Д-В
| 1
| 2
| 2
|
Диод 2Д522б дР3.362.029-01 ТУ
| 1
| 2
| 2
|
Индикатор единичный
АЛ307БМ аАО.336.076. ТУ
| 1
| 2
| 2
|
Генератор ГК1-07 ЕИМН.433526.001 ТУ
| 1
| 3
| 3
|
Микрсхемы
КР1533ТМ2 бКО.348.806-02 ТУ
| 5
| 14
| 70
|
Набор резисторов НР1-4-9-1кОм+5%
| 1
| 8
| 8
|
КР1533СП1 бКО.348.806-05 ТУ
| 1
| 14
| 14
|
КР1533ИД4 бКО.348.806-06 ТУ
| 3
| 16
| 48
|
КР1533АП9 бКО.348.806-46 ТУ
| 1
| 20
| 20
|
КР1533ЛА23 бКО.348.806-40 ТУ
| 2
| 14
| 28
|
КР1533ЛН1 бКО.348.806-01 ТУ
| 3
| 14
| 42
|
КР1533ТМ8 бКО.348.806-24 ТУ
| 1
| 16
| 16
|
КР1533ЛА3 бКО.348.806-01 ТУ
| 1
| 14
| 14
|
К170АП2 бКО.348.037-04 ТУ
| 1
| 8
| 8
|
К170УП2 бКО.348.037-05 ТУ
| 1
| 16
| 16
|
КР1810Гф84 бКО.348.800-04 ТУ
| 1
| 20
| 20
|
КР1533ИР23 бКО.348.806-26 ТУ
| 8
| 20
| 160
|
КР1533ИР22 бКО.348.806-26 ТУ
| 4
| 20
| 80
|
КР1533АП6 бКО.348.806-30 ТУ
| 6
| 20
| 120
|
КР1533ИР10 бКО.348.806-42 ТУ
| 1
| 20
| 20
|
КР1533КП11А бКО.348.806-28 ТУ
| 7
| 16
| 112
|
КР1533ИЕ10 бКО.348.806-27 ТУ
| 4
| 16
| 64
|
КР1533ЛЛ1 бКО.348.806-40 ТУ
| 3
| 14
| 42
|
КР537РУ25А бКО.348.532-10 ТУ
| 2
| 24
| 48
|
КР1533ИР8 бКО.348.806-50 ТУ
| 1
| 14
| 14
|
КР753РФ6А бКО.348.422-06 ТУ
| 2
| 28
| 56
|
КР537РУ17 бКО.348.532-17 ТУ
| 2
| 28
| 56
|
ЭКР1834ВМ86 бКО.348.806-06 ТУ
| 1
| 40
| 40
|
КР1533ЛИ1 бКО.348.806-13 ТУ
| 1
| 14
| 14
|
КР1533ЛА4 бКО.348.806-09 ТУ
| 1
| 14
| 14
|
КР580ВИ53 бКО.348.745-10 ТУ
| 1
| 24
| 24
|
КР1810ВН59АбК0.348.800-01 ТУ
| 1
| 28
| 28
|
КР580ВВ51А бКО.348.745-03 ТУ
| 1
| 28
| 28
|
КР1533ТМ7 бКО.348.806-48 ТУ
| 1
| 16
| 16
|
КР1533ИД7 бКО.348.806-08 ТУ
| 3
| 14
| 42
|
КР1533ИЕ2 бКО.348.806-41 ТУ
| 1
| 14
| 14
|
Всего выводов 1446.
Элементы, которые не паяются волной припоя и информация о них для дальнейшего расчета представлена в таблице 8.4.
Таблица 8.4 – Элементы, не паяемые волной припоя.
Наименование элемента
| Количество элементов
| Количество выводов у одного элемента
| Всего выводов
|
Резонатор РК169МА-6АП-18432К-В
| 1
| 2
| 2
|
Конденсатор
К10-17-2б-Н90-1, 0мкФ ОЖО.460.107 ТУ
| 1
| 2
| 2
|
Соединители
СНП221-64 РП31-1 АШДК.434410.063 ТУ
| 1
| 34
| 34
|
СНП221-64 РП31 АШДК.434410.063 ТУ
| 1
| 21
| 21
|
Всего выводов 62.

3) Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ИЭТ к монтажу:
(8.5)
где
– количество ИЭТ в штуках, подготовка выводов которых осуществляется с помощью автоматов и полуавтоматов; в их число включаются ИЭТ, не требующие специальной подготовки (патроны, реле, разъемы и т.д.);
– общее число ИЭТ, которые должны подготавливаться к монтажу в соответствии с требованиями конструкторской документации.
Элементы, которые к монтажу подготавливаются с помощью автоматов или полуавтоматов представлены в таблице 8.5.
Элементы, подготавливаемые к монтажу вручную, соблюдая требования к установке, представлены в таблице 8.6.
Таблица 8.5 – Элементы, подготавливаемые к монтажу с помощью оборудования.
Наименование элемента
| Количество элементов
|
Конденсаторы
К53-4А-16В-10мкФ+20% ОЖО.464.149 ТУ
| 4
|
К10-17-1б-Н90-0, 1мкФ ОЖО.460.107 ТУ
| 63
|
К10-17-1б-М1500-470пкФ ОЖО.460.107 ТУ
| 1
|
К10-17-2б-Н90-1, 0мкФ ОЖО.460.107 ТУ
| 1
|
Резисторы ОЖО.467.093 ТУ
С2-33Н-0, 125-1кОм+5% А-Д-В
| 1
|
С2-33Н-0, 125-330 Ом+5% А-Д-В
| 3
|
С2-33Н-0, 125-510 Ом+5% А-Д-В
| 1
|
Диод 2Д522б дР3.362.029-01 ТУ
| 1
|
Индикатор единичный
АЛ307БМ аАО.336.076. ТУ
| 1
|
Резонатор РК169МА-6АП-18432К-В
| 1
|
Генератор ГК1-07 ЕИМН.433526.001 ТУ
| 1
|
Всего элементов 80.
Таблица.8.6 – Элементы, подготавливаемые к монтажу с соблюдением ГОСТов.
Наименование элемента
| Количество элементов
|
Микрсхемы
КР1533ТМ2 бКО.348.806-02 ТУ
| 5
|
Набор резисторов НР1-4-9-1кОм+5%
| 1
|
КР1533СП1 бКО.348.806-05 ТУ
| 1
|
КР1533ИД4 бКО.348.806-06 ТУ
| 3
|
КР1533АП9 бКО.348.806-46 ТУ
| 1
|
КР1533ЛА23 бКО.348.806-40 ТУ
| 2
|
КР1533ЛН1 бКО.348.806-01 ТУ
| 3
|
КР1533ТМ8 бКО.348.806-24 ТУ
| 1
|
КР1533ЛА3 бКО.348.806-01 ТУ
| 1
|
К170АП2 бКО.348.037-04 ТУ
| 1
|
К170УП2 бКО.348.037-05 ТУ
| 1
|
КР1810Гф84 бКО.348.800-04 ТУ
| 1
|
КР1533ИР23 бКО.348.806-26 ТУ
| 8
|
КР1533ИР22 бКО.348.806-26 ТУ
| 4
|
КР1533АП6 бКО.348.806-30 ТУ
| 6
|
КР1533ИР10 бКО.348.806-42 ТУ
| 1
|
КР1533КП11А бКО.348.806-28 ТУ
| 7
|
КР1533ИЕ10 бКО.348.806-27 ТУ
| 4
|
КР1533ЛЛ1 бКО.348.806-40 ТУ
| 3
|
КР537РУ25А бКО.348.532-10 ТУ
| 2
|
КР1533ИР8 бКО.348.806-50 ТУ
| 1
|
КР753РФ6А бКО.348.422-06 ТУ
| 2
|
КР537РУ17 бКО.348.532-17 ТУ
| 2
|
ЭКР1834ВМ86 бКО.348.806-06 ТУ
| 1
|
КР1533ЛИ1 бКО.348.806-13 ТУ
| 1
|
КР1533ЛА4 бКО.348.806-09 ТУ
| 1
|
КР580ВИ53 бКО.348.745-10 ТУ
| 1
|
КР1810ВН59АбК0.348.800-01 ТУ
| 1
|
КР580ВВ51А бКО.348.745-03 ТУ
| 1
|
КР1533ТМ7 бКО.348.806-48 ТУ
| 1
|
КР1533ИД7 бКО.348.806-08 ТУ
| 3
|
КР1533ИЕ2 бКО.348.806-41 ТУ
| 1
|
Соединители
СНП221-64 РП31-1 АШДК.434410.063 ТУ
| 1
|
СНП221-64 РП31 АШДК.434410.063 ТУ
| 1
|
Всего элементов, подготавливаемых к монтажу таким образом 74.

4) Коэффициент автоматизации и механизации регулировки и контроля:
(8.6)
где
–число операций контроля и регулировки, выполняемых на полуавтоматических и автоматических стендах;
– общее количество операций контроля и регулировки. Две операции: визуальный контроль и электрический являются обязательными. Если в конструкции имеются регулировочные элементы, то количество операций регулировки увеличивается пропорционально числу элементов. В разрабатываемом устройстве имеются два подстроечных резистора, следовательно, число операций контроля увеличится на два.

5) Коэффициент повторяемости ИЭТ:
(8.7)
где
– количество типоразмеров оригинальных ИЭТ в РЭС. К оригинальным относятся ИЭТ, разработанные и изготовленные впервые по техническим условиям; типоразмер определяется компоновочным размером и стандартом на элемент;
– общее количество типоразмеров элементов.

6) Коэффициент применения типовых технологических процессов:
(8.8)
где
и
– число деталей и сборочных единиц, изготавливаемых с применением типовых и групповых технологических процессов;
Д и Е – общее число деталей и сборочных единиц В РЭС, кроме крепежа.

7) Коэффициент повторяемости печатных плат:
, (8.9)
где Дтпп - число типоразмеров печатных плат;
Дпп - общее число печатных плат.

По формуле (8.1.2) рассчитываем комплексный показатель технологичности:

Так как заданный показатель технологичности 0, 8, то можно сказать, что данная конструкция удовлетворяет требованиям технологичности.