АКТП – конспект 3.2. СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ТЕХНОЛОГИИ

3.2. СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ТЕХНОЛОГИИ И ИЕРАРХИЧЕСКИЕ УРОВНИ ПРОИЗВОДСТВА

Производственный процесс изго­товления ЭА состоит из большого ко­личества технологических операций, реализуемых на различном оборудова­нии. Отдельные станки объединяются в линии изготовления деталей, ЭРЭ, сборки. Работа станков, линий и про­цесс в целом характеризуются частич­ной или полной синхронизацией и взаимозависимостью выполнения ре­жимов. Поэтому производственный процесс можно отнести к сложным системам, а для его анализа необхо­димо применять системный подход.

Процессы, используемые в производ­стве ЭА, классифицируют на 5 групп.

1. Производство элементной базы, в том числе ЭРЭ, функциональных эле­ментов (ФЭ), микросборок (МСБ) и ИМС, для которого характерны: высо­кий уровень технологичности и автома­тизации, массовый тип производства, тщательность разработки конструкции, высокая надежность и низкая стоимость. Дальнейшее развитие элементной базы будет идти по пути разработки новых материалов, ужесточения требований к их параметрам, уменьшения дефектов подложек, повышения точности и авто­матизации контроля параметров, ис­пользования ЭВМ на стадии проектиро­вания и управления всеми процессами.

2. Изготовление элементов несущих конструкций (штамповка, литье, прессо­вание, точение, фрезерование, электро­физические методы обработки и др.), которые заимствованы из других от­раслей и приспособлены для производ­ства ЭА. Совершенствование осущест­вляется по пути унификации как кон­структорских, так и технологических решений, широкого использования без­отходных и программно-управляемых технологий и гибких модулей про­граммно-управляемого оборудования.

3. Изготовление функциональных элементов — ЗУ, линий задержки и фильтров на поверхностно-акустиче­ских волнах (ПАВ), которое характе­ризуется широким применением инте­гральной технологии, высокой иден­тичностью параметров, повышенными требованиями к оборудованию.

Пер­спективными направлениями разви­тия ФЭ и их технологии являются:

использование новых материалов, по­вышение точности изготовления, сни­жение массогабаритных показателей.

4. Сборка, монтаж и герметизация ЭА, трудоемкость которых составляет до 50—80 % общих затрат производст­ва. Эти процессы имеют невысокий уровень автоматизации и механиза­ции, широкую номенклатуру техноло­гического оснащения, большую долю ручного труда. Для снижения дли­тельности производственного цикла осуществляется параллельная сборка модулей различных уровней, сочета­ние на одной линии сборки и герме­тизации, комплексная автоматизация.

Основными направлениями их совер­шенствования являются: повышение плотности компоновки навесных эле­ментов на ПП, плотности печатного монтажа за счет применения МПП на керамических и полиимидных осно­ваниях; широкое использование бес­корпусных ЭРЭ, перспективной тех­нологии поверхностного монтажа, применение автоматизированного обо­рудования; разработка новых методов сборки и монтажа модулей второго и последующих уровней; оптимизация количества операций промежуточного контроля по экономическим критери­ям; разработка мер по технологиче­скому обеспечению надежности элек­трических соединений.

5. Контроль, регулировка и испыта­ния ЭА, характеризуемые применени­ем высококвалифицированной рабо­чей силы, специальной измерительной аппаратуры. От качества выполнения этих процессов во многом зависит на­дежность выпускаемой аппаратуры. Предварительный контроль и регули­ровка функциональных параметров отдельных модулей позволяют сокра­тить время настройки аппаратуры в целом. Перспективным является ши­рокое использование контролиру­ющей и диагностирующей аппаратуры с применением микропроцессорных комплектов, повышение гибкости их работы и снижение трудозатрат.

Качество и надежность ЭА, а также экономическая эффективность ее про­изводства обеспечиваются с учетом особенностей всех групп процессов.

С позиций системного подхода произ­водство ЭА — это сложная динамиче­ская система, в которой в единый комплекс объединены оборудование, средства контроля и управления, вспомогательные и транспортные уст­ройства, обрабатывающий инструмент или среды, находящиеся в постоянном движении и изменении, объекты про­изводства (заготовки, полуфабрикаты, сборочные единицы, готовые изделия) и, наконец, люди, осуществляющие процесс и управляющие им. Указанную сложную динамическую систему на­зывают технологической системой (ТС).

Как любую сложную систему, ТС характеризуют следующие признаки:

• возможность разбиения на множе­ство подсистем, объединенных об­щей целью функционирования;

• взаимодействие системы и внешней среды;

• функционирование в условиях воз­действия случайных факторов;

• сложные информационные связи между элементами и подсистемами;

• наличие иерархической структуры.

Иерархическая структура ТС озна­чает возможность разбиения системы на подсистемы нижних уровней. С другой стороны, ТС как сложная система входит составной частью в систему отрасли. В настоящее время технологические проблемы решаются на четырех уровнях (рис. 3.2):

1)в масштабах республики (Государ­ственный комитет по науке и тех­нологиям — ГКНТ);

2) в масштабах отрасли (Министерство промышленности);

3) в масштабах предприятия (ПО или НПО);

4) в подсистемах предприятия (цех, участок).

ГКНТ

Министерство промышленности

НПО

НИИ — ПРЕДПРИЯТИЕ — СКТБ

 

Техноло­гические подсис­темы

 

Вспомога­тельное производ­ство

 

Подсисте­ма подго­товки про­изводства

 

Подсистема перспектив­ных разра­боток

 

Рис. 3.2. Иерархические уровни организации тех­нологии ЗА

На первом уровне основными задачами являются:

• разработка и реализация государст­венной политики в сфере науки и технологий;

• координация деятельности минис­терств и других органов управления в сфере научно-технической дея­тельности;

• проведение единой государственной политики в сфере международного научно-технического сотрудничества;

• организационно-методическое регу­лирование развития науки и техники;

• повышение эффективности использования научно-технического потенциала республики;

• контроль за исполнением законода­тельства в области науки и техноло­гий, а также за использованием бюд­жетных средств, выделяемых на раз­витие науки.

Республиканским аналитико-информационным центром, обеспечиваю­щим организацию научно-техниче­ской деятельности и создание инфор­мационного фонда новых технологий, является БелИСА.

На втором уровне решаются следующие задачи:

• разработка перспективных направле­ний научно-технического прогресса;

• определение номенклатуры и про­грамм выпуска изделий в форме гос- заказа;

• определение поставщиков комплектующих деталей и материалов;

• разработка типовых технологически процессов в виде отраслевых стан дартов (ОСТ);

• разработка унифицированного технологического оборудования и оснасти.

• подготовка инженерно-технических кадров для отрасли в системе вузов, колледжей и техникумов;

• информационно-издательская деятельность (журналы, сборники, peклама).

На третьем уровне (на ypoвне предприятия) осуществляется:

• маркетинг;

• оперативное планирование и управление текущим производством;

• техническая подготовка производства новых изделий;

• приобретение и освоение нового технологического оборудования;

• материально-техническое снабжение и сбыт продукции;

• разработка и изготовление специа­лизированного оснащения;

• разработка единичных и групповых ТП в виде стандартов предприятия (СТП);

• подготовка квалифицированных кад­ров в системе профтехобразования.

На четвертом уровне реша­ются задачи, специализированные по видам работ: изготовление деталей, сборка, монтаж, контроль, настройка, испытания и др.

Рассмотрим основные задачи тех­нологии на современном этапе.

  1. Обеспечение конкурентоспособ­ности изделий, которое может быть достигнуто путем улучшения потреби­тельских свойств изделий, а также снижением затрат на их изготовление. Интегральная оценка качества изде­лия учитывает отношение потреби­тельских свойств к величине затрат:

m

I = Σ Πi / ( Зп + Зс )

i = 1

где Πi, — совокупность потребитель­ских свойств; Зп, Зс – затраты на производство изделия и сервисное об­служивание соответственно.

Покупатель предпочитает то изде­лие, в котором достигнут максимум полезного эффекта на единицу затрат. Конкурентоспособность отвечает усло­вию I1 / I2 ≥ 1, где I1,I2 — интеграль­ная оценка качества изделий 1 и 2.

2. Достижение высокого качества изделий в условиях дефицита мате­риалов, энергоресурсов и высокой стоимости рабочей силы. Эта задача решается: снижением материалоемкости изделий, переходом на более де­шевые и технологичные материалы; применением энергосберегающих тех­нологий, использующих электрофизи­ческие методы обработки, порошко­вую металлургию, новые технологии формообразования; уменьшением чис­ла рабочих, занятых тяжелым неква­лифицированным или ручным трудом, путем механизации и автоматизации производства.

3. Дальнейшая микроминиатюриза­ция аппаратуры, связанная с освоени­ем быстродействующих СБИС на арсенид-галлиевых структурах, много­кристальных модулей, микросхем ча­стного применения для радиовеща­тельных приемников и телевизоров, акусто- и оптоэлектронных приборов, которая ставит новые проблемы:

• разработку и внедрение новых про­цессов сборки и монтажа аппарату­ры из бескорпусных ИМС и чиповых элементов на керамических много­слойных платах ,монтаж на поверх­ность (SMT), монтаж матричных БИС (МаБИС), имеющих до 200 выводов с шагом 0,625 и 0,312 мм);

• освоение технологических процес­сов производства типовых элемен­тов сборки (ТЭС) на коммутацион­ных платах с использованием новых материалов (полиимидной пленки, керамических подложек и т. д.);

• разработку и внедрение в производ­ство гибких производственных сис­тем (ГПС), включающих программ­но-управляемое оборудование, ро­боты-манипуляторы, микропроцес­сорные средства управления, а так­же локальные сети ЭВМ, что по­зволит перейти к безлюдной техно­логии, обеспечить гибкую перена­ладку при смене объектов произ­водства и создать условия для внед­рения автоматизированных техно­логических комплексов (АТК).

Спад производства в электронной промышленности в последние годы был вызван следующими причинами:

сокращением объемов выпуска про­дукции специального назначения;

по­терей рынков сбыта в странах СНГ;

неконтролируемой экспансией про­дукции высоких технологий из стран Запада;

отсутствием инвестиций и не­достаточной поддержкой предприятий со стороны государства.

Создание новых технологий должно обеспечить существенное улучшение качественных характеристик изделий, особенно бытовой радиоаппаратуры, ее конкурентоспособность на миро­вом рынке, а также дать социальный эффект, который заключается в улуч­шении условий труда, повышении безопасности производства, устра­нении тяжелого неквалифицированно­го и ручного труда, улучшении эколо­гической чистоты окружающей среды.