Организация технологической подготовки производства

Рациональная организация производственного процесса невозможна без проведения технологической подготовки производства (ТПП), которая должна обеспечивать полную готовность предприятия к производству изделий РЭА в соответствии с заданными технико-экономическими показателями на высоком техническом уровне с минимальными трудовыми и материальными затратами.

Технологическая подготовка производства - совокупность методов организации, управления и решения технологических задач на основе комплексной стандартизации, автоматизации и средств технологического оснащения. Она базируется на единой системе технологической подготовки производства (ГОСТ 14.002-83). Стандарты ЕСТПП устанавливают общие правила организации управления производством, предусматривают применение прогрессивных ТП, стандартной технологической оснастки и оборудования, средств механизации и автоматизации производственных процессов и инженерно-технических и управленческих работ (ГОСТ 14.001-83).

Основные задачи планирования ТПП: определение состава, объёма и сроков работ по подразделениям; выявление оптимальной последовательности и рационального сочетания работ. Изготавливаемые блоки, сборочные единицы и детали РЭА распределяют по производственным подразделениям, определяют трудовые и материальные затраты, проектируют технологические процессы и средства оснащения. При этом решают следующие задачи.

1. Отработка конструкции изделия на технологичность. Ведущие технологи проводят технологический контроль конструкторской документации, оценку уровня технологичности конструкции изделия, отработку конструкции изделия на технологичность.

2. Прогнозирование развития технологии. Изучение передового опыта в области технологии и подготовка рекомендаций по его использованию. Проведение лабораторных исследований по новым технологическим решениям, выявленным в процессе прогнозирования.

3. Стандартизация технологических процессов. Проводится анализ конструктивных особенностей деталей, сборочных единиц и их элементов, обобщение результатов анализа и подготовка рекомендаций по их стандартизации, разработке типовых технологических процессов (ТТП).

4. Группирование технологических процессов. Осуществляется анализ и уточнение границ классификационных групп деталей, сборочных единиц, разработка групповых ТП.

5. Технологическое оснащение. Выполняется унификация и стандартизация средств технологического оснащения, выявляется трудоёмкая оригинальная оснастка, определяется потребность в универсальной таре для деталей и сборочных единиц. Проектирование и оснащение рабочих мест проводится согласно групповым и типовым технологическим процессам.

6. Оценка уровня технологии. Определяется уровень технологии на данном предприятии, устанавливаются основные направления и пути повышения уровня технологии.

7. Организация и управление процессом ТПП. Распределение номенклатуры деталей и сборочных единиц между технологическими бюро, выявление узких мест в ТПП и мер по их ликвидации, контроль за выполнением работ по ТПП.

8. Разработка технологических процессов. Разрабатывают новые и совершенствуют действующие единичные ТП и процессы технического контроля заготовок, деталей, сборки и испытания составных частей и изделий в целом, проводят корректировку ТП.

9. Проектирование средств специального технологического оснащения. Выбор вариантов специального технологического оборудования, выпускаемого промышленностью, или разработка технических заданий на его проектирование. Проектирование специального инструмента, приспособлений, штампов, пресс-форм и другой оснастки.

10. Разработка норм. Разработка технически обоснованных норм расхода материалов, затрат труда и времени на выполнение операций. Разработка стоимостных затрат по цехам для обеспечения хозрасчётной деятельности.

В зависимости от размеров партий выпускаемых изделий РЭА характер ТПП серийного производства может изменяться в широких пределах, приближаясь к процессам массового (в крупносерийном) или единичного (в мелкосерийном) типа производства. Правильное определение характера проектируемого ТП и степени его технической оснащённости, наиболее рационального для данных условий конкретного серийного производства, является очень сложной задачей, требующей от технолога понимания реальной производственной обстановки и ближайших перспектив развития предприятия.

Технологическая подготовка производства РЭА должна содержать оптимальные решения не только задач обеспечения технологичности изделия, проектирования и постановки производства, но и проведения изменений в системе производства, обусловленных последующим улучшением технологичности и повышением эффективности изделий. Поэтому современная ТПП сложных радиоэлектронных изделий должна быть автоматизированной и рассматриваться как органическая составная часть САПР - единой системы автоматизации проектных, конструкторских и технологических разработок.

Этапы разработки технологических процессов. Правила разработки техпроцессов определены в рекомендациях Р50-54-93-88. В соответствии с этими правилами разработка ТП состоит из по­следовательности этапов, набор и характер которых зависит от типа запускае­мого в производство изделия, вида ТП, типа производства. В таблице в качест­ве примера приведены этапы разработки ТП монтажа и сборки электронных узлов.

Этап	Основные задачи этапа
Анализ исходных данных	Изучение конструкторской документации. Анализ техно­логичности конструкции. Анализ объема выпуска изделия и опре­деление типа производства
Выбор типового (базового) ТП	Определение места изделия в классификационных группах ТП. Приня­тие решения об использовании действующего ТП
Разработка схемы сборки	Анализ состава из­делия. Выбор базовой детали или сборочной единицы. Разработка схемы сборки с базовой дета­лью
Составление маршрутного ТП	Определение последовательности технологических операций. Оп­ределение штучного времени Тшт по заданному коэффициенту за­крепления операций и объему выпуска. Выбор обо­рудования и средств технологического оснащения
Разработка тех­нологических операций	Разработка структуры операции и последовательности переходов. Разработка схем установки деталей при сборке и монтаже. Выбор средств технологического оснащения. Расчет режи­мов, составляющих Тшт и загрузки оборудования
Расчет технико-экономической эффективности	Определение разряда работ по классификатору разрядов и профессий. Выбор вариантов операций по технологической себестоимости
Анализ ТП с точки зрения техники безо­пасности	Выбор и анализ требований по шуму, вибрациям, воз­действию вредных веществ. Выбор методов и средств обеспечения сохранности экологической среды
Оформление технологиче­ской докумен­тации	Оформление эскизов технологических операций и карт. Оформле­ние карт маршрутного и операционного техпроцессов
Разработка ТЗ на специаль­ную оснастку	Схема базирования заготовок. Определение погрешно­стей базирования и точности приспособлений. Определение коли­чества заготовок и схемы их закрепления. Составление схем привязки приспособления к оборудованию

Средства технологического оснащения производства РЭА включают: технологическое оборудование (в том числе контрольное и испытательное); технологическую оснастку (в том числе инструменты и средства контроля); средства механизации и автоматизации производственных процессов.

Технологическое оборудование - это орудия производства, в которых для выполнения определённой части ТП размещаются материалы или заготовки и средства воздействия на них. Технологическая оснастка - это орудия производства, добавляемые к технологическому оборудованию для выполнения определённой части ТП. Средства механизации - это орудия производства, в которых ручной труд человека частично или полностью заменён машинным с сохранением участия человека в управлении машинами. Средства автоматизации - это орудия производства, в которых функции управления выполняют машины, приборы и ЭВМ.

Состав технологического оборудования и применяемой технологической оснастки зависит от профиля цехов производства РЭА.

Заготовительные цехи оснащены оборудованием для получения заготовок из стандартных профилей и листов для механических цехов, заготовки ПП, заготовки для сборки каркасов блоков, рам, стоек и др. Резку листовых и роспуск рулонов металлических и неметаллических материалов производят в основном гильотинными и роликовыми ножницами. Неметаллические материалы толщиной свыше 2,5 мм режут на специальных станках дисковыми пилами, фрезами, а также абразивными и алмазными отрезными кругами.

Холодная штамповка является одним из основных методов получения деталей в производстве РЭА. 50-70% деталей получают холодной штамповкой, при этом трудоёмкость штампованных деталей, несмотря на их высокий удельный вес, составляет всего 8-10% общей трудоёмкости производства. Штамповочные цехи оснащены эксцентриковыми и кривошипными прессами, которые относятся к категории универсального оборудования. В производстве РЭА широкое применение получил метод поэлементной штамповки, который заключается в последовательной обработке простейших элементов деталей (участков наружного контура, внутренних отверстий, пазов и т. д.) на сменных штампах. В последние годы в штамповочное производство внедряют промышленные роботы. Они позволяют механизировать вспомогательные операции (подачу полос, лент и штучных заготовок, съём и учёт деталей и т. д.) по обслуживанию прессов, превратить универсальные прессы в комплексно-автоматизированные агрегаты.

Литейный цех, цех изготовления деталей из пластмасс имеют высокопроизводительные машины для литья и прессования, пресс-автоматы. Это оборудование позволяет получать заготовки с минимальными припусками на механическую обработку.

Удельный вес механической обработки деталей снятием стружки в производстве РЭА всё ещё велик (30-35% от общей трудоёмкости). С переходом на изготовление аппаратуры новых поколений изменяется качественное содержание механической обработки, она становится более прецизионной. Механические цехи оснащены преимущественно токарными станками и автоматами, универсальными фрезерными и сверлильными станками, шлифовальными станками и др.

Механизация и автоматизация в механических цехах развивается по следующим направлениям: максимальное использование токарных автоматов, холодновысадочных автоматов и токарно-револьверных станков; внедрение станков с числовым программным управлением и с использованием роботов для механизации вспомогательных операций; оснащение универсальных станков механизмами, работающими в качестве зажимных, автоматических загрузочных, контрольно-измерительных и прочих устройств; организация для определённых групп деталей небольших поточных линий с замкнутым циклов обработки.

После механической обработки на поверхности деталей остаются загрязнения. Ещё более сложными являются вопросы промывки собранных узлов и блоков аппаратуры, удаления остатков паяльных флюсов и других загрязнений, влияющих на надёжность аппаратуры. Совершенствование технологии очистки поверхности деталей и промывки узлов идёт по пути замены взрывоопасных, легковоспламеняющихся и токсичных органических растворителей водными растворами синтетических моющих препаратов и щелочных обезжиривающих растворов. Снижение трудоёмкости очистных операций достигается за счёт применения конвейерных, карусельных моечных машин, ультразвуковых ванн, центрифуг, установок с механизмами вибрационного качания и др.

Гальванические цехи в зависимости от экономически целесообразного уровня механизации оснащаются различными видами оборудования: автоматами и автоматическими линиями, обеспечивающими без участия человека передачу деталей (подвесок, барабанов) с одной позиции обработки на другую и выдержку их в ваннах в соответствии с заданной программой обработки; автоматизированными системами управления гальванопокрытиями.

Цехи по производству ПП оснащены универсальным оборудованием, разработанным специально для выпуска такого вида продукции. Это механизированные и автоматизированные линии химической, электрохимической обработки, установки для нанесения фоторезистов и сеткографии, станки с ЧПУ для механической обработки, автоматизированные стенды контроля плат. Оборудование с ЧПУ применяют для изготовления фотошаблонов и трафаретов, сверления монтажных отверстий и фрезерования ПП.

В цехах лакокрасочных покрытий высокий уровень механизации достигается путём организации технологических поточных линий. Окрасочные и сушильные камеры с ручной установкой деталей заменяются проходными камерами, а в качестве транспортирующих устройств используют конвейеры. Окраска является одним из видов обработки, где роботы нашли применение как автономные агрегаты, самостоятельно владеющие рабочим инструментом-распылителем.

Сборочные цехи оснащены как универсальным, так и специальным оборудованием и оснасткой (конвейерные линии и рабочие места электромонтажников, оборудование по подготовке, установке и пайке радиодеталей на ПП, стенды для контроля и регулировки функциональных параметров сборочных единиц и пр.). На оборудовании с ЧПУ производят установку и пайку ИС с планарными выводами, а также осуществляют контроль электрических цепей ячеек. Программное управление обеспечивает автоматизацию проводного монтажа, контроль электрических цепей в модулях всех уровней.

Предприятия, выпускающие РЭА на ИС частного применения, оснащены оборудованием, используемым в электронной промышленности: установки для диффузии, ионного легирования, термического окисления, оборудование для термического испарения материалов в вакууме, а также сборки и герметизации ИС.

Важным показателем работы оборудования, технологической оснастки и правильности их выбора является степень использования каждого станка и оснастки в отдельности и всех вместе по разработанному процессу.

Разработка технологических процессов изготовления, сборки и наладки радиоэлектронной аппаратуры должна базироваться на двух основах: технической и экономической. Техническая основа - ТП должен обеспечивать необходимое качество аппаратуры. Экономическая основа - ТП должен обеспечить выпуск РЭА с минимальными затратами и с высокой производительностью труда.