Методы оценки технологичности конструкции РЭС Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Андреев П.Г., Юрков Н.К., Баннов В.Я. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ РЭС

К свойствам, характеризующим технологичность конструкции радиоэлектронных средств (РЭС) обычно относят трудоёмкость, материалоемкость и энергоемкость, каждое из которых, описывается единичными показателями. Кроме того, в зависимости от затрат труда в каждой области проявления разновидностями трудоемкости могут являться: трудоемкость изделия в технической подготовке производства; трудоем-

кость изделия в изготовлении; трудоемкость изделия в техническом обслуживании; трудоемкость изделия в ремонте; трудоемкость изделия в утилизации; общая трудоемкость изделия.

В общем случае, при сравнительном анализе вариантов конструкции РЭС необходимо обеспечивать выполнение следующих требований:

- существующие или предполагаемые условия выполнения работ в производстве, эксплуатации и ремонте для сравниваемых вариантов конструкции должны быть одинаковыми или приведены к одинаковому организационно-техническому уровню;

- технологические процессы выполнения работ во всех сферах их реализации должны быть прогрессивными;

- сравниваемые варианты конструкции должны иметь примерно равные характеристики по абсолютной величине, а удельные массы конструкций должны иметь однотипную характеристику применяемых материалов;

- трудоемкость анализируемых конструктивных исполнений изделий должна быть тем меньше, чем меньше их масса;

- значения показателей трудоемкости изделия следует определять одним и тем же методом.

В случае невозможности принятия однозначного решения о варианте конструкции РЭС на основе данных о трудоемкости изделия необходимо применение других показателей ресурсоемкости.

К выбираемому методу укрупненного определения трудоемкости изделия должны предъявляться следующие требования:

- точность получаемых с его помощью результатов должна быть в допустимых пределах;

- общедоступность метода;

- метод должен учитывать характерные особенности предполагаемого производства и ориентироваться на типовые конструкции изделий.

Для оценки технологичности конструкции РЭС можно воспользоваться методом многофакторного анализа.

Согласно этому методу трудоемкость изделия определяется зависимостью Т = ТиКд, где Ти - исходный показатель трудоемкости базовой или характерной конструкции РЭС в определенных условиях выполнения работ; К0 - корректирующий коэффициент, учитывающий влияние конкретных условий выполнения работ;

К0 = Кл/Ко(Кс/Кт) , где - коэффициент, учитывающий изменение Т в зависимости от программы вы-

пуска изделий или числа одновременно обслуживаемых в эксплуатации машин, программы их ремонта; Кго

- коэффициент, учитывающий изменение Т в зависимости от продолжительности выпуска изделий, определяемой от года освоения изделия в производстве, ремонте или эксплуатации; К - коэффициент, учитывающий изменение Т в зависимости от серийности производства или ремонта изделий; К - коэффициент, учитывающий технологическую оснащенность выполнения работ.

С увеличением программы выпуска изделий происходят изменения технологических факторов, влияющих

на величину Т . Для определения Км пользуются эмпирической зависимостью К^ )а , где и

- соответственно базовая и фактическая программы выпуска; значения а определяют следующими способами:

а) графический, где на логарифмическую сетку наносят логарифмы значений трудоемкости аналогов изделия, строят линию регрессии, тангенс угла наклона которой и дает искомое значение а ;

б) для подобных изделий проводят анализ данных за несколько лет. Результаты анализа обрабатывают так же, как указано в пункте а);

в) в случаях, когда аналогов изделия с резко выраженными программами выпуска нет, сравнивают имеющиеся статистические данные по трудоемкости от дельных изделий данного производства за несколько лет.

При определении Т учитывается продолжительность выпуска варианта конструкции РЭС.

Если обозначить порядковый номер года выпуска, эксплуатации или ремонта изделия пб , а соответствующее ему значение трудоемкости изделия Ти , то для текущего года с порядковым номером п , при

п > пб справедливо: Кго = (пЩР .

Соответственно, если учитывать только Кго , получим Т = Т(п/п)Р . Для сложных изделий значение показателя, степени р принимают в пределах 0,28 - 0,38.

При небольшом числе изделий, для которых закономерно заметное снижение трудоемкости изделия в

процессе производства, эксплуатации и ремонта, трудоемкость изделия определяют по формуле: Т = Т^1пР

Приведенные эмпирические формулы показывают характер изменения трудоемкости в зависимости от года освоения, которое в общем случае имеет вид гиперболы. Для установления характера изменения трудоемкости конкретного типа изделий рекомендуется проводить специальные разработки.

Влияние типа производства на трудоемкость изделия с технической стороны объясняется тем, что при изменении объема выпуска изделия в определенных интервалах возникает необходимость перехода от одних вариантов процессов изготовления или ремонта к другим, более производительным. С увеличением программы выпуска становится экономически целесообразным использовать в качестве заготовок специальные прогрессивные профили проката с минимальными припусками на обработку, более производительные средства технологического оснащения процессов изготовления и восстановления изделий.

При укрупненном определении трудоемкости изделия может быть введено понятие расчетной серийности Ср , учитывающее влияние таких факторов, как уровень технологической оснащенности, повторяемость и

унификация деталей. В этом случае формула расчета коэффициента Кс имеет вид К с = 1 (С р )Г , где у = 0,3 .

Расчетная серийность с учетом повторяемости и унификации деталей определяется по формуле I

Ср = N Кп +Х КуМ , где Ми - программа выпуска изделия в год, шт.; К - коэффициент, учитывающий /-1

повторяемость деталей; /Су/- - коэффициент унификации с /-м изделием (/=1,2,...,/); - программа

выпуска I -го изделия в год, шт.

Повторяемость деталей определяется как отношение всех деталей в РЭС (оригинальных, унифицированных и стандартных, изготавливаемых на предприятии, без крепежа) к числу их наименований. Введение поправки на расчетную серийность при укрупненном определении трудоемкости изделия исключает необходимость учета программы выпуска при помощи отдельного коэффициента.

Этот метод основан на положении, что значения исходных показателей трудоемкости изделия в изготовлении и ремонте изменяются в основном по мере изменения массы РЭС: Т = ТаКм , где Та - трудоем-

кость изделия, являющегося аналогом проектируемого или полученная статистически для изделий, имеющих общие конструктивные и технологические признаки с анализируемым изделием; Км - коэффициент, учитывающий различия размеров или массы сопоставляемых конструкций.

Учитывая влияние массы детали, определяемой размерами ее обрабатываемых поверхностей, на величину машинного и вспомогательного времени, рекомендуется значения коэффициента Км определять по формуле

к м=см+св зтмттм+, где с м и Св - соответственно коэффициенты, определяющие

долю машинного и вспомогательного времени в штучном; ^ Ми и ^ Ма - суммарные массы анализируемого изделия и изделия-аналога.

Средняя масса одной детали машины т определяется без учета крепежных деталей по следующей формуле: т Ми /(Оор + Оу) , где Оор - число оригинальных деталей, которые предполагается изготавли-

вать (восстанавливать); Оу - число унифицированных (включая стандартные) деталей без крепежа, изготавливаемых (восстанавливаемых) на предприятии.

Приведенное выражение справедливо в тех случаях, когда масса сравниваемых деталей (изделий) не отличается более чем в 2-3 раза; при больших расхождениях значения Км получаются несколько завышенными. При определении средней массы деталей рекомендуется из общей массы изделия исключать массу отдельных деталей (сборочных единиц), искажающих значение средней массы (например, детали очень большой массы и малой трудоемкости).

Для деталей простой формы типа валов, втулок, шестерен рекомендуется упрощенный подход к определению значения Км выражаемый формулой Км = 3( М и/М а)2 , применяемой также для определения трудоемкости геометрически подобных изделий. При этом сопоставляются масса изделий Ми и Ма или площади

их обрабатываемых поверхностей _РИ и Ра : Т = Та(^а) = Та.

Метод удельного нормирования удобен и прост, широко распространен в создании изделий радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), особенно многоблочных РЭС, включающих рабочие места, шкафы и стойки, пульты управления. Каждое из этих изделий имеет свой основной фактор, который может быть положен в основу определения трудоемкости определенного класса изделий. При определении трудоемкости РЭС в изготовлении учитывают следующие основные виды работ: производство несущей конструкции (получение заго-

товок, механическую обработку, сборку, нанесение покрытий и т. п.); внутриблочный и межблочный монтаж; настройку и регулирование аппаратуры; прочие работы (изготовление тары, консервацию, транспортирование и др.).

Определение трудоемкости изделия методом удельного нормирования основано на предварительном определении, нормировании и регламентации удельной трудоемкости конструктивных аналогов изделия. Принимают, что удельный норматив Туд одинаков для аналога и анализируемого изделия. Трудоемкость нового изделия определяют по формуле Т = ТдАР , где ТдА - удельная трудоемкость изделия-аналога; Р - значение главного технического параметра изделия, или полезный эффект, реализуемый изделием при его использовании по назначению.

При установлении удельного норматива раздельно по видам производств, трудоемкость находят как J

Т = ^Тр , J - количество видов производств. Значения ТдА и ТдА . устанавливают на основе срав-]=1

нения нового изделия с подобным, ранее выпускавшимся или выпускаемым в данное время. При этом изделия группируют по признакам их конструктивной и технологической однородности.

В качестве параметра Р может выступать масса изделия М , если она непосредственно определяет функциональные, динамические или другие эксплуатационные свойства изделия (например, летательного аппарата, автомобиля и т. п.).

Пример. Шкаф укомплектован функционально законченными сборочными единицами с электро- и радиоэлементами (ЭРЭ) на печатных платах (типовой элемент замены - ТЭЗ). От числа ТЭЗ зависит функциональная вместимость изделия, что определяет его сложность по объему настроечных и регулировочных работ, а также объем монтажных, внутриблочных и межблочных работ. В качестве основного фактора для укрупненного определения трудоемкости в изготовлении изделия может быть принят ТЭЗ.

Удельную трудоемкость изделия-представителя в изготовлении по I -му основному виду работ Т/А определяют как отношение суммы трудоемкостей по данному виду работ Ту у к числу элементов N . , ха-

J

рактеризующих соответствующий фактор: Т{уд = ХТи/М, где г - вид работы; ] - порядковый номер изде-

j=1

лия-представителя; J - число изделий-представителей, отнесенных к одному классу.

Трудоемкость нового изделия по всей совокупности основных видов работ рассчитывают по формуле

Фактором, характеризующим трудоемкость, является число конструктивных элементов изделия, зависимых от его класса. Для наиболее часто применяемых классов изделий рекомендуется выбирать следующие конструктивные элементы: электронные изделия (рабочие места операторов, шкафы-стойки, блоки) - ТЭЗ;

радиотехнические изделия (шкафы питания, блоки питания) - ЭРЭ и микросхемы; пульты управления -кнопки; табло отображения - ячейки отображения; коммутационные - провода или соединения.

1. Технологичность конструкций изделий/Под ред. Ю.Л. Амирова - М.: Машиностроение, 1985.-268 с.

2. Ушаков Н. Н. Технология производства ЭВМ.- 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1991. -

416 с;

3. Павловский В.В. и др. Проектирование технологических процессов изготовления РЭА. - М.: Радио и связь, 1982.- 161 с.

4. Гаврилов А.Н. Основы технологии приборостроения. - М.: Высш. Шк., 1976.

5. Ушаков Н.Н. Технология элементов вычислительных машин. - М.: Высш. Шк., 1976.

6. ОСТ4.091.169 - 81. ОСТПП. Порядок и правила отработки на технологичность радиоэлектронной аппаратуры. 1981. -18 с.

7. ОСТ4.091.175 - 81. ОСТПП. Методы количественной оценки технологичности конструкций изделий радиоэлектронной аппаратуры. 1982. - 28с.

8. ГОСТ МР 186 - 85. ЕСТПП Правила выбора показателей технологичности конструкции изделий (взамен

ГОСТ 14.202 - 73).

9. ГОСТ МР 186 - 85. ЕСТПП Правила обеспечения технологичность конструкции сборочных единиц (взамен ГОСТ 14.203 - 73).

10. ГОСТ МР 186 - 85. ЕСТПП Правила обеспечения технологичности конструкции деталей (взамен ГОСТ

14.204 - 73).

11. ГОСТ 14.205 - 83 (СТ СЭВ 2063 - 79). ЕСТПП. Технологичность конструкции изделий. Теряны и определения (взамен ГОСТ 18331-73).

T = N ^Тср/ , где Т- средняя удельная трудоемкость изделий-представителей одного класса в изго-i=1

ЛИТЕРАТУРА