Некоторые методологические принципы совершенствования управления технологической системой при создании изделий Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

УПРАВЛЕНИЕ, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ИНФОРМАТИКА

УДК 681.586

НЕКОТОРЫЕ МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ ПРИ СОЗДАНИИ ИЗДЕЛИЙ

© 2009 г. М.Г. Мустафаев *, Д.Г. Мустафаева * *

*НПП «Экофон», Владикавказ *RPE «Ekofon», Vladikavkaz

**Северо-Кавказский горно-металлургический институт **North Caucasian Institute of Mining and Metallurgy (государственный технологический университет), (State Technological University),

г. Владикавказ Vladikavkaz

Показано, что совершенствование управления технологической системой обеспечивает стабильность технологического процесса и создание изделий с высокими показателями.

Ключевые слова: прогнозирование; управление; принятие решений; стабильность; системный подход.

It is shown, that perfection of management by technological system provides stability of technological process and creation of products with high indicators.

Keywords: forecasting; management; decision-making; stability; the system approach.

Техническая реализация информационно-вычислительных систем достигается благодаря изделиям интегральной электроники (ИЭ). ИЭ является технической базой ЭВМ и устройств искусственного интеллекта. Вычислительные возможности ЭВМ во многом определяются элементной базой, для создания которой совершенствуются и разрабатываются новые современные технологии [1]. С развитием тонкопленочной технологии открываются новые возможности модернизации и улучшения их технических характеристик. Применение тонкопленочной технологии позволяет создать высокочувствительные преобразователи и приборы [2].

В связи с высокой сложностью технологии производства преобразователей и приборов, а также систем на их основе они в процессе производства подвергаются воздействию большого числа факторов, степень влияния которых различна, а совместное действие приводит к большому разбросу электрофизических параметров изделия. Для каждого отдельного процесса таких факторов может быть несколько десятков, а в течение всего процесса изготовления изделия может подвергаться воздействию нескольких сотен технологических факторов. Поэтому анализировать весь технологический процесс целесообразно на основе системного подхода. Основным при этом является вероятность точности и среднеквадратичное отклонение технологического процесса, а также вероятность безотказной работы технологической системы.

Системы переработки информации при управлении создают по иерархическому принципу. Так, для функционально ориентированных систем управление технологическими процессами осуществляется на основе микро-ЭВМ, для автономного действия - на основе персональных ЭВМ.

Реализация комплекса модель - алгоритм - программа позволяет обеспечить достоверность информации, возможность применения численных методов, быстрый обмен информацией.

Различная группа факторов, имеющих случайную природу, во многих практических ситуациях описывается определенными статистическими закономерностями и может быть учтена при исследовании стабильности технологических процессов.

Исследование стабильности технологических процессов базируется на оценке точности изготавливаемой продукции. Точность изготовления продукции оценивается по «мгновенному» рассеиванию параметров и характеристик изделий и по интегральному их рассеянию за некоторый промежуток времени по некоторым подконтрольным фазовым координатам, характеризующим определенное признаковое пространство, по которому судят о стабильности технологических процессов.

В зависимости от различных условий, позволяющих определять «мгновенные» рассеяния параметров технологических процессов, фактическим точностям присущи случайные колебания относительно некоторых заданных значений. Для выпуска продукции определенного качества технологические процессы должны быть управляемыми.

Учитывая, что в процессе выполнения различных технологических операций происходят различные корректировки, в практических ситуациях можно приближенно считать функцию квазистационарной и нормально распределенной.

Полагая стационарную случайную функцию нормально распределенной, для оценки точности технологического процесса можно использовать математический аппарат теории выбросов случайных процес-

сов. Это позволяет для любой некоторой наперед заданной вероятности указать ширину полосы, за которую будут практически исключены недопустимые отклонения точности.

Из теории выбросов нормальных случайных процессов имеем:

N = - 1п Р ;

- ln P =-,/-

-Г(0) exp (-0,5m);

l = ст

2ln

ln (1/ Po )"

\1/2

>ß

= kст^/-Г(0):

P (t ) = 1 -

1

-J|i( x )dx О

a !ßa

J;

ß dx,

зированного рабочего места технолога производственного подразделения на основе системы управления базами данных (рисунок).

где N - число положительных выбросов случайной функции за пределы с = l; P0 - вероятность нахождения точности технологического процесса в пределах полосы 2l; X " (0) - вторая производная корреляционной функции случайного процесса в точке t = 0;

2/2

m = c /ст ; о - среднее квадратическое отклонение величины I; t - текущее время на участке t0, t\.

Взаимная корреляционная функция связи случайной функции и ее производной равна нулю, т.е. для дифференцируемого стационарного случайного процесса ордината случайной функции и ее производная, взятая в тот же момент времени, являются независимыми случайными величинами. Линейное отклонение точности технологического процесса и ее движение относительно заданной линии могут рассматриваться как независимые случайные величины.

Оценка среднего квадратического отклонения, характеризующего колебание точности технологического процесса:

где k - коэффициент, зависящий от структуры технологической системы.

При решении задач прогнозирования эксплуатационной надежности учитывают как разнообразие причин отказов, так и характер их проявления.

При прогнозировании вероятности безотказной работы Р(() в случае накапливающихся и мгновенных повреждений имеем распределение

где ^(х) - функция интенсивности отказов, оцениваемая по статистике методом моментов; а и в - параметры технологической системы.

При создании продукции микроэлектроники высокого качества возникает необходимость управления технологическим процессом производства изделий. Реализация данной задачи возможна в виде автомати-

Структура математического обеспечения автоматизированного рабочего места

Управление технологической системой позволяет корректировать систематические погрешности, а для исключения случайных ошибок применяется технологическое оборудование, устойчивое к дестабилизирующим факторам и обладающее высокой надежностью. Все это позволяет достичь высокого качества выпускаемой продукции.

При решении задачи управления технологической системой необходимо руководствоваться некоторыми методологическими принципами. Принцип оптимизированного взаимодействия включает показатели функциональной значимости, сложности, массы, габаритных размеров, энергопотребления, надежности, стоимости. Взаимодействие показателей в системе должно иметь оптимальное значение. Реализация данного принципа методами многопараметрической оптимизации позволяет решить задачу создания системы и изделий ИЭ с высокими показателями.

Следствием принципа оптимизированного взаимодействия является решение задач совместимости схемотехнических, технологических и метрологических решений, которые характеризуют уровень и преемственность всей иерархической системы создания микроэлектронных устройств - разработка, проектирование и отработка технологии, организация производства, испытания и эксплуатация. Совместимость считается достигнутой, если обеспечивается процесс целенаправленного управления качеством и надежностью выпускаемых изделий.

Принцип организационно-динамического управления представляет собой систему с прямыми и об-

x

e

ратными связями, обеспечивающую эффективное управление на всех этапах жизненного цикла изделий.

Такая система эффективно функционирует, т.е. управляет технологической системой при обобщении и накапливании опыта по эксплуатации, применении, использовании результатов систематического анализа и совершенствовании методологических принципов управления технологическим процессом.

Рассмотренные методологии и принципы по совершенствованию управления технологической системой направлены на принятие решений по оптимизации параметров процесса, выпуска изделий с высокими техническими характеристиками и с заданными параметрами.

Поступила в редакцию

Полученные меры точности и безотказности в совокупности характеризуют стабильность технологического процесса и системы в целом.

Литература

1. Валиев К.А., Орликовский А.А. Технология СБИС. Основ-

ные тенденции развития // Электроника. 2000. № 4. С. 3-14.

2. Мустафаев Г.А. Пленочные преобразователи энергии // Электронная промышленность. 1995. № 2. С. 34-37.

29 декабря 2008 г.

Мустафаев Марат Гусейнович - инженер НПП «Экофон», г. Владикавказ.

Мустафаева Джамиля Гусейновна - канд. техн. наук, доцент, Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет), г. Владикавказ Тел.: (8672) 61-83-89. E-mail: mshadow@inbox. ru

Mustafaev Marat Guseinovich - engineer, RPE «Ekofon», Vladikavkaz.

Mustafaeva Djamilya Guseinovna - Candidate of Technical Sciences, assistant professor, North Caucasian Institute of Mining and Metallurgy (State Technological University), Vladikavkaz. Ph.: (8672) 61-83-89. E-mail: mshadow@inbox. ru