Розробка алгоритмічних моделей виготовлення і контролю радіоелектронної апаратури

1. Розробка алгоритмічних моделей виготовлення і контролю PEA

Проведений аналіз якості продукції на підприємствах НВО "Персей" поданий у звіті (1-й етап), вивчення вітчизняних і закордонних матеріалів [6, 7] показали, що найбільш браконосним виробом будь-якого технічного засобу PEA є його друкарський вузол і ТЕЗ.

Відповідно до статистичних даних дефектних виробів брак ДВ і ТЕЗ, по різних причинах, складає 80-90%. Тому навіть незначне зниження відсотка дефектів може призвести до суттєвого економічного ефекту. Виходячи з викладеного, доцільно розробку починати з ТП складання ПУ.

З іншого боку, дефекти необхідно виявляти на можливо більш ранніх стадіях створення PEA, тому що локалізація несправності і її усунення на кожному наступному етапі обходиться в 10 разів дорожче, чим на попередньому.

Порівнюючи викладені вище дві обставини очевидно, що розробку алгоритмічних моделей технологічних процесів складання і монтажу PEA доцільно починати з підготовки ЕРВ до монтажу тобто із вхідного контролю

1.1 Алгоритмічна модель ТП вхідного коптролю ЕРВ

Виходячи з вищевикладеного, розробку алгоритмічної моделі технологічних процесів складання і монтажу PEA будемо починати з вхідного контролю ЕРВ. З цією метою ТП підготовки комплектуючих виробів уявимо графічно нарис. 2.1.

Як видно з рисунка, графічна модель складається з типових операційних і логічних структур, алгоритмічний запис яких, представлений в таблиці №5 і 6 звіту по 1-му етапу дійсної НДР.

Тому технологічна операція., позначена А₁ і відображає підготовку ЕРВ до вхідного контролю, відповідає на мові алгоритмічних алгебр дії, яка називається композицією і має вид;

A₁ = [A₁₁…A_1i…A_1n] (2.1)

де A_1i - технологічна операція підготовки і-ro (будь-якого) типу ЕРВ до вхідного контролю;

Технологічна операція Аг, яка відображає контроль по зовнішньому вигляді і-го виробу, відповідає на мові алгоритмічних алгебр (МАА) дії -фільтрації. Ця операція виконується при логічній умові б_i . При б_i = 1 виріб відповідає ТУ; при б_i =0 виріб не відповідає ТУ й оформлюється рекламаційний акт. На МАА маємо:

А₂=[б₁ …б_i …б_n], (2,2)

де б_i - логічна умова, яка виконується за допомогою візуального контролю і дорівнює:

де Е - тотожний операторі який показує, що виріб відповідає ТУ при б_і = 1;

Nj - оператор, що вказує на переривання контролю ЕРВ, тому що ЕРВ не відповідає ТУ при б_і = 0.

Технологічний контроль ЕРВ по електричних параметрах А₃ записується аналогічно А2₅ як-то:

A₃ = [₁... _i... _n]

де _i - логічна умова, яка виконується при контролі і-го елемента по електричних параметрах, причому



Рис.2,1 Блок-схема алгоритмічної моделі підготовки ЕРВ до монтажу.

Найбільш відповідальною ланкою в ТП підготовки ЕРВ до монтажу, є наладка на необхідний режим устаткування й оснастки. Це пов'язано з тим, що придатний виріб по зовнішньому вигляду й електричних параметрах може остаточно втратити свою вартість після виконання певних технологічних операцій (обрізка виводів, формування і т.д.) на несправному устаткуванні. Ця операція, позначена А4 відповідає математичній дії ітерації і мас па МАА вид:

А₄ = [А₄₁...А_4і...А_4n] (2.4)

A₄₁= a_4i {R_i1}...{R_ipj}, (2.5)

де A₄₁ - оператор, що відображає роботу над устаткуванням (включення, підготовки і т.д.).

г_ij - логічна умова, що перевіряється при контролі j-ro параметра роботи устаткування.

При г_ij =1(0) - устаткування піддається (не піддається) ремонту, наладці й ін,;

R_ij - ремонт і-го устаткування по j-ому параметрі.

Технологічна операція підготовки ЕРВ до монтажу, яка позначена As відповідає робочої операції і має вид:

A₅ = [A₅₁...A_5i...A_5n], (2.6)

a A₅ = a_i b_i c_i d_i e_i,

де а_і - завантаження і-го типономіналу ЕРВ в бункер;

b_i- обрізка і формування виводів;

c_i, d_i - флюсування і лудження виводів відповідно;

e_i - розвантаження готових ЕРВ.

Після виконання ТП Аз необхідно оцінити якість підготовки ЕРВ до монтажу. Технологічний процес контролю якості підготовки ЕРВ запишемо у виді:

А₆= [А₆₁...А_6і...А_6n], (2-7)

а А_6i= V{е_i*V_i},

де V_i - логічна умова, яка перевіряє при візуальному контролі якість підготовки ЕРВ до монтажу;

е_i - логічна умова, яка визначає можливість усунення браку, якщо брак можна усунути, то відбувається доробка.

На заключному етапі технологічного процесу підготовки ЕРВ до монтажу відбувається комплектування їх відповідно до специфікації і планових завдань, У алгоритмічній формі цей процес має вид:

A₇={A₇₁} (2.8)

щ

де А₇₁ - оператор, що відображає комплектування ЕРВ і-гo типу;

щ - логічна умова, сутність якої полягає в тому, що операція повторюється доти, поки не буде досягнутий результат, які відповідає оператору А₇.

I, нарешті, ТП вхідного контролю ЕРВ і підготовки їх до монтажу буде мати вид:

А= [А₁ А₂ А₃А₄ А₅ А₆ А₇]. (2.9)

Розроблені алгоритмічні моделі ТП підготовки ЕРВ до монтажу являють собою формалізований опис ТП на мові алгоритмічних алгебр і є підготовчою роботою для упорядкування імовірнісних моделей для аналізу й оцінки технологічних процесів по критеріях бездифектності і вартості.

1.2 Алгоритмічна модель ТП складання, монтажу і контролю друкованих вузлів

Розглянемо блок-схему типових технологічних процесів складання, монтажу і контролю друкованих вузлів, що приведена на рис.2.2.

Як очевидно з блок-схеми, процес складання і монтажу ДВ являє собою упорядковану в просторі і часі сукупність технологічних операцій. Функцією процесу складання і монтажу є з'єднання ЕРВ і конструктивних деталей у вузли і забезпечення їх функціонування. Велика розмаїтість елементів, які підлягають складанню, використаних методів з'єднань і обробки, визначають значну номенклатуру необхідних операцій і переходів при проектуванні й організації ТП. Тому ТП складання і монтажу ПУ являє собою дуже складний процес.

Однак з метою спрощення розробки алгоритмічної моделі, як було рекомендовано вище, будемо враховувати тільки ті технологічні операції, що створюють практичний вплив на якість (див, звіт 1-й етап).

Виходячи з цього ТП, складання і монтажу ДВ позначимо символом і розчленуємо його на етапи:

підготовка друкованих плат (В₁);

установка ЕРВ на друковані плати (В₂);

пайка (В₃);

контроль функціонування ВІС (В₄);

регулювання ДВ (В₅);

контроль якості функціонування ДВ (В₆);

нанесення вологозахисту на ДВ (В₇);

проведення приймально-здавальних випробувань (B₈);

упаковка ДВ (В₉).

Графічно алгоритмічна модель ТП складання ДВ подана нарис.2.2

На мові алгоритмічних алгебр [4] запишемо:

1. Підготовка друкованих плат:

В₁=[В₁₁... В_1i... В_1m], (2.10)

де В_1i = (f_i g_i h_i i_i)

і = (1чm)

f_i - розконсервація і лудження ДП по ОСТ 4.ГО.054.267;

g_i - установка електромонтажних контактів (штирів) на Ш1 по ОСТ 4.ГО. 054.285;

h_i, - установка деталей механічного кріплення ЕРВ на ДП;

i_і - установка ізоляційних прокладок, шин, що проводять тепло , на ДП.

2. Установка ЕРВ на ПП провадиться по ОСТ 4.ГО054.256

В₂= [В₂₁...В_2і...В_2m] (2.11)

де В_2і = (k_i l_i m_i n_i o_і) {_j z_i}

б_i

k_і - установка транзисторів і-го типу;

l_і - установка резистора і-го типу;

m_i - уст_в конденсаторів і-типу:

n_і - установка діодів і-го типу;

o_і - установка інших ЕРВ і-го типу;



Рис.2.2 Бдок-схема алгоритмічної моделі ТП складання і монтажу ПУ

б₁ - логічна умова, що припускає візуальний контроль правильності установки ЕРВ;

_i - логічна умова, яка виконується у випадку виявлення браку з метою визначення можливості його доробки. Якщо така можливість є, то проводиться доробка (z).

Як показує практика, на цьому етапі відбувається найбільша кількість порушень технологічної дисципліни, і як слідство, найбільша кількість дефектів (до 70%). Причиною виникнення такого великого браку є, насамперед, людський чинник (психологічний, моральний стан, кваліфікація) у сполученні з чинником економіко-організаційного характеру,

З.ПайкаДП:

B₃=pqz{дY}, (2.12)

г

де р - автоматизована пайка виводів ЕРВ методом «Хвиля»;

q - відмивання ДП від флюсу;

z - сушіння ДП;

г - логічна умова, яка виконується при візуальному контролі ДП, з метою оцінки якості пайки і відмивання;

д - логічна умова, яка виконується у випадку виявлення браку з метою визначення можливості його доробки. Якщо така можливість є, то проводиться доробка (Y).

Варто зауважити, що найбільша кількість дефектів на цьому етапі дасть процес пайки «Хвилею» до 12ч15% незважаючи па те, що цей процес у даний час є найбільш прогресивним. В ньому відіграють роль багато чинників, які не завжди вдасться теоретично описати і врахувати, такі як параметри застосовуваного припою, швидкість руху транспортера, температура навколишнього середовища, швидкість потоку повітря, маси виробу, що паяється виробу і т.д. і т.п. Тому режим пайки, який встановлений розрахунковим шляхом докоректується інтуїтивно в залежності від досвіду технолога й інших індивідуальних якостей робітника.

4. Контроль функціонування ВІС;

Для досягнення передбаченої достовірності контролю функціонування ДВ застосовувані інформаційно-вимірювальні системи (ВІС) повинні мати підсистему самоконтролю, що дозволяє своєчасно виявляти відмови і збої устаткування. Так, наприклад, система впутрішньосхемного контролю СОВ, яка випускається серійно, має програмну самодіагностику. На МАА цей процес виглядає;

В₄= [В₄₁ ... В_4i ... В_4m], (2.13)

де В_4і=b_4і{Х_ij}...{Х_ik};

е_ij е_ik

b_4і - підготовка ВIС до роботи;

е_jj - самоконтроль і діагностика системи і її складових частин по j-му параметру;

Х_ij - наладка ВІС по j-му параметру, якщо його величина не відповідає установленим вимогам.

5. Регулювання ДВ;

(2.14)

де B_5m=(W₁VE(W₂VE...(W₁ VE)...))V_i;

p₁ p₂ p₁

з_і - функціональний контроль ДВ, причому г^ = 1(0), якщо ПУ функціонує (не функціонує) відповідно до вимог КД;

р_і - поелементне діагностування ДВ, якщо rj, = 0;

W_i- реєстрація виявлених дефектів (р_і = 1) на друку вальному пристрої ВІС («свідчення про несправність» ДВ);

Е - тотожний оператор;

V_i - наладка і регулювання ПУ.

Регулювання і наладка на основі функціонального контролю забезпечують велику і достовірну (до 95ч98%) оцінку якості ДВ. Проте, цей метод має низьку продуктивність. З метою усунення цього недоліку в звіті (1-й етап) обґрунтовано метод комбінованого діагностування, тобто сполучення функціонального і поелементного, для якого і складена алгоритмічна модель. У залежності від наявності устаткування замовник дійсної НІР може змінити модель відповідно,

6. Контроль якості функціонування ДВ:

Робочі місця апарата ВТК по своїх методах і засобах контролю, як правило, ідентичні з робочими місцями регулювальників.

У цьому випадку етап у формалізованому виді буде мати вид:

В₆= [В₆₁... В_6i,.. В_6m], (2.15)

де В_6і = {ф_i, v_i}

д

д - логічна умова, що забезпечує проведення функціонального контролю працездатності і-го ДВ по ф - параметру.

Якщо фi = 0, то доробку (v_i) ДВ можна уявити, як:

V_i= В_5і (W₁ VE(W₂ VE...(W₁ VE).. )V

p₁ p₂ p₁

При фi = 1 виконується етап вологозахисту і сушіння ДВ.

7. Нанесення вологозахисного прошарку і сушіння ДВ:

B₇=(st)³, (2.16)

де s - нанесення вологозахисного лаку на ДВ;

t - сушіння, після нанесення лаку;

3 - індекс, що позначає кількість прошарків покриття лаком.

8. Приймально-здавальні іспити:

Готові ПУ, змонтовані і проведені на відповідність вимогам КД поставляються на ПЗІ, при цьому

B₈= [B₈₁...B_8l...B_8m], (2.17)

де B_8i= {(T_iVS_i)}

ц_i ш_i

ц_i - логічна умова, що забезпечує виконання функціонального контролю апаратом ВТК;

ш_i - логічна умова, яка полягає в тому, що за результатами контролю можна прийняти рішення про можливість виправлення браку, причому:

Якщо ш_i =1, то проводиться доробка (е_і), якщо ш_i = 0, то оформляється акт про брак, і бракована продукція у встановленому порядку здається в ізолятор браку.

9. Упаковування ПУ:

В₉ - {В₉₁}, (2.18)

щ

де щ - візуальний контроль упаковування.

Таким чином, у даній главі отримано комплекс взаємозалежних алгоритмічних моделей ТП виготовлення і контролю ДВ ТС.

1.3 Алгоритмічна модель ТП виготовлення і функціонування виробів PEA

Технологічний процес складання і контролю функціонування виробів PEA являє собою дуже складну систему, яка складається з множини функціональних одиниць і структур, у тл, і типових, систему, що є закономірним на даному етапі розвитку PEA і відповідає сучасному рівню технології й організації виробництва.

Уявлення такого технологічного процесу на формальній мові математики може виявитися дуже незручним, через громіздкість, а в деяких випадках неможливим, для практичного використання рішення конкретних задач керування. Це очевидно. Тому для інженерних розрахунків цілком прийнятним (припустимим) може бути використання (в алгоритмічних) моделях тільки тих технологічних операцій, що роблять практичний вплив на кількісну оцінку якості продукції.

Зрозуміло, що такий підхід можливий за умови наявності на підприємствах достатніх статистичних даних про порушення технологічних процесів, що реально призводять до зниження якості. На практиці такі дані на підприємствах завжди є, і тому для їхнього збору не існує проблем.

Виходячи з цих принципів, побудуємо графічну модель ТП, яка розглядається. Вона подана на рис.2.3, з якого видно, що модель складається з типових операційних і логічних функціональних структур (ТФС), які відображають такі технологічні операції;

T₁ - ТП складання виробів.

Т₂ - ТП контролю працездатності В1С.

Т₃ - ТП регулювання виробів.

Т₄ - ТП технологічного тренування виробів.

Т₅ - ТП приймально-здавальних іспитів ВТК.

Т₆ - ТП вибіркового контролю апаратом Держприймання або представником замовника.

Т₇ - ТП упаковування і відвантаження готових виробів споживачу,

Т₈ - ТП вхідного контролю працездатності виробів у споживача.

За аналогією з попередніми підрозділами уявимо на ЯАА кожну технологічну операцію. Технологічна операція, яка позначена Ті і відображає складання виробів, відповідає на мові алгоритмічних алгебр дії, яка називається ітерацією і має вид:

T_li= (a_ib_i...c_id_i){_iz_i}, (2.19)

б_i

де a_iчd_i - технологічні операції, що забезпечують складання виробу;

б_i - логічна умова, якій повинен відповідати виріб при візуальному контролі вірності складання виробу відповідно до вимоги КД, при цьому:

б_i = 1, якщо виріб відповідає КД

б_i = 0, якщо виріб не відповідає КД,

_i - логічна умова, яка визначає можливість усунення браку. Якщо брак можна усунути (_i -- 1), то відбувається доробка, якщо не можна усунути (_i=0), то оформляється акт (z_i) на відправку даного виробу в ізолятор браку.

Технологічна операція Т₂ - позначає контроль ВIС. На ЯАА відповідає, як і T₁ дії ітерації і тому має вигляд;

Т_2i=l₁{Y_ij}…{Y_i1} (2.20)

г_1j г₁₁

де l_i - оператор, що відображає роботу над устаткуванням на етапі підготовки його до роботи;

г_ij- логічна умова,, що перевіряється при контролі j-ro параметра і-той ВIС. При г_ij = 1(0) - устаткування піддається (не піддається) ремонту, наладтті;

Y_ij - оператор, що зображає ремонт, наладку, регулювання i-ro BIC по j -параметрі, якщо г_ij = 0.

Процес регулювання виробів представимо як:

(2.21)

де v_i - логічна умова, якій повинен відповідати виріб у процесі регулювання, причому

при v, = 0 регулювальник робить пошук дефектів (поелементна діагностика), наступну доробку (виправлення) (X_i) і, нарешті, повторний контроль (v_i) працездатності виробу.

З метою своєчасного виявлення дефектних і потенційно дефектних ЕРВ і виробничих недоліків у т.ч. «схованих», проводять 100% технологічне тренування виробів. Крім цього, визначається стійкість виробів до циклічної дії температур, зміні вхідної напруги, що постачається, і ін, а також провадиться набір статистичних даних для прийняття оперативних керуючих впливів якості і розробки програм забезпечення надійності.



Рис.2.3 Блок-схема алгоритмічної моделі ТП збирання функціонування РЕA

Технологічне тренування виробів, позначений Т₄ на формалізованій мові буде мати вигляд:

T₄₁= (U_i), (2.22)

з_i

де з_i; - логічна, умова, яка виконується по завершенню технологічного тренування, причому (з_i=1(0)), якщо виріб проходить (не проходить) тренування відповідно до вимоги КТД;

U_i - оператор, що зображає аналіз, доробку і-го виробу, при з_i=0.

Після технологічного тренування проводять приймально-здавальні випробування (ПЗВ), На мові алгоритмічних алгебр ця технологічна операція буде мати вид:

(2.23)

T₅₁=(R₁VE(R₂VE…(R_kVE)))S_k

м₁ м₂ м_k

де л_i - логічна умова, яка виконується при контролі і-го виробу по параметрах, які передбачені ТУ на виріб.

При л_i = 1 виріб відповідає ТУ і признається придатним.

При л_i = 0 виконується умова p., зміст якої полягає у визначенні можливості доробки і повторного пред'явлення на ПЗВ.

При м = 1 -- повторне пред'явлення і реєстрація результатів приймально-здавальних іспитів R;

При и. м = 0 - оформляється акт про брак з зазначенням причин браку. Цю операцію відображає оператор S.

У випадку наявності на підприємстві Держприймання і (або) представництва замовника (ПЗ) наступним етапом ПЗВ може бути вибірковий контроль апаратом Держприймання і ПЗ. У цьому випадку на формальному ЯAA маємо:

Т₆₁={v_i}Q_i, (2.24)

о

де о - логічна умова, яка виконується в процесі визначення відсотка вибірки виробів для ПЗВ з запропонованої партії на приймання;

Q_i - оформлення акта про брак партії.

Процес упаковування прийнятих виробів буде мати вид;

, (2.25)

де щ_i - логічна умова, яка відображає процес контролю якості упаковування.

Важливим етапом для керування якістю виробництва PEA є інформація про претензії до виробів у споживача на вхідному контролі. Цей етап є заключним у ТП виготовлення РЕA.

Відповідно до прийнятих умов, алгоритмічна модель цієї операції має вид:

(2.26)

де ш_i- логічна умова, якій повинен відповідати виріб на вхідному контролі у споживача;

ц_і - можливість доробки за рахунок підприємства виготовлювача.

При ц_і = 1 дефект усувають, при ц = 0 оформляється рекламаційний акт ц_і.

У результаті формалізованого опису ТП виготовлення і контролю PEA в т.ч. технологічних процесів підготовки ЕРВ до монтажу, складання і монтажу ДВ, складання і монтажу PEA отримано комплекс взаємопогоджених алгоритмічних моделей, які дозволяють здійснити перехід до кількісної оцінки без дефектності і вартості виготовлення і контролю.