Экзаменационные вопросы по курсу «Проектирование и технология рэс»
Скачать 0.49 Mb.
|
Экзаменационные вопросы по курсу «Проектирование и технология РЭС»
Технология (греч. techne – искусство, мастерство, умение + logos – понятие, учение) – совокупность знаний о способах и средствах производственных процессов. Задача технологии как науки – выявление физических, химических, механических и других закономерностей с целью определения и использования на практике наиболее эффективных и экономичных производственных процессов. Предмет курса – технология радиоэлектронной аппаратуры и оснащение технических процессов ее изготовления. Радиоэлектронная аппаратура – это обобщенное понятие, относящееся к электронной, электронно-вычислительной и электросвязной аппаратуре. Под оснащением понимают оборудование, оснастку, средства механизации, автоматизации и управления техническими процессами (ТП), в том числе контроля и испытания. Цель курса: - изучение технологических процессов производства РЭА и методов их проектирования; - изучение основ управления отдельными процессами, качеством изготовляемой аппаратуры и всей технологической системой в целом; - изучение средств автоматизации, в том числе гибких автоматизированных производств; - изучение методов моделирования, оптимизации, анализа и синтеза технологических систем; - изучение системы технологической подготовки производства; - приобретение навыков работать с технологической документацией и проектировать технологические процессы.
Конструкция – совокупность деталей с разными физическими свойствами и формами, находящихся в определенной электрической, пространственной, механической, тепловой, магнитной и энергетической взаимосвязи, обеспечивающей выполнение заданных функций с необходимой точностью и надежностью в условиях внешних воздействий и предусматривающей возможность его повторения в условиях производства. Разработка, изготовление и эксплуатация РЭС должны быть оптимальны на всех стадиях и, следовательно, рассматриваться как единое целое. Для этого вводят понятие технологической цепочки. Технологическая цепочка – совокупность последовательных этапов, начиная с логического, проектировании и разработки конструкции РЭС, выпуска технологической документации и заканчивая изготовлением, испытанием и ремонтом деталей, узлов и блоков, а также сборкой, регулировкой и испытанием готового прибора.
Технология должна обеспечивать заданные свойства изделия. Качество отдельной детали или изделия – совокупность свойств, обуславливающих способность отвечать определенным требованиям в соответствии с ее назначением. Основными показателями качества изготовленных изделий являются точность сформированных физических свойств, выполненных размеров и формы элементов деталей, надежность. Структура и характеристика технологических систем Технологические системы относятся к сложным системам. Сложная система - объект, предназначенный для выполнения заданных функций, который может быть расчленен на элементы, каждый из которых также выполняет определенные функции и находится во взаимодействии с другими элементами системы.
Основной задачей технолога является разработка и внедрение технологических процессов, а также выпуск необходимой для этого технологической документации. Эта задача решается на базе типовых технологических процессов (ТПП).
обеспечение соответствия требованиям международных стандартов; совершенствование конструкций и увеличение функциональных возможностей аппаратуры с переходом к интегрированным базовым несущим конструкциям со встроенными системами мониторинга, электропитания, термостабилизации и электрического монтажа; расширение номенклатуры в целях обеспечения всех видов технической совместимости и совместимости с объектами-носителями; внедрение в производство современных материалов и технологий. внедрение новых информационных технологий электронной поддержки жизненного цикла изделий; решение вопросов импортозамещения унифицированных электронных модулей и базовых несущих конструкций. новые методы присоединения, сварки, пайки, в том числе с применением бессвинцовых припоев; Вторым приоритетным направлением является создание типовых базовых технологических процессов.
Технология должна обеспечивать заданные свойства изделия. Качество отдельной детали или изделия - совокупность свойств, обуславливающих способность отвечать определенным требованиям в соответствии с ее назначением. Основными показателями качества изготовленных изделий являются точность сформированных физических свойств, выполненных размеров и формы элементов деталей, надежность. Производственный процесс (ПП) - совокупность всех действий людей, орудий труда и естественных процессов, в результате которых поступающие на предприятие материалы и полуфабрикаты (заготовки) превращаются в готовую продукцию. Производственный процесс включает в себя не только изготовление деталей и их сборку, но и транспортировку и хранение материалов и заготовок, изготовление технологической оснастки и др. Заготовка - полупродукт производства, из которого изменением формы, состояния поверхности и физических свойств исходного материала изготовляют деталь. Технологический процесс (ТП) - часть ПП, содержащая действия по непосредственному изменению и последующему контролю состояния любого предмета производства (детали, узла РЭА, отдельного вида РЭА). Различают ТП изготовления деталей, сборки, настройки, регулировки, контроля изделия. Основу ТП изготовления деталей составляют действия направленного формирования радиотехнических, химических, механических и других свойств исходного материала заготовки Этап технологического процесса - группа операций, выполняемых последовательно и имеющих признак общности. Группирование операций в этапы позволяет лаконично описать сложный ТП, состоящий из десятков и сотен операций. Операция - законченная часть технологического процесса, выполняется на одном рабочем месте, одним или группой рабочих (а также в условиях безлюдной технологии) непрерывно над определенной деталью (группой деталей) или сборочной единицей (несколькими сборочными единицами). Переход - часть операции, включающая обработку определенной части объема (поверхности) детали одним и тем же инструментом (группой инструментов) или активными технологическими средами. Замена вида инструментов или технологической среды означает начало выполнения очередного перехода. Установ - часть операции в несколько переходов, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки или собираемого изделия. Позиция - каждое из различных фиксированных положений, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой совместно с приспособлением, относительно неподвижной части оборудования для выполнения части операции. Надежность - свойство выполнять заданные функции, сохраняя эксплуатационные показатели в допустимых пределах в течение требуемого промежутка времени.
Математическая модель - совокупность соотношений (формул, уравнений, операторов...), определяющих характеристики функционирования ТП в зависимости от его параметров, входных переменных, времени и т.д. Известны следующие методы построения математической модели: аналитические, основанные на применении математического аппарата, а также законов физики и химии; • статистические, основанные на математической обработке экспериментальных данных; • комбинированный, объединяющий рациональное планирование эксперимента, статистическую обработку экспериментальных данных и основные физико-химические закономерности; • автоматический, позволяющий строить модель с помощью ЭВМ, которая обрабатывает информацию от блоков ТП через систему датчиков и преобразователей. Аналитические методы позволяют получить математическую модель ТП в широком диапазоне изменения его факторов. При этом построение модели состоит из следующих этапов: 1. Теоретический анализ явлений, происходящих в ТП; 2. Выбор явлений, наиболее существенных для ТП, и факторов, характеризующих каждое явление, а также описание их статического и динамического состояния; 3. Построение модели ТП в целом на основании описаний выделенных явлений. Статистические методы позволяют установить зависимости между входными и выходными переменными исследуемого процесса. К ним относятся: 1. Методы получения статических моделей на основе пассивного эксперимента (регрессионный, корреляционный анализ и другие), активного эксперимента (например, факторный эксперимент); 2. Методы получения математических моделей, мало зависящих от времени; 3. Методы получения динамических моделей (например, корреляционные методы, динамический регрессионный анализ). Наиболее эффективным методом считается комбинированный метод.
Модели ТП можно классифицировать следующим образом: • статические - динамические; • детерминированные - стохастические (вероятностные). • вещественные – символические. Статическая модель отражает функциональные зависимости между технико-экономическими показателями ТП и его параметрами, независящими от времени. Она представляет из себя, как правило, системы алгебраических уравнений. Динамическая модель является результатом формализации ТП, параметры которого - функции времени или производные от времени. Они описываются дифференциальными уравнениями. Детерминированная модель отражает существование однозначной функциональной зависимости между показателями качества ТП и значениями технологических параметров. Стохастическая - модель, у которой соответствующий оператор - случайная функция. Выходная переменная в этом случае всегда случайна. Стохастическая модель - результат формализованного описания связей между вероятностными законами распределения технико-экономических показателей ТП и его параметров. Такую модель можно описать с помощью уравнений регрессии, автокорреляционных функций, статистических массивов и т.д. Детерминированные и стохастические модели находятся в тесной взаимосвязи, т.к. первые требуют экспериментальной проверки и статистической обработки данных, а вторые строятся с учетом теоретических предпосылок, отражающих физико-химические особенности конкретного ТП. Эта взаимосвязь ярко проявляется при использовании методов планирования эксперимента при поиске оптимальных режимов ТП. Вещественная модель представляется в виде прибора, макета, устройства, а символическая - в виде графиков, логических условий, операторов. Частный случай - математическая модель - совокупность соотношений (формул, уравнений, операторов...), определяющих характеристики функционирования ТП в зависимости от его параметров, входных переменных, времени и т.д.
Каждая модель представляет собой некоторую комбинацию компонентов, переменных, параметров, функциональных зависимостей, ограничений и целевых функций. Компоненты - составляющие, которые при соответствующем объединении образуют систему ТП. Переменные - величины, которые могут принимать значения, определяемые видом данной функции. В модели ТП различают входные переменные, являющиеся результатом внешних воздействий; переменные состояния, возникающие в результате внутренних воздействий и характеризующие состояние ТП; выходные переменные, определяющие качество изделия. Параметры - величины, которые выбирают произвольно, после чего они являются постоянными величинами, не подлежащими изменению. Функциональные зависимости - описывают поведение переменных и параметров одного компонента или выражают связи между компонентами системы. Детерминированные зависимости - устанавливают соотношения между определенными переменными и параметрами в тех случаях, когда выходные переменные процесса однозначно определяются заданной информацией на его входе. Стохастические зависимости - такие соотношения, когда при заданной входной информации на выходе получают неопределенный результат. Ограничения - устанавливаемые пределы изменения переменных или ограничивающие условия проведения ТП, Искусственные ограничения большинство требований к системам. Естественные ограничения - обусловлены самой сущностью ТП. Целевая функция (функция критерия или критерий оптимизации) - точное отображение целей или задач. Можно указать два вида критериев оптимизации. 1. Качественные или количественные характеристики ТП, выработанные практикой. 2. Критерии оптимальности, положенные в основу аналитических, численных и машинных методов оптимизации. К первому виду относятся экономические, технико-экономические, технико-технологические показатели функционирования ТП (точность, надежность, стабильность и устойчивость). Для многих ТП общим фактором, с которым связаны различные технико-экономические показатели, является качество выпускаемой продукции. В общем случае критерии оптимизации при анализе ТП следует рассматривать как случайную величину. Нахождение их численных значений сводится к определению оценок математических ожиданий, корреляционных и дисперсионных функций отдельных показателей, выходных и входных переменных.
Основное требование - точность соответствия модели реальному ТП. Точность модели обеспечивается тщательным изучением и описанием взаимодействия параметров ТП, параметров внешних воздействий, режимов работы и т.д. Модель воспроизводит описание процесса с большими или меньшими упрощениями, зависящими от поставленной цели. Для ТП или операции целесообразно использовать не наиболее точную (наиболее сложную) модель, а набор моделей различной степени сложности и точности. Важным требованием является чувствительность модели. Высокая чувствительность существенно облегчает математический анализ конкретного ТП. Требование непрерывности модели - ее справедливость во всем диапазоне изменения технологических режимов. Модель также должна быть: • удобной в управлении и обращении; • адаптивной (позволяющей легко переходить к другим модификациям или обновлять имеющиеся, допускающей усложнения); • нетривиальной (описывающей физическую сущность явлений, невидимых при непосредственном наблюдении); • мощной (позволяющей решать различные технологические задачи); • изящной (имеющей достаточно простую структуру и алгоритм расчета на ЭВМ); • релевантной (позволяющей решать сложные задачи); • результативной (эффект от внедрения результатов превышает расходы на ее создание и использование).
При построении модели необходимо определить: • назначение модели, • компоненты, которые должны быть включены в состав модели, • параметры и переменные, относящиеся к этим компонентам, • функциональные соотношения между компонентами, параметрами и переменными. Создание модели включают в себя следующие основные этапы. 1. Оценка - определение, насколько хорошо ТП предполагаемой структуру соответствует выбранным конкретным критериям. 2. Сравнение - сопоставление конкурирующих ТП, рассчитанных на выполнение определенной функции, а также некоторых технологических режимов. 3. Прогноз - оценка качества ТП при некотором предполагаемом сочетании факторов. 4. Анализ чувствительности - выявление из большого числа действующих факторов тех, которые в наибольшей степени влияют на качество ТП. 5. Оптимизация - выявление такого сочетания действующих факторов, при котором обеспечивается наилучшее качество ТП. 6. Выявление функциональных соотношений - уточнение природы зависимости двух или нескольких действующих факторов и качества ТП. Построение модели следует начинать с общего качественного анализа, постепенной детализации и уточнения по мере расширения наших знаний об исследуемом процессе. На этапе предварительного исследования получают информацию о входных и выходных переменных изучаемого ТП, различных его компонентах, соотношениях между ними как количественного, так и качественного характера.
Проектирование ТП, выбор средств оснащения, контроля, испытаний в большой степени зависят от типа производства. Тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций за одним рабочим местом K = O/Р, где О - количество различных операций; Р - количество рабочих мест для выполнения различных операций. Значение К (коэффициента серийности) принимается для планового периода (1 месяц) следующих типов производств: • массового: К = 1; • крупносерийного: 1 < К < 10; • среднесерийного: 10 < К < 20; • среднесерийного: 10< К< 20; • мелкосерийного: 20 с К с 40; • единичного: К не регламентируется специализацией рабочих мест или загруженностью рабочих мест одной и той же работой. Массовое производство характеризуется узкой специализацией рабочих мест, за каждым из которых закреплено выполнение только одной операции. При массовом производстве изготовление одних и тех же изделий ведется непрерывно в большом количестве и в течение значительного промежутка времени. Его особенности: • размещение рабочих мест непосредственно одно за другим по ходу ТП; • непрерывная механизированная передача объекта обработки (сборки) без межоперационного складирования; • синхронизация (согласование по длительности) операций; • широкое применение специализированных станков, приспособлений, технологической оснастки; • автоматизация оборудования; • использование низкоквалифицированной рабочей силы; • минимальная себестоимость и срок изготовления. Серийное производство характеризуется широкой специализацией рабочих мест и изготовлением различных изделий партиями, регулярно повторяющимися через определенные промежутки времени. За каждым рабочим местом закреплено несколько операций, выполняемых периодически. При крупносерийном производстве изделия изготавливаются большими партиями и без переналадки технологического оборудования в течение нескольких десятков рабочих смен. Период времени между переналадками оборудования при среднесерийном производстве составляет несколько рабочих смен, а при мелкосерийном - соизмерим со временем одной рабочей смены. Единичное производство характеризуется универсальностью рабочих мест, за которыми нет закрепления операций. Изделия производятся в небольших количествах, и их изготовление может повторяться через неопределенное время. К особенностям единичного производства можно отнести: • применение универсального оборудования и приспособлений, нормализованного рабочего инструмента и универсального измерительного инструмента; • расположение оборудования группами по типам станков; • высокую квалификацию рабочих; • малую степень подробности разработки ТП; • высокую степень концентрации ТП.
Основные технологические задачи производства радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) могут быть сформулированы только на основе ее конструктивно-технологического анализа. Радиоэлектронная аппаратура представляет собой совокупность элементов, объединенных в сборочные единицы и устройства, предназначенные для преобразования и обработки электромагнитных сигналов в диапазоне частот колебаний от инфранизких до сверхвысоких (СВЧ). Элементы, рассчитанные на совместную работу в РЭА, различают по функциональным, физическим, конструктивно-технологическим признакам и типам связей. По конструктивно-технологическому признаку элементы РЭА делят на дискретные и интегральные, которые объединяют в сборочные единицы, выполняющие элементарные действия (усилитель, генератор, дешифратор, счетчик и т. д.). В зависимости от диапазона частот меняются и пассивные элементы, используемые в РЭА. В диапазоне высоких частот (ВЧ) используют индуктивности и емкости с сосредоточенными параметрами, изготавливаемые по любой технологии, а в диапазоне СВЧ применяют элементы с распределенными параметрами, например двухпроводные, полосковые линии и коаксиальные резонаторы. В курсе “Техническая электродинамика и проектирование устройств СВЧ” эти вопросы рассматриваются подробно. Устройства, составляющие РЭА (устройства управления, сопряжения, преобразователи аналог-код и др.), имеют определенное функциональное назначение. Радиопередающие устройства представляют собой автономную часть РЭА. Конструктивно-технологические требования, предъявляемые к ним, включают требования по массе, габаритным размерам, форме и т. д. Существенным здесь также является обеспечение теплоотвода, герметизации, влагозащиты, амортизации, управления, ремонта и защиты персонала от высоких напряжений и рентгеновского излучения. Теория, методы и способы реализации защиты аппаратуры от внешних климатических воздействий рассматриваются в курсе “Защита РЭА от дестабилизирующих воздействий”. Важным фактором, определяющим конструктивно-технологические особенности любой РЭА, является ее рабочий диапазон частот. В зависимости от диапазона частот устройства диктуются требования к его конструктивному оформлению и технологии изготовления. С ростом частот повышаются требуемые точность изготовления, качество обработки деталей, чистота применяемых материалов и т. д. В качестве примера можно выделить сверхбыстродействующие цифровые устройства, и, в первую очередь, устройства СВЧ. В этих случаях длина волны электромагнитного сигнала соизмерима или много меньше размеров изучаемого объекта. Так, в СВЧ-диапазоне: • теряют физический смысл обычные элементы с сосредоточенными параметрами, а все СВЧ-устройства являются устройствами с распределенными параметрами; • конструкции линий передач строго определяются физическими процессами передачи СВЧ-энергии и имеют свои особенности для каждого поддиапазона частот; • электрические токи протекают в очень тонком наружном слое металлических проводников, это явление поверхностного эффекта накладывает жесткие ограничения на чистоту обработки токонесущих поверхностей, на выбор защитных покрытий, появляется возможность применения технологии изготовления токонесущих проводников путем металлизации поверхности диэлектрических или керамических деталей; • большой инерции электронов и длительной рекомбинации свободных носителей в СВЧ-диапазоне неприменимы обычные электровакуумные и полупроводниковые приборы; • параметры и свойства материалов: диэлектриков, магнитодиэлектриков и проводников в СВЧ-диапазоне, существенно отличаются от их номинальных значений. Объективной тенденцией совершенствования конструкций РЭА является постоянный рост ее сложности, что объясняется расширением круга решаемых задач при одновременном повышении требований к эффективности ее работы. Конструктивно-технологические особенности РЭА включают функционально-узловой принцип конструирования, технологичность, минимальные габаритно-массовые показатели, ремонтопригодность, защиту от внешних воздействий. В понятие надежность функционирования входят: вероятность безотказной работы, среднее время наработки на отказ, среднее время восстановления работоспособности, долговечность и т. д. Специфические условия обеспечения высокой надежности РЭА и заданных характеристик в условиях эксплуатации обусловливают высокие требования к качеству используемых материалов, оборудования, а также к ТП изготовления РЭА. Кроме того, производство РЭА должно быть экономически эффективно. При проектировании ТП следует предусматривать сокращение длительности и трудоемкости этапа подготовки производства, капитальных затрат, численности сложных и трудоемких операций, использование минимального числа единиц оборудования, максимального числа стандартных, унифицированных и типовых сборочных единиц, функциональных узлов РЭА, а также предусматривать изготовление минимального числа сборочных единиц Сущность функционально-узлового принципа конструирования РЭА заключается в объединении функционально законченных схем в сборочные единицы и их модульной компоновке. Базовые конструкции аппаратуры имеют несколько уровней модульности, предусматривающих объединение простых модулей в более сложные.
|
Похожие:
 | ... |  | Экзаменационные вопросы по курсу "Гражданское процессуальное право" уч сем. 2012/2013 |
| Методические указания предназначены для студентов специальности 210200 дневной и заочной формы обучения | | Содержание и развитие предмета «Технология машиностроения». Основные направления развития технологии машиностроения |
| Аналитические свойства форм бухгалтерской отчетности и пользователи бухгалтерской отчетности | | Проектирование и технология деталей эс: Метод указ./ Сост. Ф. Н. Никитина; Новгу новгород, 2006 |
| Учебно-методические рекомендации для выполнения практических занятий по междисциплинарному курсу 05. 01 «Технология приготовления... | | Рабочая программа разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по начальной школе ( 2009 г.); примерной... |
| Учебно-методическое пособие предназначено для самостоятельной подготовки и выполнения лабораторных работ по курсу «Микробиология»... | | Рэс; условия совместного использования полос радиочастот с рэс военного назначения, а также другой информации, относящейся к данному... |