Технологичность изделия, ее показатели и пути обеспечения
Под технологичностью конструкции изделия (ГОСТ 14. 205-83) понимается совокупность свойств конструкции изделия, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте по сравнению с соответствующими показателями однотипных конструкций изделий того же назначения при обеспечении установленных значений показателей качества и принятых условий изготовления, эксплуатации и ремонта. К ус
ловиям изготовления или ремонта изделия относятся: тип производства, его специализация и организация, годовая программа и повторяемость выпуска, а также применяемые технологические процессы.
Стандарты ЕСТПП предусматривают обязательную отработку РЭА на технологичность на всех стадиях ее создания с целью повышения производительности труда, снижения затрат и времени на проектирование, технологическую подготовку производства, изготовление, техническое обслуживание и ремонт при обеспечении необходимого качества изделий.
Количественная оценка технологичности РЭА строится на системе показателей (ГОСТ 14. 201-73), которая включает, базовые показатели технологичности, достигнутые при разработке изделия и внесенные в стандарты или ТУ.
Различают производственную и эксплуатационную технологичность. Первая проявляется в сокращении затрат при подготовке и изготовлении изделий, вторая в сокращении затрат на обслуживание и ремонт. При отработке изделия на технологичность для условий производства необходимо учитывать: объемы выпуска н уровень специализации рабочих мест, виды заготовок и методы их получения; виды и методы обработки, виды и методы сборки, монтажа, настройки, контроля и испытаний, возможность использования типовых технологических процессов, имеющегося технологического оборудования и оснастки: возможность механизации и автоматизации процессов изготовления и технологической подготов ки производства; условия материально-технического обеспечения, квалификационный уровень рабочих.
При рассмотрении РЭА как объекта эксплуатации анализируются условия работы с аппаратурой, удобства обслужи
вания, ремонта, требования техники безопасности, возможности хранения и трансдортировки.
Показатели технологичности РЭА, характеризующие конструкцию. Коэффициент унификации конструкции изделия
где Еу - количество унифицированных сборочных единиц в изделии; Ду- количество унифицированных деталей, являющихся составными частями изделия и не вошедших в Еу(стандартные крепежные детали не учитываются); Е - количество сборочных единиц в изделии; Д - общее количество деталей в изделии без учета стандартного крепежа. Коэффициент унификации сборочных единиц Коэффициент унификации деталей Коэффициент стандартизации изделия
где Ест - количество стандартных сборочных единиц, в изделии Дст- число стандартных деталей, являющихся составными частями изделия и не входящих в Ест (стандартные крепежные детали не, учитываются). Коэффициент стандартизации сборочных единиц Коэффициент стандартизации деталей Коэффициент контролепригодности изделия
где Нкп - количество контролируемых параметров в изделии; Нтк- количество точек контроля в изделии. Коэффициент повторяемости марок монтажного провода в изделии
где Ммпр- количество марок монтажного провода в изделии Коэффициент повторяемости электрорадиоэлементов (ЭРЭ) в изделии
где Нтэрэ - количество типоразмеров ЭРЭ в изделии; Нэрэ - количество ЭРЭ в изделии. Коэффициент применяемости интегральных схем (ИС в изделии)
где Нэлис- сумма элементов, входящих в интегральные схемы изделия (определяются по ТУ на каждую ИС); Нэл- количество радиоэлементов в изделии. Коэффициент применяемости полупроводниковых приборов в изделии
где Hпп- количество ПП в изделии; Нрл - количество радиоламп в изделии.
Коэффициент регулируемости схемы изделия на элементной базе где Ннрэл , Нрэл - количество нерегулируемых и регулируемых радиоэлементов.
Показатели технологичности РЭА, характеризующие технологию изготовления изделий. Трудоемкость изготовления изделия
где Тi, - трудоемкость изготовления, сборки, монтажа, настройки, контроля и испытаний i-й составной части изделия, нормо-ч. Технологическая себестоимость изделия
где Cм - расходы на сырье и материалы (без стоимости отходов), руб. ; Сз - основная заработная плата производственных рабочих с начислениями, руб. ; Син - расходы на износ инструмента и приспособлений целевого назначения, руб. , Со - расходы на содержание и эксплуатацию оборудования, руб. Коэффициент применения, типовых технологических процессов
где Ттп - трудоемкость операций, выполняемых по типовым технологическим процессам.
Коэффициент автоматизации и механизации технологических процессов
где Там- трудоемкость операций, выполняемых с помощью средств механизации и автоматизации.
Коэффициент автоматизации установки радиоэлементов на печатные платы
где Нау- количество радиоэлементов, устанавливаемых с помощью средств автоматизации; Нpy - количество радиоэлементов, устанавливаемых вручную.
Коэффициент автоматизации и механизации технологических процессов контроля
где Тмак, - трудоемкость операций контроля, выполняемых с помощью средств автоматизации и механизации; Тк - общая трудоемость контроля изделий. Коэффициент применения печатного монтажа
где Нкпг- количество контактных площадок в изделии, пайка которых осуществляется групповым методом; Нпс - общее количество паяных соединений в изделии.
Относительная трудоемкость сборочно-монтажных работ при изготовлении изделия где Тсми - трудоемкость операций сборочно-монтажных работ. Относительная трудоемкость настроечно-регулировочных работ где Тнри - трудоемкость настроечно-регулировочных работ. Коэффициент использования материала где Мзд - масса заготовки детали .
Базовые показатели и уровень технологичности конструкции РЭА.
На основании отраслевого стандарта все блоки РЭА по номенклатуре используемых показателей технологичности условно разбиты на четыре класса: электронные, электромеханические, механические и радиотехнические. В специальную группу блоков выделены соединительные, коммутационные и распределительные устройства. Для каждого класса установлен состав показателей технологичности, которые принимаются как базовые для данного класса. Общее количество показателей, характеризующих технологичность блоков каждого класса, не должно превышать 7. К перечисленным выше показателям технологичности, из которых выбираются базовые, добавляется еще ряд обобщенных базовых показателей или один из них. К последним относится трудоемкость изготовления блока
где Та- трудоемкость конструкции-аналога проектируемого блока или трудоемкость, полученная по данным статистики; Ксл- коэффициент сложности блока, определяемый сравнением соответствующих технических требований к старым и новым конструкциям или как отношение технических параметров проектируемой конструкции к параметрам аналога или прототипа; Кт - коэффициент снижения трудоемкости изготовления изделия,
где Кпт - планируемый рост производительности труда; t –период времени от начала проектирования до запуска в производство. Удельный базовый показатель трудоемкости изготовления изделия определяется как отношение базового показателя трудоемкости изготовления Tб к номинальному значению основного технического параметра Р ( ). Уровень
технологичности изделия (блока) определяется как отношение значения достигнутого показателя технологичности к базовому. Числовые значения базовых показателей устанавливаются и утверждаются для каждого конкретного предприятия с учетом специфики выпускаемых изделий и достигнутого организационно-технического уровня производства. Естественно, что ниже уровня базовых показателей технологичности новая разрабатываемая конструкция РЭА быть не должна.
Основным показателем оценки технологичности конструкции является комплексный показатель технологичности К, который определяется с помощью базовых показателей по формуле
где кi- значение показателя по таблице базовых показателей соответствующего класса блоков; ji- весовая значимость i-го показателя, s - общее количество показателей. Независимо от полноты состава определяемых показателей на различных стадиях проектированияjiпринимается для каждого показателя в соответствии с установленной весовой значимостью.
В целях обеспечения высокого технического уроння изделий для всех предприятий отрасли, разрабатывающих и выпускающих РЭА, устанавливаются нормативы комплексных показателей, которые характеризуют достигнутый предел технологичности, ниже которого показатели вновь разрабатываемого изделия быть не должны.
Расчет нормативного комплекса показателя проводится по формуле
где Ка - комплексный показатель изделия-аналога; Ксл- коэффициент сложности (технического совершенства) нового изделия по сравнению с аналогом; Кту- коэффициент, учитывающий изменения технического уровня основного производства завода-изготовителя нового изделия по отношению к заводу-изготовителю изделия аналогам; Коп и Кот- коэффициенты, учитывающие изменения уровня организации производства и труда завода-изготовителя нового изделия по отношению к заводу-изготовителю изделия-аналога; Кп- коэффициент, учитывающий изменения типа производства (отношение коэффициента серийности нового изделия по отношению к изделию-аналогу). Показатели технологичности конструкций узлов и блоков РЭА. Коэффициент применяемости деталей
где Дтор - количество типоразмеров оригинальных деталей в блоке, Дт- общее количество деталей (типоразмеров) в блоке без учета нормализованного крепежа. Коэффициенты применяемости и повторяемости электрорадиоэлементов:
где Нторэ - количество типоразмеров оригинальных ЭРЭ в блоке, Нтэ - общее количество типоразмеров в блоке; Нэ- общее количество ЭРЭ в блоке, шт. К оригинальным деталям относятся те, которые впервые разрабатываются самим предприятием или в порядке кооперации. К электрорадиоэлементам относятся транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, разъемы, дроссели, трансформаторы, микросхемы, микромодули и т. п. Под типоразмером ЭРЭ понимается габаритный размер (без учета номинальных значений). Коэффициент использования микросхем и микросборок
где Нмс- общее количество микросхем и микросборок в блоке, шт. Коэффициент автоматизации и механизации монтажа блока
где Нам- количество монтажных соединений, осуществляемых механизированным или автоматизированным способом, Нм – общее количество монтажных соединений. Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ЭРЭ к монтажу
где Кмпэ- количество ЭРЭ, подготовка которых к монтажу может быть механизирована или автоматизирована, шт.
Коэффициент автоматизации и механизации операций контроля и настройки электрических параметров
где Нмкн- количество операций контроля и настройки, осуществляемых автоматизированным или механизированным способом. В число таких операций включаются и те, которые не требуют использования средств механизации; Нкн - общее количество операции контроля и настройки. Коэффициент прогрессивности формообразования деталей:
где Дпр- количество деталей, заготовки которых или сами детали получены прогрессивными методами формообразования (штамповкой, прессованием, порошковой металлургией, литьем по выплавляемым моделям, под давлением и в кокиль, пайкой, сваркой, склеиванием, из профилированного материала), шт.
Все остальные показатели технологичности конструкции блоков определяются аналогично показателям технологичности для изделий, формулы расчета которых приведены выше.