книги из ГПНТБ / Видершайн, М. Н. Производственный контроль параметров элементов цифровой автоматики

Формула (118) отличается от выражения (117) тем, что кван­ тиль и определяется не для значения вероятности р — rj, как

в выражении (117), а для значения вероятности р -----

Определим предельные значения для вероятности браковки годных узлов г|. Рассмотрим случай, когда задан односторонний предел Яшах и параметр измеряемого функционального узла Я равен в точности Ятах. Из-за наличия случайной ошибки при из­ мерении могут быть получены значения параметра, отличаю­ щиеся от Ятах. Оценим возможное значение результата измерения. Для этого необходимо построить доверительный интервал для заданной некоторой вероятности у. Так как случайная ошибка распределена нормально с математическим ожиданием равным

нулю и дисперсией о?, то результат измерения также будет распределен нормально с математическим ожиданием Ятах и той

Таким образом, пользуясь выражениями (119) и (120), можно определить необходимую точность измерения, обусловленную случайной ошибкой, с тем чтобы вероятность браковки годных изделий не превысило величины т) с достоверностью у.

Оценим ошибку 2-го рода 0, т. е. вероятность принятия бра­ кованных узлов вследствие ошибки измерения, при заданном уровне значимости. Рассмотрим случай, когда в технических усло­ виях задано максимальное значение параметра, т. е. Я < Ятах. Значение 0, т. е. риск заказчика принять негодные изделия вслед­ ствие ошибки измерения с достоверностью у, определяется соот­

190

Критерий бронодки

Рис. 86. Зависимость необходимой точности измерения от достоверности результатов

Если в технических условиях задано Я <3 Ят1п, то а, и Вт будут также определяться формулами (1 2 1 ) и (1 2 2 ).

При задании в технических условиях двусторонних преде­ лов ЯтШ < Я <3 Яшах»

Значения ъ этом случае определяется из формулам

0 н и Р + 4 ^ - — Д Я

191

Таким образом, необходимая 1*очность. измерения в процессе приемочных испытаний, которая должна указываться в стандар­ тах и другой технической документации, зависит от соотношения между допуском на параметр АН, достигнутым в процессе произ­ водства разбросом параметров Н, мерой которых служит диспер­

сия Од, а также допустимыми вероятностями приемки изделий с параметрами, не удовлетворяющими требованиям технических условий (риском заказчика) и допустимыми вероятностями бра­ ковки изделий с параметрами, удовлетворяющими требованиям технических условий (риском поставщика).

На рис. 86 приведены кривые, показывающие зависимость не­ обходимой точности измерения от достоверности результатов.

4. Методы испытаний изделий на устойчивость к разрушающим воздействиям

Качественные показатели работы функциональных узлов уста­ навливаются техническими условиями с обязательным указанием гарантированных условий эксплуатации аппаратуры. Опреде­ ление соответствия составных частей радиоэлектронной аппара­ туры, в частности, функциональных элементов, требованиям тех­ нических условий является важной задачей, в значительной мере определяющей надежную работу аппаратуры в целом.

Способность функциональных элементов противостоять раз­ рушающим действиям нагрузок определяется в процессе прове­ дения механических испытаний, во время которых они подвер­ гаются действиям вибрационных и ударных нагрузок. Эти испыта­ ния входят в состав периодических испытаний и производятся пу­ тем отбора некоторого количества образцов и испытания их при воздействии вибрационных и ударных нагрузок.

По существующей в настоящее время методике функциональ­ ные элементы признаются годными, если при воздействии факто­ ров, указанных в технических условиях на них, ни один из эле­ ментов, проходивших испытания, не получает повреждения и

шедшие периодический контроль, поставке не подлежат. В связи с этим соответствие функциональных элементов указанным в тех­ нических условиях нормам может быть проверено в процессе контрольных испытаний лишь на ограниченном числе образцов. При этом, достоверность получаемых данных о качестве функцио­ нальных элементов чрезвычайно мала.

Наиболее целесообразным способом при оценке качества функциональных элементов для получения достаточной достовер­ ности результатов испытания явился бы метод контроля по ко­ личественному признаку. Однако этот метод без изменения при проведении механических испытаний не приемлем, так как для определения средних и выборочных дисперсий механических

192

параметров необходимо было бы увеличивать вибрационные и ударные нагрузки до разрушения изделий, т. е. для каждого вида испытаний потребовались бы отдельные выборки и общее коли­ чество испытываемых изделий было бы недопустимо велико. Кроме того, такой метод проведения испытаний недопустим и с методи­ ческой точки зрения, так как способность изделия выдерживать различные виды нагрузок должна определяться на одних и тех же образцах.

Для оценки качества функциональных элементов по устой­ чивости к механическим воздействиям применим принципы ме­ тода испытаний по количественному признаку. Предположим, что механические параметры функциональных узлов имеют нормаль­ ное распределение. При этом, если задано, что вероятность полу­ чения функциональных элементов с механическими параметрами В < Дзад (значениями вибрационных и ударных нагрузок) должна быть меньше, чем малая величина у, то из соотношения

Р (В < 5 зад) = F0 ) = у (123)

можно найти значение b — математического ожидания пара­ метра В и G — средне-квадратичного отклонения этого параметра, удовлетворяющие равенству (123). В общем случае это равенство может быть удовлетворено при бесчисленном множестве сочета­ ний b и G.

Коэффициент вариации распределения, т. е. отношение сред­ него квадратического отклонения G к математическому ожида­ нию b равен

V(B)=- %- . (124)

Математическое ожидание параметра b можно заменить ее оценкой, средним В. Выборочная средняя В имеет нормальное распределение с генеральной средней, равной математическому ожиданию параметра b и с генеральным средним квадратическим

отклонением -Д=.

Vn

Доверительный интервал / р для математического ожидания параметра Ь при известном G с доверительной вероятностью р определяется выражением

..где £/i+(3 — квантиль центрированного и нормированного нор-

—~

мального распределения.

Г л а в а VII

ОРГАНИЗАЦИЯ СЛУЖБЫ ТЕХНИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ

1. Основные цели и задачи служб технического контроля и надежности предприятий

При производстве сложной технической продукции, такой, как системы цифровой автоматики и другое радиоэлектронное обору­ дование, контроль качества продукции выростает в самостоятель­ ную проблему, соизмеримую по трудоемкости и стоимости с ос­ новным процессом изготовления. Требования, предъявляемые к качеству изделий, непрерывно растут, и объясняется это необ­ ходимостью обеспечения работоспособности изделий, состоящих из множества отдельных элементов, отказы даже небольшого ко­ личества которых приведут к безусловному выходу из строя всей системы в целом. Поэтому большое значение имеет соответствую-' щая организация контроля качества продукции при автоматизи­ рованных производствах, включающая контроль качества мате­ риалов и деталей, процесса выполнения отдельных технологиче­ ских операций, создание контрольных устройств с обратной связью между контрольным и обрабатывающими устройствами и т. д.

Характерной особенностью радиоэлектронного оборудования, и в частности, устройств цифровой автоматики, является зависи­ мость исправной работы отдельных элементов от режимов и усло­ вий работы других элементов, трудности наладки оборудования при недостаточной надежности отдельных составных частей уст­ ройства. Наладка современной системы управления нередко про­ должается больше времени, чем было затрачено на ее изготовление, и объясняется это в значительной степени недостаточно правиль­ ной организацией системы контроля качества отдельных составных частей устройства. Важнейшее значение имеет при этом обоснован­ ный выбор соответствующих способов измерения параметров, ме­ тодик контроля качества изделий, видов выборочных способов испытаний и другие вопросы.

Как уже было указано выше, контроль качества изделий циф­ ровой автоматики при нормальных внешних воздействиях, т. е. в условиях обычных температур, давлений, влажности и т. д. еще не гарантирует работоспособность изделия в действительных условиях эксплуатации. Широкое применение в устройствах цифровой автоматики полупроводниковых приборов, обладающих значительной зависимостью своих параметров от температуры, обусловливает необходимость тщательного контроля качества из-

Делий в экстремальных температурных режимах. Однако проверка всех изделий в таких условиях практически не может быть осу­ ществлена. Возможность работы устройств цифровой автоматики в экстремальных температурных и других режимах проверяется при испытании ограниченной выборки изделий в процессе перио­ дических испытаний. При этом важное значение имеет правильное использование описанных в настоящей работе методов определе­ ния контрольных допусков на параметры в процессе текущих (приемо-сдаточных) испытаний.

Необходимость использования множественности видов испыта­ ний: текущих, периодических, контрольных и других вызывает серьезные трудности в оценке качества изделий по результатам всех этих видов испытаний, проводимых, как правило, в разное время и на разных образцах.

Для проведения испытаний элементов цифровой автоматики используется сложнейшее измерительное и испытательное обору­ дование: электронные устройства, измеряющие нано- и пикосекунд­ ные электрические сигналы, камеры тепла и холода, вибрационные испытательные установки и другие устройства. Объективные ре­ зультаты измерения могут быть получены только при соответствую­ щей периодической проверке годности применяемых измеритель­ ных и испытательных средств.

Однако, например, методы и аппаратура метрологической поверки средства измерения нано- и пикосекундных импульсных сигналов в производственных условиях не являются универсаль­ ными и отделам технического контроля предприятий необходимо разрабатывать соответствующие методы применительно к условиям данного предприятия.

Служба контроля должна обеспечивать заданный уровень ка­ чества выпускаемой продукции, который установлен технической документацией на изделия с одновременным обеспечением мини­ мального уровня брака в процессе изготовления.

Эффективность контроля качества изделий может быть повы­ шена, если будут осуществляться мероприятия по уменьшению времени между выпуском продукции и передачей подразделениям, изготавливающим ее, количественной, информации о наличии де­ фектов в изготовленной продукции. Таким образом, эффективность контрольных операций существенным образом зависит от скорости работы контролера, достоверности полученных данных и правиль­ ности действий технолога.

Контроль изготовленной продукции по качественному при­ знаку, т. е. по количеству дефектных изделий, как правило, менее эффективен, так как в этом случае осуществляется в основном только защита интересов потребителя и затруднительно обратное воздействие результатов контроля на технологический процесс изготовления продукции.

Применение метода контроля по количественному признаку, при котором производится измерение параметров изделия и соот­

196

ветствующий анализ распределения параметров, Дает возможность эффективного воздействия на технологический процесс при появ­ лении признаков отклонения параметров от установленных зна­ чений даже до выпуска бракованной продукции.

Чрезвычайно большое значение имеет так называемый первич­ ный контроль, когда производится оценка качества продукции непосредственно на рабочем месте. В этом случае имеется полная возможность воздействия на технологический процесс изготовле­ ния ввиду быстроты обмена информацией между контролером и изготовителем, однако при этом необходимо выбирать оптимальное соотношение между количеством контрольных и производственных операций, с тем чтобы резко не увеличить стоимости контроля изделий.

Основная и главная цель деятельности отдела технического контроля (ОТК) производственного предприятия состоит в том [19], чтобы преградить выпуск некачественной продукции и обес­ печить высокую надежность, качество и однородность изделий. Это осуществляется в строгом соответствии с Государственными и отраслевыми стандартами, техническими условиями, чертежами, утвержденными эталонами и технологическими процессами. По­ мимо контроля за соответствием качества и комплектности выпу­ скаемой продукции требованиям действующей технической доку­ ментации ОТК осуществляет контроль качества поступающего на предприятие сырья, материалов, полуфабрикатов, комплектующих готовых изделий и инструмента. Этот контроль производится на основании документов предприятий поставщиков (сертификатов, паспортов, инструкций и др.), удостоверяющих их качество. ОТК оформляет документы на качественное сырье, материалы, полу­ фабрикаты и готовые изделия и составляет, при необходимости, браковочные и рекламационные акты на них для,предъявления претензий поставщикам. Кроме того, в задачи ОТК входит кон­ троль за укомплектованием, консервацией и упаковкой готовых изделий, отправляемых с предприятия и контроль качества как вновь изготовленных предприятием, так и находящихся в экс­ плуатации инструментов, технологического оборудования и произ­ водственной оснастки. Одной из важных задач ОТК является контроль за измерительными средствами (в том числе за линейными и угловыми средствами измерения), исправность которых гаран­ тирует правильную оценку качества продукции с требуемой до­ стоверностью и высокой производительностью.

Сдача продукции ОТК и заказчику должна производиться по системе бездефектного изготовления и сдачи ее с первого предъ­ явления.

Важное значение в обеспечении высокого качества и надеж­ ности изделий играют подразделения надежности. На эти подраз­ деления возлагаются задачи по осуществлению научно-методиче­ ского руководства и координации деятельности других подразде­ лений в области надежности, участия в обеспечении заданных ко-

197

Личественных показателей разрабатываемых и изготовляемых предприятиями изделий и изыскание путей повышения их качества.

Подразделение надежности должно [22] возглавлять и активно участвовать в поисковых и исследовательских работах, направ­ ленных на изыскание путей повышения уровня надежности изде­ лий, рассматривать и согласовывать с заказчиком требования по надежности технических заданий на новые изделия, разрабатывать стандарты, руководящие технические материалы и справочники по вопросам надежности промышленной продукции.

На подразделения надежности возлагаются также задачи по разработке соответствующих руководств и проведение работ по испытаниям изделий для количественной оценки надежности элементов, узлов и изделий в целом, испытаний на сохраняемость в различных условиях хранения. Кроме того, подразделения на­ дежности обязаны производить анализ причин отказов и неисправ­ ностей продукции, выявленных отделом технического контроля в процессе приемо-сдаточных, типовых или других видов испыта­ ний и обеспечить ведение систематического учета и анализа статистической информации по отказам изделий в процессе их эксплуатации. На основе анализа указанных данных подразделе­ ния надежности совместно с другими отделами предприятий дол­ жны разрабатывать рекомендации по проведению необходимых конструктивных, технологических и других мероприятий, обеспе­ чивающих повышение уровня надежности изделий.

На эти же подразделения возлагаются работы по разработке перспективных и годовых планов проведения работ по надежности в отрасли, обобщение и анализ отечественного и зарубежного опыта повышения надежности изделий, участие в работах по раз­ работке критериев оптимизации уровня надежности изделий отрасли и в ряде других работ. Как видно, из приведенных поло­ жений, при повышении качества и надежности изделий важную роль, помимо подразделения технического контроля, играют и другие подразделения предприятий, в том числе подразделения надежности.

В повышении качества и надежности изделий большое значе­ ние имеет система бездефектного изготовления продукции и сдачи ее с первого предъявления. Основной принцип системы заключает­ ся в том, что полная ответственность за качество изготовляемой продукции ложится на самих исполнителей. При этой системе ОТК не производит разбраковку предъявленной к сдаче продукции, а прекращает приемку всей партии при обнаружении первого дефекта. Вторичное предъявление продукции возможно только по письменному отношению начальника цеха, который обязан лично разобраться в причине появления брака и принять меры к его устранению. Таким образом, исполнитель стремится сделать все возможное, чтобы не допустить бракованную продукцию к сдаче. Такой психологический фактор оказывает важное влияние на повышение качества продукции. Результаты работы многих пред-

198

приятий нашей страны по бездефектной системе наглядно демон­ стрируют ее преимущество и необходимость дальнейшего внедрения и совершенствования. Одновременно с переходом к системе без­ дефектного изготовления продукции на заводах, к бездефектному ее проектированию перешли научно-исследовательские и проектно­ конструкторские организации. В организациях проводятся «дни качества», на которых в соответствующих подразделениях раз­ бираются допущенные ошибки в производстве и проектировании изделий и намечаются мероприятия по устранению недостатков. Такой повседневный контроль за повышением качества продукции, безусловно, способствует повышению качества работы предприя­ тия в целом.

Аналогичные по содержанию мероприятия, направленные на повышение качества и бездефектное изготовление продукции про­ водятся и за рубежом [15].

2. Организация и планирование работ

При планировании деятельности отдела технического контроля необходимо исходить из обоснованных норм затраты рабочего вре­ мени на проведение контрольных операций. При освоении произ­ водства новых изделий эти нормы создаются на основе научнотехнического анализа технологического процесса контрольных операций, а при серийном производстве — в большинстве слу­ чаев — путем сбора статистических данных. Для уменьшения затрат времени на проведение контрольных операций необходимо стремиться к возможно большему внедрению новых, прогрессив­ ных методов и к автоматизации процесса измерения.

Для определения числа сотрудников ОТК, непосредственно занятых контролем качества изделий, необходимо предварительно найти общий объем контрольных операций по предприятию. Этот объем находится, исходя из плана выпуска изделий по предприя­ тию и установленной нормы времени на контроль отдельных ти­ пов изделий.

Важное значение имеет составление планов по внедрению новой измерительной и испытательной техники, поверки мер, из­ мерительных приборов и испытательного оборудования и орга­ низации их профилактического ремонта, а также планы мероприя­ тий по повышению уровня знаний и квалификации работников.

Главная задача отдела технического контроля заключается в проведении тщательного контроля и всесторонних испытаний готовой продукции, изделий отдельных цехов и наиболее ответ­ ственных операций. Совместно с сотрудниками цехов, отделов и лабораторий должен производиться анализ недостатков в изде­ лиях, выявленных при их изготовлении, сборке, испытаниях и эксплуатации, а также контроль за устранением этих недостатков;

Основанием для признания продукции некачественной и ее забракования является изготовление ее с отступлениями от стан­

199