Глава 3проектирование, производство и
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ
АППАРАТУРЫ – КАК БОЛЬШАЯ СИСТЕМА
3.1. Структурная схема большой системы
Структурная схема системы соответствует жизненному циклу изделия (рис. 3.1), который включает в себя три этапа (стадии):
проектирование;
производство;
эксплуатация.
Проектирование
Производство
Эксплуатация
ФИ ТО Р Утилизация
Тр Хр ФИ ТО Ож ФИ ТО ФИ Р Ож
Рисунок 3.1.
На рисунке обозначены:
ФИ – функциональное использование (использование по назначению),
ТО – техническое обслуживание,
Р – ремонт,
Хр – хранение,
Тр – транспортирование,
Ож – ожидание до или после ФИ, ТО, Р [42].
В соответствии с этапами строится большая система, которая обеспечивает выполнение трех процессов: проектирования, производства и эксплуатации.
Взаимосвязи всех трех этапов приведены на рис. 3.2 [23]. Здесь же указаны действия, выполняемые на этих этапах.
Рисунок 3.2.
Структурная схема большой системы в двух уровнях приведена на рис. 3.3. Приведенную структуру можно рассматривать и как дерево целей, если под каждым термином понимать конкретную цель, которая должна быть обеспечена соответствующими ресурсами.
Подсистемы I–го уровня
Подсистемы II–го уровня
Рисунок 3.3.
Далее идет деление на более мелкие подсистемы. Например, подсистема системно- и схемотехнического проектирования – на подсистемы проектирования (отделы, лаборатории) различных частей системы. Подсистема конструкторского проектирования – на подсистемы конструирования системы в целом (компоновки) и отдельных конструктивных частей системы. Подсистема технологического проектирования – на подсистемы проектирования технологических процессов формообразования, структурообразования, сборки и монтажа, настройки и регулировки. Подсистема предприятия – на производственные объединения, заводы, цеха и т.д. Подсистема применения – на места хранения и установки изделий, и т.д.
Цель подсистемы производства – организация и изготовление изделий на основе конструкторской и технологической документации, выполненной (разработанной) в подсистеме проектирования.
Цель подсистемы эксплуатации – использование изделия, организация процессов хранения, транспортировки, технического обслуживания и ремонта изделия согласно документации.
Эта большая система должна функционировать таким образом, чтобы обеспечивать повышение эффективности производства и качества электронной аппаратуры. Этого можно достичь, используя системный подход, за счет принятия оптимальных решений при проектировании, изготовлении и эксплуатации аппаратуры в рамках единой сложной системы конструирования и технологической подготовки производства. Главная цель системного подхода – оптимальное повышение эффективности работы системы в целом. Одним из важнейших является этап согласованного выбора конструктивно-технологических решений, поскольку выбор технологического процесса производства оказывает существенное влияние на конструкцию как в частных технических решениях, так и в принципе ее построения. В таких условиях особую значимость при решении проблемы повышения эффективности производства и качества изделий приобретают задачи системной отработки технологии и конструкции аппаратуры.
Основой системного проектирования в этом случае являются многоальтернативные оптимизационные модели. Они позволяют формализовать процесс согласованного выбора конструкторских и технологических элементов при их объединении в сложную систему с заданными функциональными свойствами и отвечающую требованиям эффективности, качества и надежности [24].
Конструкторам и технологам при принятии решений необходимо опираться в своей практике на функционально-стоимостный анализ (ФСА), который нацелен на обязательное получение лучшего технико-экономи-ческого решения. В процессе проведения ФСА технического объекта изучаются все стадии его жизненного цикла: научные исследования, разработка конструкции, подготовка и организация производства, производство, эксплуатация и утилизация [25].
Основной в большой системе является подсистема проектирования.
Проектирование – это комплекс работ с целью получения описаний нового или модернизируемого технического объекта, достаточных для его реализации или изготовления в заданных условиях [26].
Поэтому проектирование есть сложный специфический вид творческой деятельности, в которой сочетаются искусство, наука и математика.
Объектами проектирования могут быть изделия или процессы (технологические, вычислительные и т.п.).
Комплекс проектных работ включает в себя теоретические и экспериментальные исследования, расчеты, конструирование, составление описаний.
Описания представляют собой комплект конструкторско-техноло-гической документации в виде чертежей, спецификаций, пояснительных записок, схем, программ для ЭВМ и управляемого технологического оборудования.
При каждом виде проектирования существуют иерархические уровни, которые выделяются в соответствии с группами задач проектирования. Например, типичные иерархические уровни проектирования ЭВМ: системный и схемный (функционально-логический).
Иерархические уровни конструкторского проектирования ЭВМ связаны с разработкой конструктивов: стоек (шкафов), рам и панелей, типовых элементов замены (ТВЗ).
Иерархические уровни технологического проектирования: схемы технологических процессов, маршрутной и операционной технологий.
Оценку качества изделий на этапе проектирования можно проводить на основе планирования эксперимента.