19

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

Кафедра ПР-6 Инновационные технологии в приборостроении

микро- и оптоэлектронике.

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой ПР-6

_________Кондратенко В.С.

«___»_________20__г.

Для студентов 4 курса

факультета ПР

специальности 200107

Старшего преподавателя Фоминой м.В.

ЛЕКЦИЯ № 0

по 2808 «Технология сборки и испытаний».

Тема: Технологические процессы сборки.

Обсуждена на заседании кафедры

(предметно-методической секции)

«__»___________20__г.

Протокол № __

МГУПИ

Тема лекции: Технологические процессы сборки.

Учебные и воспитательные цели:

1. Ознакомиться с основными понятиями и принципами построения ТП.

2. Изучить виды ТП.

План лекции:

Введение.

Основная часть (учебные вопросы)

1-й учебный вопрос: ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ И МОНТАЖА

2-й учебный вопрос: ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ И МОНТАЖА

3-й учебный вопрос: ТИПОВЫЕ И ГРУППОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ СБОРКИ И МОНТАЖА

4-й учебный вопрос: ОРГАНИЗАЦИЯ ПОТОЧНЫХ ЛИНИИ СБОРКИ

5-й учебный вопрос: СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ И МОНТАЖА

Заключение.

Текст лекции.

Введение

Основная часть.

1-й учебный вопрос: ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ И МОНТАЖА

Сборка представляет собой совокупность технологических опера­ций механического соединения деталей и ЭРЭ в изделии или его части, выполняемых в определенной последовательности для обеспечения заданного их расположения и взаимодействия. Вы­бор последовательности операций сборочного процесса зависит от конструкции изделия и организации процесса сборки. Сбороч­ные соединения бывают подвижными, если сопряженные детали могут перемещаться в определенных направлениях относительно друг друга, или неподвижными, если их взаимное расположение сохраняется неизменным. В свою очередь, они разделяются на разъемные и неразъемные.

Монтажом называется ТП электрического соединения ЭРЭ изделия в соответствии с принципиальной электрической или электромонтажной схемой. Монтаж производится с помощью пе­чатных, проводных или тканых плат, одиночных проводников жгутов и кабелей. Основу монтажно-сборочных работ составля­ют процессы формирования электрических и механических соединений.

В соответствии с последовательностью технологических опе­раций процесс сборки (монтажа) делится на сборку (монтаж) отдельных сборочных единиц (плат, блоков, панелей, рам, стоек) и общую сборку (монтаж) изделия. Организационно он может быть стационарным или подвижным с концентрацией или диф­ференциацией операций. Стационарной называется сборка, при которой собираемый объект неподвижен, а к нему в определен­ные промежутки времени подаются необходимые сборочные эле­менты. Подвижная сборка характеризуется тем, что сборочная единица перемещается по конвейеру вдоль рабочих мест, за каж­дым из которых закреплена определенная часть работы. Переме­щение объекта сборки может быть свободным по мере выполне­ния закрепленной операции или принудительным в соответствии с ритмом процесса.

Сборка по принципу концентрации операций заключается в том, что на одном рабочем месте производится весь комплекс ра­бот по изготовлению изделия или его части. При этом повыша­ется точность сборки, упрощается процесс нормирования. Однако большая длительность цикла сборки, трудоемкость механизации сложных сборочно-монтажных операций определяют применение такой формы в условиях единичного и мелкосерийного произ­водства.

Дифференцированная сборка предполагает расчленение сбо­рочно-монтажных работ на ряд последовательных простых опе­раций. Это позволяет легче механизировать и автоматизировать работы, использовать рабочих низкой квалификации. Сборка по принципу дифференциации операций эффективна в условиях се­рийного и массового производства. Однако чрезмерное дробление операций приводит к возрастанию потерь вспомогательного вре­мени на транспортировку, увеличению производственных площа­дей, повышению утомляемости рабочих при выполнении неслож­ных однообразных действий. Поэтому в каждом конкретном слу­чае должна быть определена технико-экономическая целесооб­разность степени дифференциации сборочных и монтажных ра­бот.

К монтажно-сборочным процессам предъявляются требования высокой производительности, точности и надежности. На повы­шение производительности труда существенное влияние оказы­вают не только степень детализации процесса и специализации рабочих мест, уровень механизации и автоматизации, но и такие организационные принципы, как параллельность, прямоточность, непрерывность, пропорциональность и ритмичность.

Параллельность сборки—это одновременное выполнение час­тей или всего технологического процесса, что приводит к сокра­щению производственного цикла. Использование этого принципа обусловлено конструкцией РЭА, степенью ее расчленения на сбо­рочные единицы. Наибольшими возможностями с технологической точки зрения обладают два вида обеспечения параллельно­сти процессов: 1) изготовление и сборка на многопредметных по­точных линиях одновременно нескольких изделий; 2) совмеще­ние на автоматизированных поточных линиях изготовления дета­лей с их сборкой.

При организации производственного процесса стремятся обес­печить кратчайший путь прохождения изделия по всем фазам и операциям от запуска исходных материалов и ЭРЭ до выхода готового изделия. Любые отклонения от прямоточности услож­няют процесс сборки, удлиняют цикл изготовления радиоаппара­туры. Принцип прямоточности должен соблюдаться во всех под­разделениях предприятия и сочетаться с принципом непрерывно­сти.

Непрерывность ТП сборки предусматривает сокращение или полное устранение меж- или внутриоперационных перерывов. До­стигается непрерывность рациональным выбором техпроцессов, соединением операций изготовления деталей с их сборкой, вклю­чением в поток операций влагозащиты, контроля и регулировки.

Под принципом пропорциональности в организации производ­ственного процесса понимается пропорциональная производитель­ность в единицу времени на каждом рабочем месте, линии, уча­стке, цехе. Это приводит к полному использованию имеющегося оборудования, производственных площадей и равномерному вы­пуску изделий. Улучшает пропорциональность рациональное де­ление конструкции на сборочные единицы и унифицированность ее элементов.

Принцип ритмичности предполагает выпуск в равные проме­жутки времени одинаковых или возрастающих количеств про­дукции. Ритмичность при сборке повышается за счет использова­ния типовых и групповых процессов, их унификации и предвари­тельной синхронизации операций.

Технические пути повышения производительности труда при выполнении монтажно-сборочных работ за счет механизации и автоматизации производства, внедрения новой техники и техно­логии рассмотрены ниже.

2-й учебный вопрос: ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ И МОНТАЖА

Проектирование ТП сборки и монтажа РЭА начинается с тща­тельного изучения на всех производственных уровнях исходных данных, к которым относятся: краткое описание функционально­го назначения изделия, технические условия и требования, ком­плект конструкторской документации, программа и плановые сроки выпуска, руководящий технический, нормативный и справочный материал. К этим данным добавляются условия, в которых предполагается изготавливать изделия: новое или действующее предприятие, его местонахождение, имеющееся на нем оборудование и возможности приобретения нового, кооперирование с другими предприятиями, обеспечение материалами и комплектующими изделиями. В результате проведенного анализа разрабатывается план технологической подготовки и запуска изделия

На разработку ТП сборки и монтажа входит следующий комплекс взаимосвязанных работ: 1) выбор возможного типового или группового ТП и его доработка в соответствии с требованиями, приведенными в исходных данных; 2) составление маршрута единичного ТП общей сборки и установление технологических требований к входящим в них сборочных единиц; 3) составление маршрутов единичных ТП сборки блоков (сборочных единиц) и установление технологических требований к входящим в них сборочным единицам и деталям; 4) определение необходимого технологического оборудования, оснастки, средств механизации и автоматизации; 5) моделирование и оптимизация техпроцесса по производительности: 6) разбивка ТП на элементы; 7) расчет и назначение технологических режимов, техническое нормирование работ и определение квалификации рабочих; 8) разработка ТП и выбор средств контроля, настройки и регулирования; 9) выдача технического задания на проектирование и изготовление специальной технологической оснастки; 10) расчет и проектирование поточной линии, участка серийной сборки или гибкой производственной системы, составление планировок и разработка операций перемещения изделий и отходов производства; 11) выбор и назначение внутрицеховых подъемно-транспортных средств, организация комплектовочной площадки; 12) оформление технологической документации на процесс в соответствии с ЕСКД и ее утверждение; 13) выпуск опытной партии; 14) корректировка документации по результатам испытаний опытной партии.

Разработка технологического маршрута сборки и монтажа РЭА начинается с расчленения изделия или его части на сборочные элементы путем построения схем сборки. Элементами сборочно-монтажного производства являются детали и сборочные единицы различной степени сложности. Построение таких схем позволяет установить последовательность сборки, взаимную связь между элементами и наглядно представить Проект ТП. Сначала в компактном виде составляется схема сборочного состава всего изделия, а затем ее дополняют развернутыми схемами отдельных сборочных единиц. Расчленение изделия на элементы производится независимо от программы его выпуска и характера ТП сборки. Схема сбороч­ного состава служит основой для разработки технологической схемы сборки, в которой формируется структура операций сбор­ки, устанавливается их оптимальная последовательность, вносят­ся указания по особенностям выполнения операций.

a)

б)

Рис 6.1. Схема сборки изделий:

а-"веерного типа"; б - с базовой моделью

На практике широко применяют два типа схем сборки: «веер­ный» и с базовой деталью (рис. 6.1). Сборочные элементы на схемах сборки представляют прямоугольниками, в которых указы­вают их название, номер по классификатору ЕСКД, позиционное обозначение и количество. Более трудоемкой, но наглядной и от­ражающей временную последовательность процесса сборки яв­ляется схема с базовой деталью. За базовую принимается шасси, панель, плата или другая деталь, с которой начинается сборка.

Состав операций сборки определяют исходя из оптимальной дифференциации монтажно-сборочного производства. Требования точности, предъявляемые к сборке РЭА, в большинстве своем ведут к необходимости концентрации процесса на основе про­граммируемого механизированного и автоматизированного обо­рудования, что снижает погрешности сборки при существенном повышении производительности процесса.

При непоточном производстве целесообразными технологиче­скими границами дифференциации являются: 1) однородность выполняемых работ; 2) получение в результате выполнения опе­рации законченной системы поверхностей деталей или закончен­ного сборочного элемента; 3) независимость сборки, хранения и транспортирования от других сборочных единиц; 4) возможность использования простого (универсального) или переналаживаемого технологического оснащения; 5) удобство планировки рабочих мест и участков; 6) обеспечение минимального удельного веса вспомогательного времени в операции; 7) установившиеся на данном производстве типовые и групповые операции.

В поточном производстве необходимый уровень дифференци­ации операций в основном определяется ритмом сборки.

Оптимальная последовательность технологических операций зависит от их содержания, используемого оборудования и эконо­мической эффективности. В первую очередь выполняются непо­движные соединения, требующие значительных механических усилий. Каждая предыдущая операция не должна препятство­вать выполнению последующих. На заключительных этапах со­бираются подвижные части изделий, разъемные соединения, ус­танавливаются детали, заменяемые в процессе настройки. Мето­дика оптимизации структуры ТП приведена в гл. 3 и 4.

Разработанная схема сборки позволяет проанализировать ТП с учетом технико-экономических показателей и выбрать опти­мальный как с технической, так и с организационной точек зре­ния. Вопросы автоматизации проектирования отдельных элемен­тов ТП рассмотрены в § 18.3.

3-й учебный вопрос: ТИПОВЫЕ И ГРУППОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ СБОРКИ И МОНТАЖА

Необходимость освоения в короткие сроки большого количе­ства новых изделий в совокупности с высокими требованиями к качеству и технико-экономическим показателям работы предпри­ятий требуют постоянного совершенствования технологической подготовки монтажно-сборочного производства. Основным на­правлением такого совершенствования является унификация ТП в совокупности с унификацией собираемых элементов конструк­ции. Различают два вида унификации ТП: типизацию и группо­вые методы сборки и монтажа.

Типовым ТП называется схематичный принципиальный про­цесс сборки и монтажа изделий одной классификационной груп­пы, включающий основные элементы конкретного процесса: спо­соб установки базовой детали и ориентации остальных, после­довательность операций, типы технологического оснащения, режимы работы, приближенную трудоемкость для заданного выпу­ска изделий. По типовому процессу легко составляется конкрет­ный процесс сборки изделия и при соответствующей его подго­товке эти функции передаются ЭВМ.

Предпосылкой типизации является классификация деталей, ЭРЭ, сборочных единиц и блоков по признакам конструктивной (размеры, общее число точек соединения, схема базирования и др.) и технологической (маршрут сборки, содержание перехо­дов, оснащение) общности. При типизации приняты четыре клас­сификационные ступени: класс, вид, подвид, тип [3].

Классом называется классификационная группа сборочных единиц, имеющих общий вид сборочного соединения, например: свинчивание, пайка, сварка, склеивание и др.

Вид—это совокупность сборочных единиц, характеризующаяся степенью механизации сборочного процесса: сборка ручная, с применением механизированного инструмента, автоматизирован­ная. Виды разделяют на подвиды, отличающиеся друг от друга конструктивными элементами, например клеевое соединение в нахлестку, с накладками, стыковое, угловое и др. Типы объединяют сборочные единицы, которые имеют одинаковые условия сборки, расположение и число точек крепления.

По комплексности методы типизации ТП разбивают на три группы: простые (одной операции), условно простые (одного ТП) и комплексные. К первой группе относят методы непосредствен­ной типизации без предварительной унификации собираемых эле­ментов, основанные на общности технологического оснащения. Вторая группа объединяет методы типизации, связанные со спо­собами соединения ЭРЭ и деталей, с использованием общих тех­нологических решений для различных классов собираемых эле­ментов, построения различных технологических маршрутов из на­бора нормализованных операций. На рис. 6.2 приведены изделия, входящие в один классификационный тип, а в табл. 6.1, 6.2— методика создания типового ТП их сборки.

Рис. 6.2. Конструкция фильтров РЭА, объединенных в технологический тип:

1 -основные; 2 - катушка; 3 - каркас;

4 -сердечник; 5 - кондесатор;

6 - экран; 7 - стойка; 8 - плата

Таблица 6.1 Технологические маршруты сборки изделий

2.002.531	2.062.012
Термотренировать катушку и конденса­тор (по 2.062.531ТИ)
В заклепки платы впаять четыре стой­ки 7
Катушку 2 с нанесенным на нее клеем установить на плате 8
На стойки надеть плату 8 и паять	На основании 1 установить катуш­ку 2
Установить конденсатор 5 и паять вы­воды	Установить конденсатор 5 и паять выводы
Стойки 7 паять к основанию 1
Проверить ТКИ контура
Проверить резонансную частоту контура	Проверить резонансную частоту кон­тура
Экран 6 паять к основанию 1	Экран 6 паять к основанию 1
Проверить контур на герметичность. Проверить на соответствие ТУ	Проверить на соответствие ТУ

Таблица 6.2 Типовой технологический процесс сборки фильтров

	Термотренировать катушку и конденса­тор	1 -	2 +
	В заклепки платы впаять стойки	-	+
	Катушку с нанесенным на нее клеем установить на плате	-	+
	На стойку надеть плату и паять	-	+
	На основание установить катушку и крепить чаяие: 2.062.012—1; 2.062.531—2.	+	+
	Установить конденсатор и паять выводы	+	+
	Стойки паять к основанию	-	+
	Проверить ТКИ контура	-	+
	Проверить резонансную частоту конту­ра	+	+
	Экран паять к основанию '	+	+
	Проверить контур на герметичность	-	+
	Проверить на соответствие ТУ	+	+
Примечание: 2.062.012—1; 2.062.531—2.

Разработка ТП сбор­ки и монтажа нового изделия при типизации состоит в поиске того классификационного типа, к которому это изделие можно отнести, и выборе необходимого числа типовых операций из име­ющегося состава. При этом может возникнуть необходимость в разработке оригинальных операций, отсутствующих в типовом ТП; их небольшое число не должно вызвать больших затрат средств и времени. Эти оригинальные операции постоянно будут пополнять банк имеющихся технологических решений.

К третьей группе относят методы, использующие нормализа­цию элементов производственного процесса с дополнительной нормализацией ЭРЭ и деталей (рис. 6.3).

Рис. 6.3. Комплексная система типового технологического процесса сборки узла РЭА на печатной плате

Типизация ставит разработку ТП сборки и монтажа на науч­ную основу; упрощает, ускоряет и удешевляет технологические разработки; позволяет внедрять передовые и экономичные мето­ды труда, новое автоматизированное оборудование и поточные методы производства; улучшает использование производст­венных мощностей из-за сокращения числа наладок и перенала­док оборудования; создает условия для автоматизации техноло­гического проектирования монтажно-сборочных работ; позволяет обоснованно решать вопросы специализации и кооперирования предприятий.

Групповые методы сборки и монтажа также разрабатываются для определенной совокупности сборочных единиц, имеющих оди­наковые условия сборки, число точек крепления и характеризующихся общностью применяемых средств механизации и автома­тизации. При классификации сборочных единиц в группы учиты­ваются габаритные размеры базовой детали и остальных элемен­тов, подлежащих сборке и монтажу, виды соединений, требуемая точность, технология осуществления этих соединений, характери­стика оборудования, оснастки и контрольной аппаратуры, а так­же вопросы экономичности. Классификация завершается разбив­кой сборочных единиц на следующие группы: 1) с начинающим­ся и заканчивающимся циклом сборки на одном и том же обо­рудовании; 2) с незаконченным циклом сборки, когда часть де­талей и ЭРЭ собирается на одной групповой операции, а на остальных операциях детали и ЭРЭ входят в другие группы или их сборка выполняется по единичному процессу; 3) с одним об­щим групповым технологическим маршрутом, состоящим из на­бора групповых технологических операций, на каждом из кото­рых используются групповые приспособления и наладки, позво­ляющие после небольшой перестройки производить сборку и мон­таж очередной партии изделий. Для того чтобы затраты времени на переналадку оснастки были минимальные, необходима опре­деленная последовательность запуска партий изделий из одной классификационной группы.

Разработка группового ТП в основном сводится к проектиро­ванию групповой технологической оснастки, созданию наладок для каждого изделия, входящего в классификационную группу, и установлению оптимальной последовательности запуска партий на сборку.

Групповые методы сборки и монтажа наиболее эффективны в условиях единичного и мелкосерийного производства. Они позво­ляют сократить число разрабатываемых процессов, внедрить высокопроизводительную автоматизированную технологическую ос­настку и оборудование, сконцентрировать технологически одно­родные работы и применить групповые поточные многопредмет­ные линии сборки.

4-й учебный вопрос: ОРГАНИЗАЦИЯ ПОТОЧНЫХ ЛИНИИ СБОРКИ

Основным направлением, которое позволит решить проблему существенного роста производительности труда в радиоаппаратостроении, является внедрение в производство механизирован­ных и автоматизированных поточных линий сборки. Поточная сборка характеризуется непрерывностью процесса, построенного на дифференцированных операциях, и выпуском готовых изделий через определенный промежуток времени, называемый ритмом (тактом) выпуска и определяемый по формуле

(6.1.)

где Гд—действительный годовой фонд работы линии с учетом числа смен и времени регламентированных перерывов; Np—рас­четная программа выпуска изделий, учитывающая возможные технологические потери.

Для обеспечения ритмичного выпуска изделий время, затра­чиваемое на выполнение каждой операции, должно быть одина­ковым и равным или кратным ритму. При массовой сборке, ма­лых размерах сборочных элементов ритм выпуска единицы изде­лия получается весьма незначительным. С целью уменьшения вспомогательного времени, удобства сборки, транспортирования, планирования и учета работы линию рассчитывают и организуют не по штучному ритму, а по ритму условного объекта—пачки одноименных сборочных элементов:

(6.2)

где n_тр—число изделий в пачке.

Технологической основой организации поточных линий служат типовые и групповые ТП сборки. Исходя из номенклатуры выпу­скаемых изделий линии сборки разделяют на одно- и многопред­метные. На однопредметной линии, применяемой в крупносерий­ном и массовом производстве, собирают изделия .только одного наименования. За многопредметной поточной линией закрепляет­ся сборка нескольких групп изделий, сходных по конструктив­ным и технологическим признакам. На этих линиях существуют следующие виды чередования изделий: последовательно-партионное, параллельное и смешанное. Выбор вида чередования опре­деляется числом закрепленных за линией групп изделий и объе­мом каждой группы.

Решение о возможности организации поточной линии сборки проводится на основании расчета необходимого числа рабочих мест исходя из программы выпуска изделий, их фактической трудоемкости и фонда времени работы линии. В случае много­предметной поточной линии возможны два варианта расчетов в зависимости от трудоемкости собираемых на линии изделий.

1 вариант. Трудоемкости собираемых на линии изделий рав­ны. т. е.

Тогда расчет ритма проводится как для однопредметной линии

(6.3)

Число рабочих мест на линии

(6.4)

где Топ — оперативное время сборки любого изделия.

II вариант. При одинаковом маршруте трудоемкости собирае­мых изделий не равны, т. е.

В этом варианте ритм выпуска определяется двумя способами. Первый способ применяют тогда, когда трудоемкость сборки изделий различна из-за разного объема работ по большинству или по всем операциям. Сохраняя постоянным число рабочих мест на линии для сборки всех изделий, определяют частные ритмы выпуска каждого изделия

(6.5)

(6.6)

Второй способ применяют тогда, когда трудоемкость сборки из­делий различна из-за разного объема работ только по одной или нескольким операциям. В этом случае для всех изделий уста­навливается единый ритм, а число занятых рабочих мест для каждого наименования изделий изменяется. Единый ритм выпу­ска и число рабочих мест для каждого изделия определяют в соответствии с уравнениями (6.3) и (6.4). На линии устанавли­вают максимальное число рабочих мест.

Практика показывает, что наилучшие технико-экономические показатели (себестоимость изделий, срок окупаемости, надежность) имеют поточные линии с числом рабочих мест от 10 до 50. Если число рабочих мест равно или меньше 10, то организа­ция самостоятельной линии сборки нецелесообразна. При числе рабочих мест, большем 50, создается несколько линий исходя из наличия свободных площадей.

Проектирование непрерывно-поточных линий сопровождается синхронизацией технологических операций. С этой целью некото­рые переходы могут переноситься из одной операции в другую, не обязательно смежную, но при условии, что это не нарушит необходимой технологической последовательности сборки. Опе­рация считается синхронизированной, если коэффициент загруз­ки рабочих мест Кз, занятых ее выполнением, удовлетворяет ус­ловию 0,9^Лз^-1,1. Рассчитывается коэффициент загрузки ра­бочих мест по уравнению

(6. 7)

где С_n — принятое число рабочих мест на данной операции.

Поточная линия сборки оборудуется конвейером, который поддерживает и регламентирует ритм работы, или другим тран­спортным средством. Конвейеры по назначению разделяются на рабочие, распределительные и транспортные. Рабочий конвейер используется для сборки изделий непосредственно на несущем органе. На распределительных конвейерах сборка производится со съемом предмета с несущего органа. Транспортные конвейеры служат для передачи собранных изделий с одного участка на другой или для других аналогичных действий.

Проектирование поточной линии сборки также включает: 1) определение максимальной численности рабочих с учетом не­обходимого (10... 15%) резервирования, мест комплектовщиков и контролеров; 2) выбор и расчет транспортных средств или конвейеров; 3) расчет необходимых заделов, т. е. изделий, сбор­ка которых не закончена, и составление стандарт-плана работы линии; 4) выбор технологического оснащения для каждого ра­бочего места; 5) рациональную планировку рабочего места и всего участка; 6) организацию подачи на линию деталей, сбо­рочных единиц и материалов; 7) разработку систем планирова­ния и диспетчерского учета работы.

5-й учебный вопрос: СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ И МОНТАЖА

Определение оптимальной структуры ТП сборки и монтажа; оценка основ­ных его технико-экономических показателей проводится статистическими метода­ми. За основу выбирается одна из статистических моделей, приведенных в гл. 3. Рассмотрим методику статистического моделирования применительно к процессу сборки и монтажа сборочной единицы на печатной плате. В результате операции сборки к ведущему полуфабрикату (плате) последовательно присоединяется п деталей. Обозначим их параметры до момента начала сборки для ведущего полуфабриката а_j, а для ведомых a_i1, a_i2, .. ..., a_in. Операция сборки продолжается, если в необходимый момент времени имеется соответствующая деталь, в противном случае происходит срыв операции В момент окончания сборки получаем сборочную единицу со значением выходного параметра /7_i. Каждая деталь, присоединяемая к ведущему полуфабрикату, подвергается проверке в течение времени т^пр. Она с вероятностью Р^бр может оказаться бракованной и в этом случае заменяется новой, качественной если такая имеется. Операция сборки продолжается ограниченное время, так как режим перемещения сборочной единицы по ходу процесса является жестким. Если она не укладывается в установленную норму времени, то происходит срыв операции сборки. После окончания, процесса и получения готового изделия, а также после случаев срыва операции переходят к сборке очередного изделия. Используемое для сборки оборудование подготавливается к операции в течение времени т^т, которое может быть детерминированной или случайной величиной. Процесс исследуется до тех пор, пока соблюдается условие t_iⁿ<T, где t_iⁿ— момент поступления на сборку ведущего полуфабриката; T—период функцио­нирования.

Разобьем составную операцию на i = l, 2, ..., п простейших операций, со­стоящих в присоединении к ведущему полуфабрикату только одной детали. Дли­тельность 1-й операции для j-го узла обозначим т^сб_ij а момент ее окончания — т^к_ij. При формализации ее удобно представить в следующем виде [4]:

(6.8)

где т^ф_ij, т^у_ij, т^кр_ij —время формовки, установки и крепления (пайки) деталей, ко­торое определяется исходя из имеющегося на предприятии оборудования или на основании отраслевых стандартов. Для каждой операции (сборки, контроля ка­чества) накапливается статистический материал по изменению их длительностей во времени (например, путем хронометража рабочего времени). На основании имеющихся опытных и справочных данных устанавливаются детерминированные во времени показатели процесса сборки и вероятные диапазоны их измене­ния: продолжительность подготовки к операции т^т_ij, интенсивность проверки качества деталей l_прi, вероятность появления брака деталей Р_i^бр и др. Накоп­ленный статистический материал представляется в компактной удобной для вос­приятия ЭВМ форме: устанавливаются законы распределения (рис. 6.4), опреде-

Рис. 6.4. Распределение характеристик процесса сборки:

я—интервалов между моментами поступления ведущего полуфабриката; б—длительности проверки качества деталей; в—длительности операции сборки; г—выходного параметра-массы изделия

ляются их числовые характеристики. Это позволяет рассчитать при помощи урав­нений ритм сборки

(6.9)

количество деталей, необходимое для сборки за анализируемый период,

(6.10)

предельные значения момента сборки 1-й операции

(6.11)

и j-гo узла

(6-12)

Далее в аналитической форме записываются все соотношения, необходимые при моделировании: момент окончания операции сборки т^к_ij,. и момент времени готовности сборочного агрегата к выполнению следующей операции t^т_ij :

(6-13)

(6-14)

Исходя из задач исследования устанавливается время анализа работы системы: смена, декада, месяц, год.

Для построения математической модели процесса сборки установим необхо­димые соотношения между параметрами изделия до операции и после ее выпол­нения. В общем виде зависимость имеет вид

(6.15)

где b₁, b₂, ..., b_n— параметры, характеризующие сборочный агрегат.

В связи со случайным характером процессов, протекающих при сборке, урав­нение (6.15) можно представить в виде

(6.16)

где d(П_i) — случайные отклонения величины П_i от некоторого неслучайного значения П_i°, заданные соответствующими законами распределения.

Однако представленные соотношения не исчерпывают математического опи­сания операции сборки. К ним необходимо добавить зависимости, определяющие режим функционирования сборочного агрегата во времени. Если операция сбор­ки синхронизирована с тактом выпуска продукции, то ее начало определяется следующим выражением:

(6.17)

где t_o—начало отсчета; t^t—длительность ритма сборки; К—числа 0, 1, 2, …

На практике существуют процессы, не имеющие жесткого управления режи­мом производственных циклов во времени. Операция в этом случае начинается я любой момент времени, если агрегат готов к работе и к нему поступил оче­редной полуфабрикат:

Рис. 6.5. Схема моделирующего алгоритма операции сборки

Любые возможные простои сборочного оборудования учитываются при опреде­лении t^t

Если операция сборки начата при поступлении все" полуфабрикатов на сбор­ку и готовности оборудования, то начало операции определяется выражением

(6.19)

Операторная схема моделирующего алгоритма (рис. 6.5) для составной опе­рации сборки имеет вид

(6.20)

Функции используемых операторов следующие: Ф₁ — формирование случайного события t_jⁿ — момента поступления на сборку ведущего полуфабриката; P₂ — проверка условия t_jⁿ<T, Pз—проверка логического условия i>n, определяюще­го присоединение всех деталей к ведущему полуфабрикату; Ф₄ — формирование выходного признака качества готового изделия П_i, или параметров сборочной единицы на выходе сборочного агрегата в случае срыва операции; K₅—счетчик числа прошедших сборку изделий, реализует операцию (j+1), K₆—счетчик но­меров ведущих полуфабрикатов (j+1); f₇ —формирование начала сборки i=1, F₈ — переход к новой сборочной единице; F₉ — установление длительности под­готовки оборудования к выполнению очередной операции сборки; Р₁₀ — проверка условия n_ki >0, где n_ki — число деталей i-го типа, имеющихся в сбо­рочном агрегате; K₁₁—счетчик числа срывов составной операции сборки; K₁₂— счетчик оставшихся в сборочном агрегате деталей i-го типа после выполнения очередной операции сборки; Ф₁₃— формирование случайного значения длитель­ности времени проверки по известному закону распределения f (t^пр), Р₁₄ —про­верка годности детали по условию x^<Pt^бр, где x—случайное число с равнове­роятным распределением в интервале [0, 1]; Ф₁₅—формирование длительности операции сборки по известному закону f(t^сб); А₁₆—определение момента t^к_ij окончания i-й операции сборки с учетом времени проверки качества t^пр_ij ; Р₁₇—проверка условия t^к_ij<t*_ij; Р₁₈—счетчик числа сборочных операций (i+1); F₁₉—имитация окончания составной операции сборки (t=n+l); F₂₀— счетчик готовых изделий (реализует операцию N—1, вычитает бракованные изде­лия); А₂₁—обработка результатов моделирования; Я Я₂₂—выдача результатов.

Приведенный на рис. 6.5 моделирующий алгоритм является упрощенным и не отражает всех случаев, встречаемых на практике. Постепенно усложняя, его можно максимально приблизить к реальной производственной ситуации и полу­чить достоверные результаты при решении сложных оптимизационных задач.

Лекция разработана «___»________20__г.

_______________________(___________)

(подпись, фамилия и инициалы автора)