Организация проектирования электронной аппаратуры. Техническая документация

ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ. ТЕХНИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ

Государственными стандартами РФ определен порядок разработки и постановки на производство продукции технического назначения, в том числе и ЭА. В частности, Государственным стандартом установлены следующие стадии разработки:

техническое предложение;

эскизный проект (ЭП);

технический проект.

Основой для разработки является техническое задание (ТЗ), содержание которого устанавливает ГОСТ. В ТЗ излагаются назначение и область применения разрабатываемой ЭА, технические, конструктивные, эксплуатационные и экономические требования к ЭА, условия по ее хранению и транспортированию, требования по надежности, правила проведения испытаний и приемки образцов в производстве.

На стадии технических предложений проводится анализ существующих технических решений, патентные исследования, проработка возможных вариантов создания ЭА, выбор оптимального решения, макетирование отдельных узлов ЭА, выработка требований для последующих этапов разработки.

На стадии эскизного проектирования осуществляют конструкторскую и технологическую проработку выбранного варианта реализации ЭА; изготавливается действующий образец или серия ЭА; проводятся их испытания в объеме, достаточном для подтверждения заданных в ТЗ технических и эксплуатационных параметров; организуется разработка в полном объеме необходимой конструкторской документации, которой присваивается литера «Э»; прорабатываются основные вопросы техноло-гии изготовления, наладки и испытания элементов, узлов, устройств и ЭА в целом.

На стадии технического проекта принимаются окончательные решения о конструктивном оформлении ЭА и составляющих ее узлов, разрабатывается полный комплект конструкторской и технологической документации, которой присваивается литера «Т», изготавливается опытная серия ЭА, проводятся испытания ЭА на соответствие заданным в ТЗ техническим и эксплуатационным требованиям. Результаты технического проектирования являются основой для разработки полного комплекта рабочей конструкторской документации, которой присваивается литера «О».

В последующем осуществляется технологическая подготовка производства, выпуск установочной серии и организация серийного (массового) выпуска ЭА.

Стадии разработки ТЗ, технических предложений и ЭП включаются, как правило, в научно-исследовательскую работу (НИР), а стадии разработки технического проекта и технологической подготовки производства — в опытно-конструкторскую разработку (ОКР).

В последние годы применительно к продукции технического назначения используется термин жизненный цикл, под которым понимаются все этапы создания изделия, начиная с разработки ТЗ и кончая эксплуатацией готовых изделий с последующей утилизацией. Жизненный цикл ЭА, разделенный на этапы ее разработки, изготовления и эксплуатации.

Все вышесказанное относится к вновь создаваемой ЭА, основанной на использовании принципиально новых технических решений. В настоящее время в связи с развитием предприятий, специализирующихся на разработке и производстве отдельных узлов и устройств ЭА, появилась возможность существенного сокращения трудовых и временных затрат на создание крупносерийных или массовых изделий (так называемые сборочная или «отвер-точная» технология). В этом случае разработчикам ЭА необходимо тщательно подобрать комплектующие изделия, чтобы созданная ими аппаратура была технологичной в изготовлении, удобной в эксплуатации и конкурентоспособной.

С развитием сети INTERNET широкие возможности для создателей ЭА открывает CALS-технология (Computer-Aided of Logistics Support) — стратегия промышленности, направленная на эффективное создание, обмен, управление и использование баз данных, поддерживающих жизненный цикл создаваемого изделия.

На всех этапах жизненного цикла (разработка — производство — эксплуатация) ЭА сопровождает техническая документация (ТД). Состав этой документации и ее содержание регламентируется Государственными стандартами. В настоящее время в стране действует большое количество стандартов, которые сгруппированы по направлениям жизненного цикла изделий в следующие комплексы:

единая система конструкторской документации (ЕСКД);

единая система технологической документации (ЕСТД);

единая система программной документации (ЕСПД);

единая система технологической подготовки производства (ЕСТПП);

единая система защиты изделий и материалов от коррозии, старения и биоповреждений (ЕСЗКС) и др.

Основная задача стандартизации — обеспечить единую нормативно-техническую, информационную, методическую и организационную основу проектирования, производства и эксплуатации изделий.

При этом обеспечивается использование единого технического языка и терминологии, взаимообмен документацией между предприятиями без ее переоформления, совершенствование организации проектных работ, возможность автоматизации разработки ТД с унификацией машинно-ориентированных форм документов, совершенствование способов учета, хранения и изменения документации и др.

Государственные стандарты, входящие в ЕСКД, устанавливают взаимосвязанные единые правила и положения по порядку разработки, оформления и обращения конструкторской документации на изделия, разрабатываемые и выпускаемые предприятиями всех отраслей промышленности.

Конструкторские документы (КД) — графические и текстовые документы, в отдельности или в совокупности определяющие состав и устройство изделия и содержащие необходимые данные для его разработки и изготовления, контроля, приемки, эксплуатации, ремонта, утилизации.

Стандартам ЕСКД присваивают обозначения по классификационному принципу. Номер стандарта составляется из цифры, присвоенной классу стандартов ЕСКД, одной цифры после точки, обозначающей классификационную группу стандартов в соответствии с табл. 1, числа, определяющего порядковый номер стандарта в данной группе, и двузначной цифры (после тире), указывающей год регистрации стандарта.

Например, обозначение стандарта ЕСКД «ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению» имеет вид: ГОСТ 2.701—84, т. е. ГОСТ — категория нормативно-технического документа (государственный стандарт), 2 — класс (стандарты ЕСКД), 7 — классификационная группа стандартов, 01 — порядковый номер стандарта в группе, 84 — год регистрации стандарта.

Таблица 1.

Классификационные группы стандартов в ЕСКД

Шифр	Содержание стандартов в группе
группы
0	Общие положения
1	Основные положения
2	Классификация и обозначение изделий в КД
3	Общие правила выполнения чертежей
4	Правила выполнения чертежей изделий машиностроения и приборо-
	строения
5	Правила обращения КД (учет, хранение, дублирование, внесение из-
	менений)
6	Правила выполнения эксплуатационной и ремонтной документации
7	Правила выполнения схем
8	Правила выполнения документов строительных, судостроительных и
	горных дел
9	Прочие стандарты

К графическим конструкторским документам относятся:

чертеж детали — изображение детали и другие данные, необходимые для ее изготовления и контроля;

сборочный чертеж (СБ) — изображение сборочных единиц и другие детали, необходимые для сборки и контроля;

чертеж общего вида (ВО) — определяет конструкцию изделия, взаимодействие его основных частей и поясняет принцип работы изделия;

теоретический чертеж (ТЧ) — геометрическая форма (обводы) изделия и координаты расположения основных частей;

габаритный чертеж (ГЧ) — контурное изображение изделия с габаритными, установочными и присоединительными размерами;

электромонтажный чертеж (ЭМ) — данные для электрического монтажа изделия;

монтажный чертеж (МЧ) — контурное изображение изделия и данные для его установки на месте эксплуатации;

установочный чертеж (УЧ) — данные для установки изделия;

схема — составные части изделия в виде условных изображений или обозначений и связи между ними;

К текстовым конструкторским документам относятся:

спецификация — определяет состав сборочной единицы, комплекса, комплекта;

ведомость спецификаций (ВС) — перечень всех спецификаций составных частей изделия с указанием их количества и входимости;

ведомость ссылочных документов (ВД) — перечень документов, на которые имеются ссылки в КД на изделие;

ведомость покупных изделий (ВП) — перечень покупных изделий, примененных в разрабатываемом изделии;

ведомость разрешений применения покупных изделий (ВИ) — перечень покупных изделий, разрешенных к применению по ГОСТу;

ведомость держателей подлинников (ДП) — перечень организаций-хранителей подлинников примененных в изделии документов;

ведомость технического предложения (ВТ) — перечень документов, вошедших в техническое предложение;

ведомость эскизного проекта (ЭП) — перечень документов, вошедших в эскизный проект;

ведомость технического проекта (ТП) — перечень документов, вошедших в технический проект;

пояснительная записка (ПЗ) — описание устройства и принципа действия разработанного изделия, а также обоснование разработки;

технические условия (ТУ) — требования к изделию, его изготовлению, контролю качества, приемке и поставке;

программа и методика испытаний (ПМ) — технические данные, подлежащие проверке при испытании изделия, порядок и методы их контроля;

таблица (ТБ) — данные, сведенные в таблицу;

расчет (РР) — расчеты параметров и величин, например, расчет размерных цепей, расчет на прочность, расчет теплового режима и др.;

эксплуатационные документы — документы для использования при эксплуатации, обслуживании и ремонте изделия в процессе эксплуатации;

ремонтные документы — данные для проведения ремонтных работ на специализированных предприятиях;

инструкция (И) — указания и правила, используемые при изготовлении изделия (сборке, регулировке, контроле и т. п.);

патентный формуляр (ПФ) — документ, содержащий результаты патентного поиска, осуществленного при разработке изделия. В нем содержится оценка патентоспособности, патентная чистота и технический уровень разработанного изделия, материала, процесса, метода.

Государственные стандарты, входящие в ЕСТД, устанавливают взаимосвязанные единые правила и положения по порядку разработки, оформления и обращения технологической документации, разрабатываемой и применяемой на предприятиях всех отраслей промышленности страны.

Технологические документы (ТД) — текстовые и графические документы, в отдельности или в совокупности определяющие порядок изготовления изделия, проведения процессов и содержащие необходимые данные для контроля и приемки изделий.

Так же как в ЕСКД стандартам ЕСТД присваиваются обозначения на основе классификационного принципа. Номер стандарта составляется из цифры 3, присвоенной классу стандартов ЕСТД, одной цифры после точки, обозначающей подкласс (цифра 1 для изделий машино- и приборостроения), одной цифры, соответствующей классификационной группе стандартов, числа, определяющего порядковый номер стандарта в данной группе, и двузначной цифры (после тире), указывающей год регистрации стандарта. Например, обозначение стандарта «ЕСТД. Правила оформления документов контроля. Журнал контроля технологического процесса» имеет вид: ГОСТ 3.1505—75, то есть ГОСТ — категория нормативно-технического документа (государственный стандарт), 3 — класс (стандарты ЕСТД), 1 — изделие машино- или приборостроения, 5 — классификационная группа стандартов, 05 — порядковый номер стандарта в группе, 75 — год регистрации стандарта.

Виды и правила проектирования ТД определяются видом производства, на котором будут изготовляться или ремонтироваться изделия и его составные части. В машино- и приборостроении в зависимости от назначения производства можно разделить на основное, вспомогательное и опытное.

Основное производство — производство товарной продукции, вспомогательное — производство средств, необходимых для обеспечения функционирования основного производства.

Опытное производство — производство образцов, партий и серий изделий при проведении научно-исследовательских работ.

По типу производства разделяются на единичное, серийное и массовое.

По организации производства разделяют на поточное, групповое и установившееся.

По уровню применяемых средств автоматизации и механизации производства разделяют на автоматизированное и механизированное.

По виду или признаку применяемого метода для изготовления (ремонта) изделия различают: литейное, прессовое, механообрабатываю-щее, термическое, сборочное, сварочное, гальваническое, лакокрасочное, полупроводниковое, вакуумное и другие производства.

Стадии разработки ТД определяются этапами разработки КД на изделие. На конструкторском этапе «Техническое предложение» ТД не разрабатывается, на конструкторских этапах «Эскизный проект» и «Технический проект» ТД разрабатывается как «Предварительный проект». В отдельных отраслях промышленности существует «Директивная технологическая документация», предназначенная не для изготовления, а для выполнения предварительных расчетов различного рода задач (инженерно-технических, планово-экономических, организационных) в целях определения возможности размещения соответствующего заказа на том или ином предприятии.

Так как объем ТД при производстве изделий достаточно велик, все виды технологических документов классифицируют по назначению, носителю информации, виду вносимой информации, по принципу построения и специализации.

Основные технологические документы содержат различную информацию:

о комплектующих составных частях изделия и применяемых материалах;

о действиях, выполняемых исполнителями при проведении техноло гических процессов и операций;

о средствах технологического оснащения производства;

о наладке средств технологического оснащения и применяемых дан ных по технологическим режимам;

о расчете трудозатрат, материалов и средств технологического ос нащения;

о технологическом маршруте изготовления и ремонте;

о требованиях к рабочим местам, экологии окружающей среды и т. п.

Основные технологические документы используют, как правило, на рабочих местах. Вспомогательные технологические документы разрабатывают с целью улучшения и оптимизации организации работ по технологической подготовке производства. Производные технологические документы применяют для решения задач, связанных с нормированием трудозатрат, выдачей и сдачей материалов, полуфабрикатов и комплектующих изделий.

Различают следующие виды технологических документов:

ведомость технологических маршрутов (ВТМ) — сводная информация по технологическому маршруту изготовления изделия и его составных частей;

ведомость материалов (ВМ) — сводные подетальные нормы расхода материалов (основных и вспомогательных) на изделие;

ведомость специфицированных норм расхода материалов (ВСН) — сводные данные по специфицированным нормам расхода материалов на изделие;

ведомость удельных норм расхода материалов (ВУН) — удельные нормы расхода материалов, применяемых при выполнении процессов на покрытия;

ведомость применяемости деталей (сборочных единиц) в изделии (ВП) — указания о применяемости деталей (сборочных единиц) в изделии;

ведомость применяемости стандартных, покупных, оригинальных деталей и сборочных единиц (ВП/СОП) — то же, что и ВП;

ведомость сборки изделия (ВП/ВСИ) — порядок сборки изделия с учетом очередности входимости составных частей и их количества;

технологическая ведомость (ТВ) — указания по группированию деталей и сборочных единиц по конструкторско-технологическим или технологическим признакам;

ведомость технологических документов (ВТД) — полный состав технологических документов, применяемых при изготовлении изделия;

ведомость оснастки (ВО) — полный состав технологической оснастки, применяемой при изготовлении (ремонте) изделия;

ведомость оборудования (ВОБ) — полный состав оборудования, применяемого при изготовлении (ремонте) изделия;

технологическая инструкция (ТИ) — описание часто повторяющихся приемов работы, действий по наладке и настройке средств технологического оснащения, приготовлению растворов, электролитов, смесей и др., а также отдельных типовых и групповых технологических процессов (операций);

маршрутная карта (МК) — сводные данные по составу применяемых операций, оборудованию, технологических документов и по трудозатратам на технологический процесс;

операционная карта (ОК) — операционное описание единичных технологических операций;

паспорт технологический (ТП) — комплекс процедур по выполнению технологических операций исполнителями, технологическому контролю, контролю представителями заказчика или госприемки;

журнал контроля технологического процесса (ЖКТП) предназначен для контроля параметров технологических режимов, применяемых при выполнении операций на соответствующем оборудовании, и др.

Литература

1. Мальков М.Н., Свитенко В.Н. Устройства функциональной электроники и электрорадиоэлементы.Консп. лекций, часть I.- Харьков: ХИРЭ,- 2002. – 140с.

2. Волгов В.А. Детали и узлы радиоэлектронной аппаратуры,Изд.2-е, перераб. и доп. М.:”Энергия”,2007.-656с.

3. Проволочные резисторы. Под ред. М.Т.Железнова, Л.Г.Ширшева.- М.:Энергия.2000.-240с.

4. Справочник конструктора-приборостроителя. В.Л.Соломахо и др.-М:Высш.шк,2008.-271с.

5. Белинский Б.Т., Гондол В.П. и др. Практическое пособие по учебному конструированию РЭА. – К: Вища шк.,2002 – 494с.