Автоматизация технологической подготовки производства РЭС

 Технологическая подготовка производства (ТПП) обычно рассматривается как совокупность современных методов организации, управления и решения технологических задач на основе комплексной стандартизации, автоматизации, экономико-математических моделей и средств технологического оснащения. Стандарты Единой системы ТПП устанавливают общие правила организации и управления производством, предусматривают широкое применение прогрессивных технологических процессов (ТП), стандартной технологической оснастки, средств автоматизации производственных процессов и управленческих работ.

 Основные задачи автоматизации ТПП РЭС:

• выбор технологий и технических маршрутов для компонентов изделия,

• разработка принципиальной схемы ТП в виде последовательности этапов укрупненных операций,

• выбор технологического оборудования, оснастки и инструментов,

• оптимизация технологических маршрутов и операций,

• проектирование систем автоматического контроля и управления технологическим процессом,

• разработка системы менеджмента качества,

• оценка экономической эффективности ТП.

 Большое внимание при решении этих задач уделяется непосредственному назначению РЭС, условиям эксплуатации изделий и вопросам энергосбережения.

 Для решения задач автоматизации ТПП широко используются методы математического моделирования, оптимизации и планирования эксперимента. Построение математических моделей предполагает определение целей моделирования, декомпозицию ТП на отдельные операции, построение математических моделей для каждой операции, верификацию полученных моделей и композицию их в обобщенную модель всего технологического процесса. Разработанные модели используются в САПР ТП и SCADA-системах.

 В качестве моделей ТП наиболее часто используются описательные (вербальные), аналитические (математические) и графовые (графические).

 Описательные модели обычно представляют собой таблицы с информацией о режимах работы, технологических операциях, переходах и т. п. Эти таблицы содержатся в базах данных САПР ТП.

 Аналитические модели ТП характеризуют функциональные связи между входными и выходными переменными ТП, отражают физико-химические процессы в технологических установках. Различные виды этих моделей необходимы для решения задач оптимизации режимных параметров ТП, анализа чувствительности выходных показателей ТП в случае различного рода отклонений от требуемого регламента, проектирования АСУТП и др.

 Графовые модели в виде неориентированных и ориентированных графов, а также различного рода графических зависимостей между переменными ТП применяются для решения задач надежности, планирования загрузки технологического оборудования, управления запасами и т. п.

 В последнее время начинают применяться модели в виде когнитивной графики, которые за счет образного представления условий решаемых задач облегчают принятие интеллектуальных решений. Моделирование ТП во многих случаях тесно связано с моделированием проектируемых и изготовляемых объектов. Например, при моделировании этапов технологии изготовления СБИС необходимо учитывать характеристики (статические, динамические) и компоненты (активные, паразитные), которые описываются моделями самих СБИС. Особенностями задач оптимизации применительно к ТПП являются широкое разнообразие постановок задач, сложность их формализации, высокая размерность массивов переменных, участвующих в задаче, и различного рода ограничений, наличие неопределенностей в исходных данных, большое число возмож-ных вариантов построения ТП, отсутствие единого подхода к решению задач.

 Если проект связан с незначительной модернизацией РЭС, то большая часть технологических операций считается отработанной, а для отдельных операций требуется уточнение технологических режимов и используемых материалов.

 В случае серьезной модернизации изделия при формировании вариантов ТП могут использоваться процессы — аналоги с добавлением отдельных операций.

 При автоматизации ТПП РЭС наиболее важными принципами являются следующие.

 Принцип иерархичности (многоуровневости), в соответствии с которым работы по проектированию ТП делятся по уровням таким образом, что решения задач, получаемых на одних уровнях, служат исходными данными для задач следующих уровней.

 Принцип неокончательности (альтернативности) решений на этапах ТПП предполагает, что после выполнения каждого этапа для последующего проектирования остается не один, а несколько альтернативных вариантов проектных решений. Это повышает обоснованность получения наиболее предпочтительной схемы ТП.

 Принцип итерационности(обратной связи) заключается в возможности возврата от каждого этапа проектирования к любым предыдущим. Это позволяет использовать новую информацию, полученную в ходе выполнения работ по ТПП и анализа результатов экспериментальной проверки качества технологического процесса. Планирование эксперимента тесно связано с методом робастного проектирования. Применение этого метода позволяет разработать ТП, при котором характеристики продукции будут в наименьшей степени подвержены разбросу, вызываемому несовершенством технологического оборудования, неопределенностью сырья и влиянием различного рода внешних воздействий. Решение задач ТПП для производства нового (инновационного) изделия целесообразно выполнять в соответствии с методологией реинжиниринга бизнес-процессов на предприятии.