Лекция 8. Наука и производство радиоаппаратуры и радиотехнических систем

деятельности радиоинженера. Основные этапы процесса производства радиоэлектронной аппаратуры




МУЛЬТИМЕДИЙНЫЙ КУРС

ЛЕКЦИЙ по дисциплине «История радиотехники» для студентов, обучающихся по специальности 210601.65 «Радиоэлектронные системы и комплексы» и направлению подготовки 210400.62 «Радиотехника»

с Вашей будущей профессиональной деятельностью.
В ходе лекции мы рассмотрим следующие

вопросы:
1. Роль науки в процессах проектирования и производства радиоэлектронной аппаратуры и радиотехнических систем.
2. Области деятельности радиоинженера в соответствии с требованиями Федерального государственного стандарта высшего профессионального образования (ФГОС ВПО)
3. Основные этапы процесса производства радиоэлектронной аппаратуры
Этап1. Замысел нового изделия
Этап 2. Проектирование нового изделия
Этап 3. Изготовление (производство) новых изделий
Учебный материал представлен в виде мультимедийной презентации с использованием гиперссылок, иллюстрирован фотографиями и фрагментами учебных фильмов.

и радиотехнических систем
Наука есть познание законов (закономерностей) природы и общества.

Производство (проектирование и изготовление) состоит в использовании найденных законов для создания изделий.
Для сохранения и улучшения условий своего существования человечество должно непрерывно обеспечивать преобразование вещества, энергии и информации в высокоупорядоченные изделия (предметы), необходимые всем членам общества.
Так образуется научно-производственный цикл (НПЦ), который непрерывно обновляется под влиянием науки на производство, и наоборот.
 Характерной особенностью научно-производственного цикла (процесса) в настоящее  время является его высокая упорядоченность. Это означает, что «изделия» возникают, как правило, не в результате случайных находок и даже не путем многочисленных проб и ошибок, а как следствие целенаправленного проектирования и изготовления на основе достижений науки. Проектирование и изготовление являются основными этапами процесса производства.
В радиотехнике изделиями являются следующие виды устройств (открыть гиперссылки):
Приборы бытового применения (радиоприемники, телевизоры, пылесосы, телефоны и др.);
Устройства для контроля и управления производственными процессами (системы связи, средства автоконтроля, системы автоматического управления);
Приборы для проведения научных исследований, в результате использования которых, в свою очередь, появляются новые научные знания (измеритель плотности потока энергии электромагнитного поля, измерительный прибор для настройки спутниковой антенны и другие)

1. Новости в фотографиях http://bigpicture.ru/?p=372842

приборов, которые используете вы или ваши родители. Запишите в тетради.
Назовите

предприятия радиоэлектронной промышленности, которые работают на территории Удмуртской Республики и за ее пределами.
Занимались ли вы в радиолюбительских кружках или имеете диплом среднего профессионального образования?
Имеете ли вы направление на учебу от профильных предприятий УР, от каких?

стандарта высшего профессионального образования (ФГОС ВПО)
В Федеральном государственном стандарте

высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) по специальности 210601 «Радиоэлектронные системы и комплексы» определены следующие виды профессиональной деятельности радиоинженера:
проектно-конструкторская;
производственно-технологическая;
научно-исследовательская;
организационно-управленческая;
сервисно-эксплуатационная.

Бакалавр по направлению подготовки 210400 Радиотехника готовится к следующим видам профессиональной деятельности:
проектно-конструкторской;
производственно-технологической;
научно-исследовательской;
организационно-управленческой;
монтажно-наладочной;
сервисно-эксплуатационной.
Как мы видим, для выпускника бакалавриата предусматривается еще один вид профессиональной деятельности- монтажно-наладочная.

проектов радиотехнических устройств и систем;
сбор и анализ исходных данных для

расчета и проектирования деталей, узлов и устройств радиотехнических систем;
расчет и проектирование деталей, узлов и устройств радиотехнических систем в соответствии с техническим заданием с использованием средств автоматизации проектирования;
разработка проектной и технической документации, оформление законченных проектно-конструкторских работ;
контроль соответствия разрабатываемых проектов и технической документации стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам;
2. Производственно-технологическая деятельность:
внедрение результатов разработок в производство;
выполнение работ по технологической подготовке производства;
подготовка документации и участие в работе системы менеджмента качества на радиотехнических предприятиях;
организация метрологического обеспечения производства;
контроль соблюдения экологической безопасности;

тематике исследования;
моделирование объектов и процессов, в том числе с использованием

стандартных пакетов прикладных программ;
участие в планировании и проведении экспериментов по заданной методике, обработка результатов с применением современных информационных технологий и технических средств;
составление обзоров и отчетов по результатам проводимых исследований;
организация защиты объектов интеллектуальной собственности и результатов исследований

радиотехнических устройств различного назначения;
участие в составлении заявок на необходимое техническое

оборудование и запасные части,
подготовка технической документации на ремонт;
составление инструкций по эксплуатации технического оборудования и программного обеспечения. узлов, систем и изделий радиотехнических устройств и систем.

оборудования и настройке программных средств, используемых для разработки, производства и

настройки радиотехнических устройств и систем;
участие в монтаже, наладке, испытаниях и сдаче в эксплуатацию опытных образцов деталей, узлов, систем и изделий радиотехнических устройств и систем;

Почему в учебный план Вашей специальности/ направления подготовки включены такие

дисциплины, как «История», «Русский язык и культура речи», «Физика», «Основы теории цепей», «Экономика», «Радиоматериалы и радиокомпоненты», «Информатика», «Математический анализ», «Дискретная математика», «Метрология и радиоизмерения»…… К каким видам профессиональной деятельности они готовят?
Ответ нужно оформить в виде таблицы и сдать на проверку на практическом занятии по дисциплине «История радиотехники».
Внимание! Учебный план можно скачать на официальном сайте ФГБОУ ВПО «ИжГТУ имени М.Т.Калашникова»

и за ее пределами успешно работает большое количество крупных предприятий,

занимающихся производством радиоэлектронной аппаратуры для обеспечения потребностей населения России, для военных целей, а также по заказам крупных министерств и ведомств (МВД, МЧС, ОАО «Российские железные дороги» и других). Государство обеспечивает заказами ряд отраслевых Научно-исследовательских институтов (НИИ), задачей которых является разработка новых технологий в области проектирования радиоэлектронной аппаратуры и систем связи.
И после окончания вуза вы будете заниматься проектированием и производством и ремонтом радиоэлектронной аппаратуры на профильных производственных предприятиях, проектных организациях , телекоммуникационных компаниях, в сервисных центрах и других организациях.
Рассмотрим, последовательность этапов производства радиоэлектронной аппаратуры.

изделие, для чего и с какими свойствами желательно создать. При этом

исследования ведутся на уровне анализа достижений предшественников, размышлений, возможно, с проведением оценочных расчетов и использованием для наглядности схем, эскизов или моделей.
На этапе проектирования проводят поиск возможных инженерных решений для определения наилучшего пути их реализации, то есть производится оптимизация инженерного решения по определенным количественным и качественным показателям, или критериям оптимизации. Целью этого этапа является получение основного документа -технического проекта на изготовление изделия.
На этапе изготовления производят реальные изделия в количествах, которые определятся условиями, являющимися по отношению к производству внешними.  Именно этап изготовления иногда называют производством.

«источников»:
1) стремления инженера улучшить уже существующее изделие- усовершенствовать его (изготовить

радиоприемника с более  высоким качеством звучания, меньшими габаритами и массой);
2) стремления придать ему новые свойства, которыми оно ранее не обладало - модернизировать (изготовить радиоприемник, способный принимать стереофонические передачи и имеющего более широкий рабочий диапазон волн, в том числе УВЧ -дипазона); 3) необходимости создать изделие, которое бы по-новому решало поставленную задачу - разработать его (изготовить радиоприемник на новой элементной базе).
Процесс формирования замысла нового изделия носит полуинтуитивный характер, является проявлением инженерного творчества. Процесс создания общего представления об изделии (Замысла) включает несколько стадий.

мы охарактеризовали стадии процесса замысла нового изделия с помощью гиперссылок,

остановимся на второй стадии формирования общего представления об изделии, а именно обдумывания- поиска пути решения задачи. Этот процесс долгое время представлялся исследователям неподдающимся формализации творческим феноменом. В настоящее время принято выделять следующие пути поиска решения: свободных ассоциаций, эмпатия, составления полной матрицы, метод «мозгового штурма», метод синэктики.


* Гиперссылки открываются щелчком на объекте

свободных ассоциаций;
метод эмпатии;
составление полной матрицы;
метод «мозгового штурма»;
метод синэктики.

(синэктика-совместное действие)
Кратко охарактеризуем эти методы с использованием гиперссылок.

в себе во время обучения в вузе, для того, чтоб

научиться находить эффективное инженерное решение?

Напишите список из 7-8 качеств инженера в тетради. Выделите наиболее важные .
….
….

Проверим
Далее мы рассмотрим этап проектирования изделий

происходит оптимизация инженерного решения, выработанного на этапе замысла и составляется

технический проект изделия в соответствии с согласованными критериями проектирования.

оптимиза-ция
6.Конструи-рование
7.Изготовление опытного образца
8.Испытания- - решение комиссии
9.Технический проект
Этапы проектирования радиотехнических устройств

может выражаться и в качественных, и в количественных показателях. Очень

важно не смешивать цели проектирования с возможными способами решения.
При выработке цели инженер опирается на найденные на этапе замысла общий путь решения задачи. Эти пути конкретизируются в форме графиков, диаграмм, пространственных моделей.
На этапе выработки цели устанавливаются предварительные физико-технические и экономические ограничения. Так, могут быть установлены количество изделий, максимальная себестоимость изделия и другие дополнительные ограничения.

данному проекту во всех доступных им источниках. Это книги, журналы,

научно-технические отчеты других предприятий, каталоги деталей и элементов устройств, проводится патентный поиск.
Важным условием успешного проведения этапа проработки информации являются глубокие базовые знания, которыми должны обладать инженеры. Информационный анализ должен быть произведен в короткие сроки и квалифицированно.
В результате может быть вынесено два отрицательных решения: 1)о невозможности изготовления проектируемого изделия; 2)о нецелесообразности проектирования, так как подобное изделие оказывается чрезмерно дорогим и неэкономичным.

цели и информационной подготовки, оформляют документ-техническое задание (ТЗ), который становится

основным техническим документом для разработчиков проекта. Содержание ТЗ
В процессе проектирования ТЗ может изменяться. Однако для этого должны быть очень важные основания, и это сопряжено с необходимостью переутверждения ТЗ .

не всегда ясна возможность изготовления усилителя сигналов с требуемым устойчивым

коэффициентом усиления в заданной полосе частот. В этом случае производится моделирование усилителя.
Моделированием называют избранный способ замены изучаемого объекта. Модели могут быть математическими и физическими.
Физическая модель-это упрощенное по сравнению с будущим изделием устройство, но сохраняющее его основные свойства. Последнее требование называют адекватностью модели. Выбор модели является очень ответственным шагом, так как заранее далеко не всегда ясно, какие именно свойства изделия должна сохранить модель.
Физическое схемотехническое моделирование схем электрических принципиальных выполняется с использованием монтажных плат и электроизмерительной аппаратуры.
Монтажные платы. Дополнительная информация
В настоящее время инженеры проводят моделирование радиотехнических устройств и систем с использованием пакетов программ схемотехнического моделирования
Пакеты программ схемотехнического моделирования. Дополнительная информация.

работы под управлением операционных систем Windows 2000/XP, и использующее технологию

клиент-сервер.



Проекты бывают четырех типов: проекты печатных плат (PCB), программируемой логики (FPGA), VHDL описания (Embedded) и интегрированные библиотеки компонентов (Integrated Library).

последовательность операций над входными величинами, то, как правило имеется несколько

технических путей их выполнения.
Расчет и оптимизация состоят в рассмотрении всех возможных вариантов построения частей изделия. В настоящее время подавляющее число блоков, составляющих сложное радиотехническое изделие, могут быть теоретически рассчитаны, т.е. могут быть найдены параметры всех составляющих блоков элементов.
Цель оптимизации - найти такой вариант построения устройства, при котором будут выполнены основные требования, а другие параметры не выйдут за заданные пределы.

чертежей, определяющих пространственное расположение и общее устройство составных частей будущего

изделия при ограничениях , наложенных на предыдущих этапах.
Конструирование обычно осуществляет специальная группа инженеров, которые должны хорошо знать как теоретические основы работы устройства, так и особенности производства, на котором будут изготовлять изделие.
Процесс конструирования изделия может быть автоматизирован на основе использования САПР. В наиболее совершенных системах автоматизировано даже изготовление чертежей и выдача документации.

создают в строгом соответствии с расчетом и конструкторской документацией, так

как его работоспособность является окончательным критерием оценки правильности проведения всех предшествующих стадий проектирования.

выполнения требований ТЗ по выходным показателям, их сохранение при изменении

внешних условий, при тряске, по потреблению энергии и т.д.
Полевые испытания подразумевают проверку изделия в реальных условиях эксплуатации, предусмотреть которые в лаборатории невозможно.
Лабораторные и полевые испытания производит комиссия по предварительно выработанной методике. По результатам составляют протоколы.
Испытания радиоэлектронной аппаратуры. Дополнительная информация

изделий.
На стадии технического проекта принимаются окончательные реше­ния о конструктивном оформлении

радиоэлектронной аппаратуры и составляющих ее узлов, разраба­тывается полный комплект конструкторской и технологической документа­ции.

научно-производственного цикла. Именно изготовление изделий часто называют производством.
Изготовление изделий может

быть индивидуальным, мелкосерийным, серийным или массовым в зависимости от общего количества изделий, которое производится. Однако в любом случае изготовление является ответственным этапом, от успеха которого зависит оценка всего научно-производственного цикла. В некотором смысле можно утверждать, что сама ценность этапов замысла и проектирования условна. Она станет реальной лишь в случае успешного выпуска изделий.
Процесс изготовления различных изделий существенно отличается по характеру стадий и его организации в зависимости от вида изделий, организации производства (автоматическое, поточное, конвейерно-ручное или смешанное), оснащения предприятия оборудованием, исторически сложившимися иными условиями.

что их изготовление не может производиться инженерами, мастерами и рабочими

на основании только структурных схем изделий, представления об их функционировании и общих чертежей, показывающих внешний вид изделия и его частей. (Вспомним, что свой фонограф Эдисон просто нарисовал на листе бумаги и передал мастеру для изготовления, дав лишь словесные пояснения.)

Подготовка конструкторской документацииа

Разработка технологического цикла

Разработка и изготовление оснастки

Освоение изготовленного изделия

Выпуск изделий

Технический контроль

Изготовление серии

ним, необходимых для того, чтобы правильно понять задание и изготовить

каждый отдельный элемент изделия, собрать узлы в блоки и смонтировать изделие в целом. В наиболее современных научно-производственных объединениях конструкторская документация выполняется не на предприятиях, изготовляющих изделия, а в научно-исследовательских институтах или конструкторских бюро. Конструкторская документация составляется в строгом соот­ветствии с существующими Государственными стандартами и требованиями ЕСКД (единой системы конструкторской документации). Правильно составленная конструкторская документация должна содержать достаточную информацию для изготовления изделия на любом предприятии, предназначенном для изготовле­ния изделий рассматриваемого класса. На основании конструкторской документации отдел снабжения предприятия осуществляет составление заявок на те части изделия, которые должны быть получены от смежных предприятий. Состав и примеры оформления конструкторской документации
Разработка технологического цикла. В конструкторской документации даются четкие и однозначные указания о том, что именно необходимо изготовить, но не говорится однозначно, как это сделать. Каждый элемент изделия обычно можно изготовить с применением различных станков или другого оборудования, с применением различной последовательности операций. Для наиболее эффективного и качественного выполнения элементов и изделия в целом мастерам и рабочим необходимы также указания о том, как, в каком порядке и на каком оборудовании целесообразно производить операции, как и чем их контролировать. Эти указания обеспечиваются длительной и трудоемкой разработкой всего технологического цикла инженерами-технологами, хорошо знающими особенности изделия и оборудование предприятия, а также смежные дисциплины технологического процесса (теорию материалов, теорию допусков и др.). В результате разработки технологического цикла каждый элемент изделия снабжается комплектом технологической документации, содержащей полную информацию о порядке изготовления элемента. Состав технологической документации

предприятие станками, приборами и другим стандартным оборудованием, изготовление нового изделия

не может быть начато без дополнительных (вспомогательных) устройств, учитывающих специфику изготовления конкретного изделия и возможности имеющегося оборудования. Эти дополнительные изделия называют оснасткой, которая как бы «согласует» изделие и его составные части с универсальным оборудованием. Разработка оснастки представляет большое поле деятельности для конструктора и изобретателя. Разработка оснастки также может производиться в научно-исследовательском институте или конструкторском бюро.
Освоение процесса изготовления изделия. Несмотря на тщательно разработанную конструкторскую документацию и весь технологический цикл, изготовление нового изделия на конкретном предприятии может встретить некоторые препятствия. Это объясняется очень большим количеством составных элементов производства, их взаимодействием и взаимным влиянием, учесть которые заранее практически нельзя. Возможны также прямые ошибки в начале производства изделия. Освоение производства. Дополнительная информация
Изготовление нужной серии изделий и сопровождающий его технический контроль являются завершающими стадиями всего научно-производственного цикла. Это не означает, однако, что производство является установившимся процессом, происходящим почти автоматически. По мере накопления опыта изготовления и эксплуатации изделия творчески мыслящие инженеры, техники и рабочие вносят усовершенствования, направленные на повышение производительности труда, экономию материалов, улучшение качества изделия (рационализаторские предложения, передовой опыт).

положения и этапы разработки процес­сов и операций технического контроля, а

также задачи на этапах их разра­ботки при технологической подготовке производства.
Технический контроль (ТК) является неотъемлемой составной частью ТП изготовления изделия и разрабатывается в виде процесса или операции ТК. Под техническим контролем понимается совокупность технологических операций ТК, выполняемых при изготовлении изделия и его составной час­ти. Процессы ТК разрабатываются для входного контроля материалов, заго­товок, полуфабрикатов, а также комплектующих деталей и сборочных еди­ниц; операционного контроля деталей и сборочных единиц; приемочного контроля изделий.
Нормативно-технические документы на ТК в общем случае включают стандарты «Технический контроль. Термины и определения», «Средства контроля. Термины и определения», «Правила разработки процессов (опе­раций) технического контроля», «Правила выбора средств контроля»; клас­сификатор объектов контроля; классификатор технологических операций технического контроля; методику выбора объектов контроля; методику размещения постов контроля по технологическому процессу изготовления и ремонта изделий; методику выбора контролируемых параметров; методику выбора схемы контроля; методику выбора метода контроля; стандарты ти­повых процессов (операций) технического контроля.
Проведение технического контроля. Дополнительная информация

изготовливается в полном соответствии с разработанной технической, конструкторской и технологической

документацией.
Все выпускаемые приборы и устройства проходят проверку Отдела технического контроля производственного предприятия.

производства радиоэлектронной аппаратуры

Фильм о работе завода Supra в России (9

мин.)
Как делают видеокарты (4 мин.)

вы начинаете свою трудовую деятельность и вас приняли на работу:

1. в конструкторское бюро, занимающееся разработкой конструкторской документации. Какие виды работ вы будете выполнять?
2. в производственное подразделение (цех), выпускающий радиоэлектронную аппаратуру. Какие виды работ вы будете выполнять?

им. Макарова, 2009. – 69 с
Пасынков В.В., Сорокин В.С. Материалы

электронной техники: Учебник. 5-е изд., стер. - СПб.: Издательство «Лань»., 2007 .-368 с., ил.1. Радиоматериалы, радиокомпоненты и электроника: Учебное пособие/К.С. Петров. – СПб.: Питер, 2006. – 512 с.: ил.
Покровский Ф.Н. Материалы и компоненты радиоэлектронных средств: Учебное пособие для вузов. – М: Горячая линия – Телеком, 2005. – 350 с.: ил.
Радиоматериалы, радиокомпоненты и электроника: Учебное пособие/К.С. Петров. – СПб.: Питер, 2007. – 512 с.: ил.
Ивченко В.Г. Конструирование и технология ЭВМ. Конспект лекций. - /Таганрог: ТГРУ, Кафедра конструирования электронных средств. – 2001. - http://www2.fep.tsure.ru/russian/kes/books/kitevm/lekpart1.doc
Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры: Учебник для вузов. – М.: Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. – 528 с. URL: http://slil.ru/22574041/529407141/Konstruktorsko-tehnologicheskoe_proektirovanie_elektronnoj_apparatury.rar
Технология приборостроения: Учебник / Под общей редакцией проф. И.П.Бушминского. – М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана. URL: http://www.engineer.bmstu.ru/res/RL6/book1/book/metod/tpres.htm
Тупик В.А. Технология и организация производства радиоэлектронной аппаратуры. – СПб: Издательство: СПбГЭТУ "ЛЭТИ" – 2004. URL: http://dl10cg.rapidshare.de/files/31510061/4078542704/tehnologiya.i.organizaciya.proizvodstva.radioelektronnoj.apparatury.pdf.rar
ФГОС ВПО 210601.65 Радиоэлектронные системы и комплексы - Радиоэлектронные системы передачи информации
ФГОС ВПО 210400.62 Радиотехника - Радиотехнические средства передачи, приема и обработки сигналов
Портал Федеральных государственных стандартов высшего профессионального образования.http://www.fgosvpo.ru/uploadfiles/fgos/20/20111115154734.pdf
ГОСТ Р 15.000-94. Система разработки и постановки продукции на производство. Основные положения.
ГОСТ Р 15.201-2000. Система разработки и постановки продукции на производство. Продукция производственно-технического назначения. Порядок разработки и постановки продукции на производство.
ГОСТ 15.005-86. Создание изделий единичного и мелкосерийного производства, собираемых на месте эксплуатации.
ГОСТ 15.101-98. Система разработки и постановки продукции на производство. Порядок выполнения научно-исследовательских работ.
ГОСТ Р 15.011-96. Система разработки и постановки продукции на производство. Патентные исследования. Содержание и порядок проведения.