Системные критерии технического уровня и качества изделий (стр. 1 из 3)
Системные критерии технического уровня и качества изделий
План
1. Основные сведения о качестве продукции и об управлении качеством ЭС
2. Требования к конструкциям ЭС и показатели их качества
3. Выбор элементной базы и материалов конструкции ЭС
1. Основные сведения о качестве продукции и об управлении качеством ЭС
Качество продукции – совокупность свойств, обуславливающих пригодность продукции удовлетворять определенным потребностям в соответствии с ее назначением.
Свойство продукции – объективная особенность продукции.
Свойства продукции закладываются при ее разработке, обеспечиваются при производстве и реализуются при ее эксплуатации.
Показатель качества продукции – количественная характеристика определенного свойства продукции на определенном этапе жизненного цикла.
Показатели качества продукции делятся на следующие группы:
1) назначения,
2) надежности,
3) технологичности,
4) эргономические,
5) эстетические,
6) стандартизации и унификации,
7) патентно-правовые,
8) экономические.
Единичные показатели качества – показатель качества продукции, относящийся к только к одному из ее свойств.
Комплексный показатель качества – показатель качества продукции, относящийся к нескольким ее свойствам.
Постоянно возрастающие требования к качеству ЭС, быстрая смена номенклатуры изделий, усложнение процессов производства изделий приводят к необходимости постоянной целенаправленной деятельности по обеспечению требуемого уровня качества разрабатываемых и выпускаемых ЭС.
Отсюда вытекает необходимость применения изготовителем согласованных действий по обеспечению требуемого заказчиком качества ЭС, т.е. создание системы управления их качеством.
Основная цель системы управления качества ЭС на любом уровне – создание изделий высокого качества при минимальных затратах.
Управление качеством продукции, базирующееся на статистических методах контроля, зародилось в 30-е годы в связи с переходом к массовому производству изделий. Массовое производство изменило прежний подход к контролю мелкосерийной продукции, требовавшей проверку каждой единицы продукции, и привело к внедрению выборочного контроля с оценкой его результатов статистическими методами.
Контроль качества, базируясь на статистических методах и развиваясь циклически, проходит через определенные этапы (рис.1).
Рис.1.Цикл Деминга.
Этот цикл называется циклом Деминга, а его реализация – оборотом цикла Деминга. Для эффективного обеспечения контроля качества необходимо участие всех без исключения работников предприятия (от рабочего до руководителя). Реализуемый таким образом контроль качества стал называться всеобщим (TotalQualityControl - TQC). Тотальный контроль начал внедряться в Японии в 60-е годах, из множества статистических методов были выбраны 7 наиболее эффективных и доступных методов, в совокупности составляющих систему, полностью обеспечивающих осуществление статистического контроля на рабочем месте. Они получили название "Семь методов (или инструментов) контроля качества" и составили основу TQC. Это следующие методы: расслоение графики (полигон, гистограмма, кумулятивная кривая); расслоение общей изменчивости статистических данных с помощью дисперсионного анализа; диаграмма Парето; причинно-следственная диаграмма; диаграмма разброса (поле корреляции); контрольная карта; контрольный лист. Понятие цикла Деминга не ограничивается только контролем качества продукции, его можно распространить на все управление производством, а именно процесс управления можно рассматривать как последовательность прохождения следующих важных этапов: план (PLAN), реализация (DO), проверка (CHECK), исправление (ACTION). Действительно, любая работа начинается с составления плана (Р) работы, после чего выполняется (D) сама работа в соответствии с планом, затем проверяется (С) соответствие полученного результата запланированному и, наконец, принимаются необходимые меры (А) в случае отклонения результата исполнения от запланированного. Этот цикл получил название PDCA. После выполнения первого цикла вновь переходят к составлению нового цикла, в который вносится коррекция с учетом предыдущих ошибок. Циклы повторяются до совпадения результата с планом (рис.2).
Рис.2.Прохождение этапов PCDA.
Циклы PDCA являются основным методом повышения качества продукции.
В конце 80-х годов контроль качества распространился на другие сферы деятельности человека, такие как образование, медицина и т.д. Контроль качества, далеко выйдя за пределы сферы производства, стал универсальным. Поэтому термин "всеобщий контроль качества" (TQC), переставший отражать сущность явления, в начале 90-х годов было предложено заменить на термин "универсальный контроль качества" (UniversalQualityControl - UQC), в основе которого остались те же 7 инструментов качества.
ХХI век должен положить конец разногласиям и жесткой конкуренции между странами. Мировая экономика должна прийти в равновесие. Развитые страны помогут развивающимся реализовать свои возможности. Качество изделий всех стран должно стать таким, чтобы их покупали во всем мире. И в этом существенную роль должен играть UQC.
2. Требования к конструкциям ЭС и показатели их качества
При решении задач конструирования заказных БИС и кристаллов СВЧ ИС решаются задачи операции входного контроля исходных данных, покрытия, компоновки, взаимного расположения компонентов при минимуме числа пересечений, трассировки, контроля топологии, изготовления рисунков фотошаблонов и их оригиналов.
Главное, что надо отметить, это то, что радиоинженер-конструктор-технолог является пользователем средств вычислительной техники, а не их разработчиком и программистом, поэтому ему нужны основы этих знаний, чтобы грамотно решать свои задачи по автоматизированному конструированию.
К основным требованиям, предъявляемым к конструкциям ЭС относятся высокое качество энергоинформационных (электрических) показателей, надежность, прочность, жесткость, технологичность, экономичность и серийноспособность конструкции при малой материалоемкости и потребляемой мощности.
Конструкции, отвечающие этим требованиям, должны обладать минимальными массой m, объемом V, потребляемой мощностью Р, частотой отказов l, стоимостью С и сроком разработки Т, должны быть вибро- и ударопрочны, работать в нормальном тепловом режиме и иметь достаточно высокий для производства процент выхода годных изделий.
Показатели, характеризующие эти качества, могут быть разбиты на следующие группы: абсолютные (в абсолютных единицах), комплексный (безразмерный, обобщенный), удельные (в удельных величинах) и относительные (безразмерные, нормированные).
К абсолютным показателям относят массу конструкции, ее объем, потребляемую мощность, частоту отказов, стоимость и срок разработки. Иногда эту группу показателей называют материальными (М) показателями, отвечающими на вопрос, из чего и как сделано устройство. Группу же энергоинформационных параметров в этих случаях называют функциональными (Ф) показателями, которые отвечают на вопрос для чего и что может делать устройство. Из этих двух групп могут быть получены более общие показатели качества такие, как комплексный показатель и удельные показатели качества.
Комплексный показатель качества представляет собой сумму нормированный частных материальных показателей со своими "весовыми" коэффициентами, как коэффициентами значимости этого параметра на суммарное качество конструкции:
К=jmmo+jVVo+jllo+jPPo+jCCo+jTTo, (1)
где mo, Vo, lo, Po, Co, To – нормированные значения материальных параметров относительно заданных по техническому заданию либо отношения этих материальных параметров для разных сравнительных вариантов конструкции,
jm, jV, jl, jP, jC, jT– коэффициенты значимости частных материальных параметров, определяемые методом экспертных оценок, обычно их значение выбирают в пределах от 0 до 1.
Выражение (1) показывает, что чем меньше каждый из материальных параметров, тем выше качество конструкции при одних и тех же функциональных параметрах. Коэффициенты значимости определяются группой экспертов (желательно в количестве не менее 30 человек), которые в зависимости от назначения и объекта установки РЭС присваивают каждый то или иное значение коэффициента значимости параметрам. Далее их результаты оценки суммируются, определяются средние значения и среднеквадратичные этих коэффициентов, находятся допустимые поля отклонений и по ним устраняют "промахи" экспертов, которые исключают из общей суммы и далее повторяют те же операции обработки данных. В результате получают средние, "достоверные" значения этих коэффициентов, и тем самым и само уравнение для расчетов.
Пример 1 Для бортового ракетного РЭС выбрать лучший вариант из двух методов конструирования РЭС: на печатных платах с корпусированными ИС широкого применения или на металлических рамах с бескорпусными микросборками.
Примем значения коэффициентов значимости для ракетных РЭС следующими: jm=1; jV=jl=0,8; jC=0,5; jP=0,4; jT=0,5. Поскольку потребляемая мощность РЭС при переходе от корпусированной ИС к ее бескорпусному варианту не меняется, то четвертую составляющую в уравнении (11.1) исключим. Для упрощения расчетов не будем учитывать и срок разработки. Из литературы известно, что при выборе второго варианта масса уменьшается в 3 раза, объем – в 5 раз, частота отказов – в 2 раза, а стоимость увеличивается в 3 раза. Тогда в первом варианте значения всех нормированных показателей (самих относительно себя) будут равны 1, а во втором варианте составят соответственно mo=0,33; Vo=0,2; lo=0,5 и Co=3. комплексный показатель качества для первого и второго варианта будет равен соответственно