物探儀器電工藝設(shè)計(jì)探討論文
摘要：本文講述了在物探儀器研發(fā)中電工藝設(shè)計(jì)的針對(duì)性作用。在物探儀器制造設(shè)計(jì)和研發(fā)領(lǐng)域，電工藝設(shè)計(jì)是個(gè)核心技術(shù)難點(diǎn)，也是現(xiàn)代電子設(shè)備尤其是在研發(fā)微小型電子設(shè)備的過程中受到高度重視的技術(shù)課題。對(duì)于近期自主研發(fā)物探儀器，本文提出了并行設(shè)計(jì)的思想和針對(duì)性問題，講述了將電工藝設(shè)計(jì)放在研發(fā)儀器階段之初，不僅能使儀器更加可靠和擁有可制造性，還能降低產(chǎn)品的研發(fā)周期。
關(guān)鍵詞：物探儀器的并行設(shè)計(jì)；電工藝設(shè)計(jì)；產(chǎn)品可靠性
從上世紀(jì)后期開始，我國市場(chǎng)上使用的物探儀器國內(nèi)自主研發(fā)的占比逐年降低，轉(zhuǎn)而使用進(jìn)口儀器，因?yàn)檫M(jìn)口儀器的野外施工效率高，可靠且穩(wěn)定。這種情況的出現(xiàn)我們不得不反思、尋找設(shè)計(jì)制造儀器過程中可能有問題的地方。對(duì)于自主研發(fā)存在問題的地方提出解決方案，將電工藝設(shè)計(jì)放在研發(fā)儀器階段之初，稱之為并行設(shè)計(jì)思想。
1關(guān)于并行設(shè)計(jì)思想的概念
1.1傳統(tǒng)研發(fā)模式
我國研發(fā)勘探儀器在前幾年一般用串行研發(fā)模式進(jìn)行研發(fā)，這種研發(fā)方式大多是按次序逐步進(jìn)行，有時(shí)會(huì)遇到這樣一種問題，產(chǎn)品發(fā)現(xiàn)制造方面存在問題的時(shí)候，已經(jīng)完成調(diào)試而且設(shè)計(jì)成型了。假如這個(gè)問題比較大，是后期工藝所無法調(diào)整的，就需要作廢前期的設(shè)計(jì)從頭再來，這種情況大大拖延了研發(fā)進(jìn)度，延長(zhǎng)了研發(fā)的時(shí)間；還有的產(chǎn)品在設(shè)計(jì)之初并沒有表現(xiàn)出什么大問題，但進(jìn)入工藝生產(chǎn)時(shí)質(zhì)量控制稍微不夠，就會(huì)在產(chǎn)品上留下隱患，使得產(chǎn)品的品質(zhì)出現(xiàn)問題，逐漸影響到產(chǎn)品后期的品牌效應(yīng)和可靠性。存在的問題有：產(chǎn)品容易損壞、維修難度大、穩(wěn)定性很不好，就算出現(xiàn)問題及時(shí)修好，在后期的使用過程中也可能頻繁出現(xiàn)同類故障。
1.2產(chǎn)品的可靠性
可靠性是指的是在限定的一段時(shí)間內(nèi)、規(guī)定條件下產(chǎn)品完成相應(yīng)功能的能力。產(chǎn)品可靠性大概可分為兩方面論述：一是確定，二是獲得。在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)之初就能確定出其可靠性,例如設(shè)計(jì)安全、討論指標(biāo)可靠性、電應(yīng)力保護(hù)設(shè)計(jì)、分配設(shè)計(jì)、冗余設(shè)計(jì)、可維護(hù)性壽命設(shè)計(jì)、環(huán)境利用設(shè)計(jì)等。在產(chǎn)品生產(chǎn)的每個(gè)時(shí)期得到產(chǎn)品可靠性,即批量生產(chǎn)時(shí)期、試生產(chǎn)時(shí)期、詳細(xì)設(shè)計(jì)時(shí)期、總體方案設(shè)計(jì)時(shí)期,由工藝控制和工藝設(shè)計(jì)得到的。工藝設(shè)計(jì)這一部分是依據(jù)要求的產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì),使用更好的操作技術(shù)和方法,讓產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)到生產(chǎn)效率高、可靠性好、成本低廉的目的。其主要內(nèi)容有工藝方案的擬定和選擇、解析和檢驗(yàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工藝性、把握生產(chǎn)的過程、設(shè)計(jì)工藝的設(shè)備、工藝文件的編制。所以，在以前的串行研發(fā)模式中，電工藝設(shè)計(jì)進(jìn)入流程的時(shí)候已經(jīng)到了試生產(chǎn)階段，電工藝設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量隱患，只能被動(dòng)的彌補(bǔ)。只有采用并行設(shè)計(jì)的思想，才能從根本上降低自主研發(fā)物探儀器對(duì)可靠性的影響。
1.3并行設(shè)計(jì)理念
上世紀(jì)八十年代末，出現(xiàn)了并行設(shè)計(jì)思想,在詳細(xì)設(shè)計(jì)和總體方案設(shè)計(jì)階段人員就參與進(jìn)來,組成一個(gè)擁有機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)人員的團(tuán)隊(duì),并行研發(fā)、并行式設(shè)計(jì)。并行設(shè)計(jì)方式擁有一體化、并行的、多方向的信息。提前參與的工藝設(shè)計(jì),在產(chǎn)品研發(fā)初期就能意識(shí)到各種影響制造種種問題,伴隨研發(fā)產(chǎn)品的全過程,能夠在設(shè)計(jì)過程中隨時(shí)反饋問題,一次性成功的研發(fā)出產(chǎn)品,從而增強(qiáng)產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力、降低成本、縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、提高產(chǎn)品可靠性。
2儀器總體方案研發(fā)階段中電工藝設(shè)計(jì)的作用
研發(fā)階段，電工藝設(shè)計(jì)是用來完善研發(fā)產(chǎn)品的成品合格標(biāo)準(zhǔn)、工作原理、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、設(shè)計(jì)任務(wù)書、構(gòu)造特點(diǎn)和產(chǎn)品參數(shù)等。從工藝性方面尋找干擾到產(chǎn)品質(zhì)量的原因,提出可行性建議:
�。�1）尋找可行性的方案設(shè)計(jì),找到電工藝在現(xiàn)有技術(shù)手段下無法完成或是難以完成的不穩(wěn)定性原因；
�。�2）根據(jù)生產(chǎn)線的產(chǎn)出速度和質(zhì)量,找到需添加的技術(shù)改造項(xiàng)目、新設(shè)備和新設(shè)施初期的看法；
�。�3）擬出處理的方法以及所使用的新工藝、新材料、新技術(shù)等；
�。�4）對(duì)工藝進(jìn)行試驗(yàn)和研究,解決較大難度的工藝技術(shù)關(guān)鍵問題；
（5）對(duì)于生產(chǎn)新產(chǎn)品前的工藝技術(shù)提出培訓(xùn)項(xiàng)目。
3對(duì)設(shè)計(jì)階段中電工藝設(shè)計(jì)的作用做一個(gè)詳細(xì)說明
在細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)階段，電工藝設(shè)計(jì)是用來進(jìn)行核查機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資料、電路設(shè)計(jì)資料的工藝性。掌握可制造性的產(chǎn)品設(shè)計(jì),消除成品出問題的隱患。工藝性核查的過程中，需要同時(shí)考慮到必要性和先進(jìn)性設(shè)計(jì),以及經(jīng)濟(jì)性的工藝制造，在結(jié)構(gòu)和性能均達(dá)標(biāo)的同時(shí),將其工藝性再進(jìn)一步提高，從而帶動(dòng)企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)。
�。�1）核實(shí)機(jī)械結(jié)構(gòu)的工藝性設(shè)計(jì)。核實(shí)的主要項(xiàng)目有：是否采用合理固定；箱體組裝焊接區(qū)的尺寸是否合理；接插件的選配是否合理；各部件的裝配、拆卸是否可能和方便；線束過孔尺寸是否合理。
（2）審查電工藝性在電路版上的體現(xiàn)。元器件是電子產(chǎn)品的基本構(gòu)成部分,因此在對(duì)物探儀器進(jìn)行研制和設(shè)計(jì)的過程中，保證系統(tǒng)可靠性最重要的就是元器件的可靠性。在元器件的選擇上要做到以下幾點(diǎn)：無鉛化的電子行業(yè)進(jìn)程中,全部的器件在設(shè)計(jì)之初,就應(yīng)該別分開有鉛還是無鉛,不然在流焊混裝板元器件的過程中會(huì)出現(xiàn)，由于加熱溫度的原因，導(dǎo)致溫度太低無鉛元器件發(fā)生冷焊，或溫度太高有鉛原件發(fā)生熱擊穿；減少加工過程環(huán)節(jié),盡量選用統(tǒng)一表面貼裝器件或者通孔器件。這樣可以降低加工的工藝成本；底部浮起高度較高的元件則更易于清洗。
�。�3）制作工藝性審查報(bào)告。工藝性審查報(bào)告主要有下列內(nèi)容:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工藝性分析；電路設(shè)計(jì)的工藝性分析；樣產(chǎn)數(shù)量及日期，產(chǎn)品名稱；對(duì)于設(shè)計(jì)工程中的問題進(jìn)行改進(jìn)；在工藝方面分析電性能是否達(dá)標(biāo)；結(jié)論。
�。�4）策劃電工藝方案。為了能夠順利地進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)并且做到步驟性、計(jì)劃性、目的性,在對(duì)工藝性做出核查之后,要能做出足夠保持產(chǎn)品穩(wěn)定生產(chǎn)的工藝方案。工藝方案主要有以下幾個(gè)內(nèi)容:確立工藝方案,確定基本原則；制定產(chǎn)品試生產(chǎn)進(jìn)度表；規(guī)定工藝規(guī)程的復(fù)雜程度；規(guī)定出產(chǎn)品生產(chǎn)過程的`事件劃分，確定工藝路線；分析工藝方案的經(jīng)濟(jì)效果；定制改造與產(chǎn)品加工有關(guān)的技術(shù)方案。
4在試生產(chǎn)階段電工藝設(shè)計(jì)的作用
初期生產(chǎn)的主要目的，對(duì)制造過程做一個(gè)組織、協(xié)調(diào)、規(guī)劃、控制及監(jiān)督的過程,可以達(dá)到優(yōu)質(zhì)、低消耗、安全、高效的既定目標(biāo)對(duì)于后期的制造過程做出規(guī)范,避免產(chǎn)品損傷在制造過程中。
4.1制定工藝文件
按照一定的條件制定合理的生產(chǎn)過程,將工藝流程的方法、內(nèi)容、程序、材料、工具、設(shè)備再加上各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)規(guī)定,以圖文形式表達(dá),這就是工藝文件。其重點(diǎn)有以下幾個(gè)作用:
（1）指導(dǎo)技術(shù),成品質(zhì)量得到保障；
�。�2）考核工時(shí)定額，定出生產(chǎn)目標(biāo)；
�。�3）建立生產(chǎn)秩序,組織生產(chǎn)；
�。�4）對(duì)于物料進(jìn)行安排；
�。�5）調(diào)整勞動(dòng)組織；
（6）對(duì)模具、工裝、工具進(jìn)行管理；
�。�7）鞏固工藝紀(jì)律；
（8）總結(jié)經(jīng)濟(jì)核算的依據(jù)。
4.2建立試生產(chǎn)線并做出檢驗(yàn)
組織調(diào)整試生產(chǎn)線，保證沒有問題了再開始生產(chǎn),同時(shí)驗(yàn)證工藝的合理性工藝配置、設(shè)計(jì)方面是否可用。證實(shí)工藝設(shè)計(jì)可行性的時(shí)候應(yīng)做到：
�。�1）既要適合實(shí)際的企業(yè)情況,又要具有技術(shù)上的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)上的合理性。
�。�2）工藝文件要結(jié)合圖文進(jìn)行展示；文件做到條理清楚、簡(jiǎn)潔明了、規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)；要能夠很直接的表達(dá)出來,只看工藝規(guī)程,就可以進(jìn)行正常的工藝活動(dòng)。
�。�3）檢查產(chǎn)品的內(nèi)容與設(shè)計(jì)文件是否相符合,要可以展示產(chǎn)品設(shè)計(jì)的意圖,盡量使產(chǎn)品設(shè)計(jì)有可靠性。
�。�4）能為之后的批量生產(chǎn)工藝打下良好基礎(chǔ)。
�。�5）時(shí)刻做到質(zhì)量第一,重點(diǎn)控制可靠性薄弱的環(huán)節(jié)，定量要求技術(shù)指標(biāo)。
4.3整理試生產(chǎn)線的工藝技術(shù)文件
工藝技術(shù)文件可以分為質(zhì)量控制流程、工藝方案、工藝計(jì)劃、工藝標(biāo)準(zhǔn)。工藝技術(shù)的文件有很多，總結(jié)下來主要含有：各種匯總圖表,包括消耗定額表、配套明細(xì)表、工裝明細(xì)表；各種作業(yè)指導(dǎo)書,包括:電路板工位圖、示意總體結(jié)構(gòu)圖、生產(chǎn)前的準(zhǔn)備、整機(jī)工藝流程圖、箱體裝聯(lián)圖、纜線裝聯(lián)圖等；所用設(shè)備的相關(guān)的電子文檔及工藝參數(shù)文件；工藝更改單，有臨時(shí)性和永久性之分。
4.4總結(jié)與修訂試生產(chǎn)工藝
結(jié)束試生產(chǎn)后，評(píng)審工藝總流程、方案，并且核實(shí)并總結(jié)方案。對(duì)于設(shè)計(jì)問題的，讓有關(guān)部門進(jìn)行及時(shí)的協(xié)調(diào)和修改；對(duì)于工藝性文件進(jìn)行完善補(bǔ)充；對(duì)于所需材料進(jìn)行核實(shí)；必要情況下應(yīng)重復(fù)檢查試生產(chǎn)的技術(shù)；總結(jié)試生產(chǎn)工藝；完成最終生產(chǎn)工藝的報(bào)告總結(jié)；召開鑒定會(huì)，鑒定試生產(chǎn)產(chǎn)品，檢查試生產(chǎn)階段是不是已經(jīng)可以批量生產(chǎn)有可靠性的產(chǎn)品，以及判斷的生產(chǎn)系統(tǒng)是否合格；完成工藝定型,然后開始進(jìn)行批量生產(chǎn)。對(duì)于產(chǎn)品的主要工藝和設(shè)計(jì)進(jìn)行測(cè)試，以上皆為試生產(chǎn)的作用，也可對(duì)批量生產(chǎn)的速度做一個(gè)估算。在定型時(shí)需要將完成的手續(xù)進(jìn)行歸檔、會(huì)簽、審批，確保工藝文件成套性、正確性。
5結(jié)束語
提升電工藝設(shè)計(jì)物探儀器研發(fā)的產(chǎn)品可靠性,需要應(yīng)用并行設(shè)計(jì)的思想，從技術(shù)上和時(shí)間上減少研發(fā)時(shí)間、推進(jìn)研發(fā)進(jìn)程、使產(chǎn)品從研發(fā)直接轉(zhuǎn)入生產(chǎn),達(dá)到企業(yè)的高品質(zhì)、高效率的目標(biāo)。
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