автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Алгоритмизация и управление специальным технологическим оборудованием интегрированного производства бытовой видеотехники

г Воронежский государственный технический университет

04

О -Щр На правах рукописи

Кириллов Юрий Владимирович

АЛГОРИТМИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ СШЩА1БЙШ ШНОЛОГИЧЕСКШ ОБОРУДОВАНИЕМ ИНТЕГРИЮВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА БЫТОВОЙ В№ОТШЖИ

Специальность-СЙ.13..07 - "Автоматизация технологических процессов и производств (промышленность)"

Д И С С Е РТА ЕЕ Г Г на соискание ученой степени кандидата технических наук в форме научного доклада

Воронеж 1985

Работа выполнена в "АООТ Видеофон" и венном техническом университете.

Воронежском государе т-

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Бурковский Б.Л. кандидат технических наук Райхель И.Н. ..

Ведущая организация ОКБ при заводе "Процессор"

Защита состоится^С>3_ 199^ в ^

Со

—час на за-

седание специализированного совета Д 063.81 Воронежском государственном техническом университете по адресу: 394026, г..Воронеж, Московский проспект, 14

С диссертацией можно ознакомигьоя в библиотеке Воронежского государственного технического университета

Автореферат разослан ^ * \ 1995 г.

Ученый секретарь специадизированйого совета д-р техн.наук, профессор ,

Я.Е.Львович

.. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В современных экономических условиях особую важность приобретает общегосударственная задача увеличения объемов выпуска, а также улучшения качества товаров культурно-бытового назначения, в том числе и изделий бытовой видеотехники.

Решение данной задачи связано с необходимостью повышения эффективности действущих производств, на основе внедрения автоматизированного технологического оборудования, интегрируемого в рамках; локальных гибких производственных систем (ГПС).

Производство бытовых видеомагнитофонов (ЛИ) представляет сложную технологическую систему, в состав которой входят автономные ГПС узловой сборки и обработки, взаимодействующие посредством соответствующих элементов транспортно-накопительной системы с конвейерными системами заключительной сборки изделия. Все структурные компоненты строго связаны многономенклатурными материальными потоками (в соответствии с конкретной технологической про- ' граммой) и объединены системой управления в компьютерно-интегрированное производство (СШ).

Следует отметить, что в структуре производства изделий бытовой видеотехники присутствует ряд технологических процессов (ТП), не реализуемых существующим авток. гизированным промышленным оборудованием, что требует создания соответствующих спещ&алышх средств кх автоматизации.

К таким ТП, в частности,относятся технологические процессы газофазного осаждения тонких лиэлектрггческйх к полихристалличес-ких пленок, а также процессы УФ-сушки и ИК-пайки, в значительной мере оказывающие влияние на качество изделий "электрохшой техники (ИЗг) , входящих в состав ВЦ, а также на уровень эксплуатационной надежности Ш. Кроме того, практическую значимость имеет дальнейшее совершенствование управления ГПС сборки печатных узлов, пред-ставлящей сложную, с позиций математического описания и анализа, технологическую систему, ввиду того, что здесь материальные потоки подвержены одновременному воздействию как операций сборки, так и операций обработки* Все это требует проведения дополнительных исследований в области моделирования и оптимизации параметров технологических объектов и систем в рамках компьютерно-интегрированного производства бытовой видеотехники.

Таким образом, актуальность теш исследования продиктована

необходимостью обеспечения высокой эффективности функционироваг ния автоматизированного технологического оборудования производства изделий ВМ на всех структурных уровнях С1М.

Тематика диссертации связана с реализацией соответствующих разделов "Комплексно-целевой программы по созданию автоматизированных и автоматических производств на предприятиях отрасли в -1986-1995 гг." и "Комплексной программы развития производства товаров народного потребления и сферы услуг на 1988-2000 гг.", соответствует научному направлению Воронежского государственного технического университета "Разработка САПР, роботов, ГАП".

Целью диссертации является разработка моделей и алгоритмов управления специальным технологическим оборудованием производства бытовой видеотехники в условиях интеграции в рамках С1М.

Исходя из данной цели, в работе определены следующие задачи исследования:

системный анализ структуры компьютерно-интегрированного производства бытовой видеотехники, определяющий требования к уровню автоматизации локальных технологических объектов и систем;

разработка формализованного описания технологических процессов газофазного осаждения тонких диэлектрических и поликристаллических пленок, а также УФ-сушки и ИК-пайки как основы построения математических моделей оптимального управления;

алгоритмизация оптимального управления режимами работ специального технологического оборудования С1М изделий БВ;

разработка средств моделирования и управления гибкой производственной системы сборки печатных узлов;

разработка средств прикладного программного обеспечения системы управления специальным технологическим оборудованием С1И ЕВ и ГПС сборки печатных узлов;

реализация разработанных алгоритмов и программных средств в производственных условиях.

Методы исследования. В работе использованы метода системного анализа, теории графов, теории автоматического управления, теории математического моделирования, математического программирования.

Научная новизна. В дяссерфщия получены следующие резулиате, характеризующиеся научной новизной;

способ формализация сложных процессов газофазного осажде-ряя тонких диэлектрических к поликристаллических пленок, процессов УФ-сушки > ИК-пайки,базирующихся на фундаментальных физкко-

химических законах и отличающихся универсальностью математического описания различных технологических режимов;

модели й алгоритмы оптимального управления специальным автоматизированным оборудованием, обеспечивающие его интеграцию в рамках ГПС;

имитационная модель гибкой производственной системы сборки печатных узлов, отличающаяся воспроизведением в рамках обобщенной моделирующей процедуры технологических процессов сборки и обработки; . .

оптимизационная модель задачи управления ГПС сборки печатных ущов, обеспечивающая формирование рациональных технологических режимов;

элементы прикладного программного обеспечения системы управления специальным технологическим оборудованием С1М ЕВ и ГПС сборки печатных узлов.

Кроме того, в работе предложен ряд оригинальных технических решений, положенных в основу конструкций соответствующего специального автоматизированного оборудования, защищенных авторскими свидетельствами [I -в].. ■

Л Практическая ценность. Предложенные в работе модели и алгоритмы положены в основу при разра^тке специального автоматизированного оборудования, реализующего технологические процессы осаждения пленок аз газовой фазы, осаждение тонких диэлектрических и поликристаллических пленок, сушки и очистки газов, а также сборки отдельных компонентов печатных узлов.

Внедрение в рамках локальных ГПС 15 единиц специального автоматизированного оборудования обеспечило высокий уровень эффективности и качества функционирования СЙЙ бытовой видеотехники, что позволило в три раза увеличить производительность труда и повысить дб двух раз надежность выпускаемых серийно ВМ серии "Электроника".

Теоретические и практические результата работа могут быть использованы при решении вопросов автоматизации производств изделий электронной техники 2 радиотехнической аппаратуры.

Реализация и внедрение результатов работа. Основные результаты работ» реализованы' в НПО "Электроника" в рамках локальных ГПС С1М видеомагнитофонов ра^шчных моделей, что подтверждено соответствушим актом внедрения.

Годовой экономический эффект от внедрения результатов дне-

сертаций составил более 5500 тысяч рублей в ценах 1993 г. за счет повышения производительности труда и качества работы соответствующих локалышх гибких производственных систем.

Апробация работы. Основгае положения диссертации докладывали«*! и обсуждались на Всесоюзной научно-технической конференции "Физико-термическое оборудование и автоматизация технологических процессов", Москва, 1980 г.; отраслевой конференции "Полупроводниковые структуры с.диэлектрической изоляцией и ИС на их основе'', Воронеж, 1984 г.; конференции "Современное состояние и перспективы развития техники, контрольно-измерительного я испытательного оборудования", Воронеж, 1986 г.; УШ научно-технической конференции "Состояние и пути повышения надежности видеомагнитофонов", Воронеж, 1994 г., а также на научных семинарах кафедры АБС, ВГИГ.

Публикации. По результатам исследования опубликовано 25 работ, в том числе 6 авторских свидетельств.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I. Анализ структуры компьютерно-интегрированного производства бытовой видеотехники [7-25 ]

Анализ структуры компьютерно-интегрированного производства (ИМ) изделий бытовой видеотехники позволяет выделить следующие основные локальные производственные системы (рис.1): обработки технической документации и подготовки производства,входного контроля, накопления и хранения, транспортные системы, ГАУ литья изделий из пластмассы, штамповки, ГПС производства печатных плат, ГАУ механической, гальванической обработки, ГАУ сборки, финишного контроля.

Гибкое производство сложных изделий битовой видеотехники включает два различных по функздюшио>ному содержанию класса производственных. процессов, осуществляющих преобразование материальных потоков при изготовлении целевого продукта: процесса обрабаты-вакщего типа и процессы сборочного типа.

При декомпозиции производства бытовой видеотехники можно выделить в классе процессов мша "обработка" сложные технологические процессы изготовления элементной базы и узлов видеотехники, включающие процессы механической в гальванической обработки, фгаижмеермические процессы изготовления полупроводниковых струк-

Рис Л.. Обобщенная структура CI M бытовой видеотехники.

тур, в том числе процессы осаждения тонких опенок, изготовления печатных плат, обработки корпусных деталей.

К классу процессов типа "сборка" относятся процессы сборки печатных узлов, сборки блоков, лентопротяжного механизма, сборки видеомагнитофона.

ГАП элементной базы включает производство МС, в состав кото-poro входит гибкий автоматизированный участок осаждение тонких пленок из газовой фазы, оснащений специальным технологическим оборудованием, ГПМ нанесения тонких диэлектрических я подикрис-тадлических пленок с установками осушки и очистка газов [7-15].

Гибкое автоматизированное производство сборки печатных узлов включает ГАУ сборки печатных узлов с применением автоматических линий установки ЭРЭ с осевыми радиальными выводами из ленты и ГАУ доустановки ЭРЭ на печатные платы с применением АРМ на базе автоматизированной установки монтажа ЭрЭ на печатные платы [lS-18]. Для подготовки ЭРЭ на ГАУ автоматической установки ЭРЭ применяются автоматы вклейки ЭРЭ в липкую ленту. Для подготовки выводов ЭРЭ на ГАУ доустановки применяются автоматы подготовки ЭРЭ [l9_2o}. Сборка печатных уалов но технологии поверхностного монтажа требует применения спецтехнологического оборудования щя поверхностного монтажа [21-25].

В автоматическом и автоматизированном режимах работы CIM синхронизация взаимодействия всех его элементов щюизводится в результате диспетчеризации на двух уровнях: вщгтримодульная диспетчеризация я межмодульная диспетчеризация. Внутримодульная диспетчеризация обеспечивает работу оборудования в программном (щшловом) режиме с заданной последовательностью работ [8-J2, Г7, 19, ¿¿-¿¡^Межмодульная диспетчеризация заключается в распределении планового задания мевду отдельными ГШ, определении совяййо-ванных во временя действий с учетом их обеспеченности ресурсами (16-18, 20].

' Системный анализ функциональной структуры CIM бытовой видеотехники позволяя определить требования, предъявляемые я ШЗ сборки печатных узлов е точки зрения синхронизации взаимодействия с другими элементами компьютерно-интегрированного производства на уровне материальных я • информационны! потоков.

2. Формализованное описание технологических процессов осаждения тонких диэлектрических и поликристаляических пленок как объекта управления £11КЕ2,22-24,26-27]

Ниже приведено формализованное описание технологических процессов осаждения тонких диэлектрических и поликристаллических плен<ж £11,123 , а также УФ-сушки и Ж-пайки [22-24] , положенное в основу соответствующих моделей оптимального управления.

Сущность метода осаждения слоев из газовой фазы состоит в том, что на поверхности, нагретой до заданной температуры, в результате многофазного процесса образуется твердый продукт в виде тонкой пленки. Взаимодействие отдельных составлявших процессов газофазного осаждения можно представить графовой моделью, имеющей структуру, в которой можно выделить несколько маршрутов протекания процессов осаждения (рис. 2). Каждая фаза определяется своей скоростью протекания.

Осаждение тонких диэлектрических пленок нитрида кремния, недатированного псшгкремшш проводится в реакторе пониженного давления (рис. 3) с вертикальным расположением пластин с зазором £12,261 по схеме (рис.2), преобладающий маршрут реакции М. Осаждение тонких лоликристалличес^их пленок, легированных фосфором, диэлектрических пленок диоксида кремния (3102 ), фосфорно-силикатноро стекла (ФСС)производитея в реакторе пониженного давления с применением контейнера цилиндрической формы с отверстиями на боковой поверхности, установленного в реакторе. Процесс протекает по схеме с преобладающим маршрутом Т<2 (рис.2) и образованием промежуточных компонентов Г . _________

Формирование интегргрованной модели процессов осаждения при пониженном давлении представляется на основе уравнения распределения: концентрации активных компонентов в реакторе, которое в стационарных условиях запишется:

^ 7гС1, (I)

где 01 - коэффициент диффузрт 1~го компонента, 01 - концентрация активного компонента, Л - вектор скорости движения компоненты, <11 - скорость_образования компонента, в зазоре между пластинами принимается 7=о и щз уравнения (1) паяучям

±4.-0 (2)

масстранспорт исходных реагент08

диффузия реагентов

адсорбция реагентов

маршрут №

диффузия ПРОМЕЖУТОЧНЫХ и побочных продуктов

образование промежуточных и побочных продуктов

ОБРАЗОВАНИЕ тонких

пленок 8 зультате \Ш1РО VI /генных сакций

V ) АДСОРбЦИЯ Р€А

•ТЕНТОВ, ЯРОМЕЖУТО'

ных и побочных продуктов

ОБРАЗОВАНЫ дисперсного порошка

Рис.2. Графовая модель многофазного процесса осаждения тонких ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ и ПОЙИКРИСТАЯЯМЕеКИХ ПЛЕНОК

Д,

ч^ш

РЕПН..ЛОРЫ РАСХОДА

рм«3. Общая схема реактора пониженного давления.

1-РЕАКТ©»-, 2-ИЗМЕРИТЕЛЬ ДАВЛЕНИЙ ; 3-НАГРЕВАТЕЛИ; 4-ПНЕ8М0УПРАВПЯЕМЫЕ КЛАПАНЫ ; 5-СМСТ6МА УПРАВЛЕНИЯ; 6 -ПЛАСТИНЫ

Отклонение значения скорости оса*пения пленок на пластине

-Я* .

Я. -——--ЮС# (меньше заданной) (3)

1 ЧгЬ

где ч - скорость осаадения в 5 мм от края подложки,

- скорость осаадения в центре пластины,

в в партии пластин, одновременно загружаеуых в реактор;

~ (¿/пах - Я""*. ,

X = —--(меньше заданн Я) (4)

СЦтлг.

где С^;- максимальная и минимальная скорости осаадения

' в загрузке. Скорость осаждения представляет собой величину, зависимую от технологических и конструктивных параметров системы

где С^ - концентрация ¿. -го реагента^

- температура подложки, Р - давление в реакторе,

V - скорость газового потока,

- конструктивные параметры реактора.

В контуре управления специальным технологический оборудованием газофазного, осаждения тонких диэлектрических и полукристаллических пленок в качестве контролируемого параметра выступает скоро гь осаадения . Данная величина представляет собой функцию 5 кеременгш; параметров, выступающих в качестве параметров управления. Целью управления яь-мется обеспечение заданного уровня величины в условиях активного воздействия на параметры управления.

Формализованное описание процессов УФ-сушки и ИК-пайки дня сборки печатных узлов о применением технологи" поверхностного • монтажа подучено на основе решения дифференциальных уравнений, теплопроводности и позволяет обеспечить в контуре управления оптимальный профиль распределения температуры в зонах нагрева установки УФ-суижи я ЙК-ошювдешш с минимальные напряжениями в печатных платах Г23,24).

3. Алгоритмы оптимального управления режимами работа гениального технологического оборудования [12,23-24]

Спецтехнологическое оборудование для осаждения тонкихпле-нок из газовой фазы [ 12],ИК-пайки и УФ-сзшки [23,24] предполагает автоматическое управление следующими параметрами процессов; температурой, скоростью расхода газовых смесей, давлением в камере. Управление процессами осаждения, пайки печатных плат производится с помощью ЗИЛ в режиме интерактивного обмена через монитора Для обеспечения автоматического управления процессом разработаны алгоритмы и программы работы регулятора, обеспечивающего автоматическое управление технологическими параметрами,- температурой, расходами газа, и давлением в реакторе^

Алгоритм работы регулятора [24] обеспечивает ПЩ-закон регулирования с возможностью отключения любой составляющей:

л иПс+и.9>с. (в)

где Д ¿¿¿- приращение полного управляющего воздействия, й /7«! " пропорциональная составляющая ЩЦ-закона, А О 11.1 " интегРальная составляющая ПЩ-закона регулирования, ЛЦ. ~ Дифференциальная составляющая ЗДД-законарегулиро-' ВаНИЯ. ' . ■ ■

и. Пс = ¥п Е, (7)

1Щц = Ко. = и.Щи-1)+Ии Е, , (8)

=г (9)

где £ПйЬ - коэффициент пропорциональности,

к!ц «г - коэффициент усиления интегральной части, ¿¿5Е> -Ж * коэффициент усиления дифференциальной части, уи - постоянная времени интегрирования, 73& - постоянная времени дифференцирования,

ЕС "^Т^^д-Тс- рассогласование иеаду заданным и текущим значениями температуры, /И - дискретность работы регулятора. В случае П и ПИ-закона используются соответствующие части приведенного алгоритма.

Коэффициент К,, является переменным и рассчитывается следующим образом:

Ки - К« {1 -<£)- если «¿./е. с, О ^ еслкоС/е.^ •

Алгоритм управления имеет модульную структуру и состоит из основного и отдельных алгоритмических модулей. Основной модуль рассчитывает необходимые для работы отдельных модулей переменные и осуществляет их вызов при наличии признака включения модификатора,

• " .

4. Имитационное моделирование и управление гибкой производственной системой сборки печатных узлов 116,17,18,19,20,25]

Гибкая производственная система сборки печатных узлов (ШСП7) представляет собой сложную, с точки зрения машинного моделирования и анализа,систему ввиду того, что материальные потоки у них подвержены как технологическим операциям сборки, так и обработки. Другими словами, данная технологическая система по уровню модельного представления сочетает в себе формальные атрибуты типовых производственных систем типа "сборка" и типа "обработка". Процесс, взаимодействия элементов технологического оборудования ГПСПУ представляется в соответствии со структурно-функциональной схемой, представленной на рис.4.

Данная технологическая система включает следующие формальные атрибуты: концентраторы материальных потоков (склад входной, промежуточной, готовой продукции), обрабатывающие центры (ОЦ), транспортные объекты (ТО), коммуникационная сеть транспортной системы (ТС), технологические центры сборки (ТЦС), связанные детерминированной транспортной сетью, и эрготические элементы.

ГНС сборки узлов (ПУ) асинхронного типа с последовательно-параллельной структурой материальных потоков включает ОЦ ЛИ подготовки электрорадиоэлементов (ЭРЭ) [18] , ГШ автоматической установки ЭРЭ на печатные платы (ПП), ГПМ доуста"овки ЭРЭ на печатные платы [ Г5-17]. ОЦ ГПМ подготовки обеспечивают подготовку выводов ЭРЭ - формовку, облуживание [181 , вклейку ЭРЭ в липкую ленту. ОЦ автоматической установки ЭРЭ представляет собой ГПМ, оснащенный рабочими органами установке ЭРЭ с осевыми и р?^-диальными выводами я локальной транспортной системой, обеспечивающей перемещение ЭРЭ на позиэдш установки и перемещение плата из входного в выходной накопитель.

Имитационная модель П1С оборот печатшвс уаяав включает следующий табор модулей моделирования?

ТС подачи несмонтированных плат ТС подами ЭРЭ в ленте_

ГАУ ВКЛЕЙКИ ЭРЭ ПО НОМИНАЛАМ в ЛИПКУЮ ЛЕНТУ

ВхН

гпм

АВТОМАТИЧЕСКОЙ 51СТДЙ ВЫВОДАМ

гаг

Вых.

Вх.Н

гпм

08КИ з И НА

Вых.Н

Вх.Н

гпм

радиапы

Вых.Н

В х.Н

ТПМ

ыми

Вых.Н

ГПС сборки Г)У

с

.н

ГАУ г :лейки

ЭРЭ В ЛИПКУЮ ЛЕНТУ В ПРОГРАМ' МИРОВДННОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

8х.н

гпм

Вх.Н

тм

АВТОМАТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ ЭРЭ

ВОДАМИ, ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ' ПОДПРОГРАММЕ

Иу (ДГ

таг

[Вх.Н Гглм"

С ОСЕВЫМИ

ВКЛЕЕН

"8ых1Г

пых

Вх.Н

гпм вы-

"БыГн

Т

ГAV ОЦ

ФОРМОВКИ ЭРЭ НЕСТАНДАРТНОЙ ФОРМЫ

о

ТЦС

Вх.Н

ТЦС

Т6ХНОЛОГИЧЕСК

ет

Вых.Н

ие

Вх.Н

тце

ЦЕНТРЫ' ДОУСТАНОвКИ

Вх.Н

ТЦС

вых.Н

Вх.н

ТЦС ЭРЭ

вых. К

Рнс.4. Структурная схема ГПС сборки печатных узлов

модуль "транспортный робот" имитирует движение ТР в соответствии с характеристиками технологического маршрута;

модуль Обрабатывающий центр" имитирует процесс обработки деталей, загрузку и разгрузку входных и выходных накопителей ОЦ, перегрузку деталей из одного накопителя в другой, загрузку и разгрузку ТР;

модуль "склад" имитирует работу складов входной, готовой и промежуточной продукции,т.е. воспроизводит процессы загрузки и разгрузки ТР на складах и самих складов различными типами деталей;

модуль "сбойная ситуация" имитирует выход из строя ОЦ, т.е. воспроизводит состояние ОЦ в соответствии с вероятностными . характеристиками нештатных производственных ситуаций.

Имитационная модель реализована на алгоритмическом языке Turbo-Pascal â операционной среде MS^Ob £ôf*i и использована для анализа вариантов перераспределения материальных потоков между альтернативными элементами технологического оборудования в оперативник условиях возникновения несанкционированных сбойных ситуаций. Полученные в результате данные используются в . контуре управления локальными технологическими объектами ГНС ПУ.

5. Комплекс средств программного обеспечения системы управления автоматизированным технологическим оборудованием производства ЕВ [10,11,12,17,18,20,24,251

Комплекс средств программного обеспечения системы управления автоматизированным технологическим оборудованием производства ЕВ включает три уровня программных средств: первый уровень составляет программное обеспечение управлением локальным технологическим оборудованием,имеющее модульную структуру и разработанное на языке Ьи ^например, программа "Регулятор" Г 12, 24) .

Программа "Регулятор" состоит из основной Программы fiEÇUL g библиотеки программных модулей, включающих RQ VK.L - модуль первого включения, PR Ç L - П-регулятор, "[QqL - И-регулятор,

6QL - Д-регулятор.

Количество возможных модулей - 16, что соответствует количеству разрядов в моднфикаторе, посредством которого задается

структура регулятора. Каждому биту модификатора. соответствует -программный .г^дуль.

На втором уровне программные средства, обеспечивают информационное управление ШС и-позволяют выполнять следующие задачи [16-18,20] : ■ ■

- выдача, информации на дисплей по запросу оператора (адреса свободных ячеек, содержимое ячеек склада);'

- автоматизированный учет комплектация, печатных плат, Печатных узлов, учет деталей л материалов;

- .формирование ведомости дефицита, учет прихода-расхода комплектующих;

- учет выполнения задания участками.

На третьем уровне к с:.'ллекс программных средств обеспечивает моделирование и анализ■'вариантов перераспределения материальных потоков между элементами ШОПУ. Задача оптимального перераспределения материальных потоков в оперативных: условиях решается на основе следующей оптимизационной модели, предусматривающей обеспечение максимума выпуска целевого продукта в условиях ограниченного производственного ресурса. Пусть технологическая система вклззчает п обрабатывающих центров ( n ¿ р , где р - количество работоспособных ОД). Обозначим через íí j - интенсивность материалшотока^ поступающего на ó -ый 0Ц с группы, i -ых ОД, t j - время технологического цикла á тго ОД nj - количество технолоигаескюс циклов, выполняемых 3 -да ОД за смену; cj « пропускная способность i -го ОД: (интенсивность обработки материалопотока за технологический цикл). Введнм булеву переменную xj , которую определим следуыцим образом:

/ I, если j-ый 0Ц включен в технологическую систему;

Х ^ = ^0, в противном случае

Тогда математическая модель задачи штильного перераспределения материалсшотеков может быть сформулирована тая:

при следующих ограничениях:

Комплекс программных средств управления автоматизированного оборудования ШС сборки ПУ внедрен в реальное производство бытовой видеотехники, 0 его эффективности свидетельствуют данные представленные в таблице.

Таблица

Технологическая операция

Производительное ть,ЭРЭ/ч:Неправильная __________:установка. %

Ручной режим:Автоматиче- :Ручной:Автома-работы :ский из рае-:режим :тичес-:чета на одну:рабо- :кий ре-:установочную:ты :жям ра-:головку . :боты

Установка ЭРЭ с осевы- 200 3000 7-8 Менее

ми и радиальными выво- 0,4 дами (2 вывода)

Установка ЭРЭ с тремя 150 2800-3000 7-8 Менее

выводами 0,4

Доустановка ЭРЭ ело»- 100 500 II Менее

ной нестандартной "0,8

формы, установка микросхем

Время сборки печатных узлов из расчета 1000 злектрорадис-злементов на плате для режима ручной установки -6 ч, процент неправильной установки - 8,5; для режима автоматической установки - 0,25 ч, процент неправильной установки - 0,6.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Осуществлен системный анализ структуры компьютерно-интегрированного производства бытовой видеотехники, определяющий требование к уровню автоматизации локальных технологических объектов и систем.

2. Разработано формализованное описание технологических процессов газофазного осаждения тонких диэлектрических и поликристаллических пленок, а также УФ-сушки й ИК-пайки, положенных в основу при построении математических моделей оптимального управления.

3. Осуществлена алгоритмизация задач оптимального управления режимами работы саециального технологического оборудования компьютерно-интегрированного производства изделий битовой видеотехники.

4. Проведена алгоритмизация процессов взаимодействия мате-

риальных и информационных потоков в гибкой производственной системе сборки печатных узлов.

5. Разработаны средства моделирования гибкой производственной системы сборки печатных узлов, обеспечивающие воспроизведение в рамках обобщенной моделирующей структуры технологических процессов сборки и обработки.

6. Предложена оптимизационная модель задачи управления ШС сборки печатных узлов, реализация которой осуществлена на базе модифицированного алгоритма дискретного программирования, а также данных машинного моделирования.

7. Разработаны компоненты прикладного программного обеспечения системы управления специальным технологическим оборудованием СШ ЕВ и ГПС сборки печатных узлов.

Предложен ряд технических решений, обеспечивающих работу автоматизированного оборудования.

Результаты диссертации реализованы 8 НПО "Электроника" в рамках локальных ГПС автоматизированного производства видеомагнитофонов различных моделей с экономическим эффектом более 5500 тысяч рублей в ценах 1993 г.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1. A.C. 1065508 (СССР). Устройство для осаждения слоев из газовой фазы/Ю.В.Кириллов и др.-Опубл. в Б.И. - I98^,_ /Vi?//

2. A.C. 980463 (СССР). Устройство для непрерывного осаждения слоев из газовой фазц/Ю.В.Кириллов и др.

3. A.C. II29963 (СССР). Устройство для осаждения слоев из газовой фазы / Ю.В.Кириллов и др.

4. A.C. 772277 (СССР). Устройство для нанесения покрытий из газовой фазы / Ю.В.Кириллов и др.

5. A.C. 959810 (СССР), Способ очистки газа от кислорода / Ю.В.Кириллов и др. - Опубл. в Б.Й. - 1982. - »35.

6. A.C. 1760666. Дозирувдая игла / Ю.В.Кириллов и другие. -Опубл. в Б.И. - 1992. - Ä3.

■ , 7. Комплект оборудования для осаждения диэлектрических пленок из газовой фазы с лучевым ЙК-яагревом/ Д.Б. Зворыкин. Ю.В.Киршшов, А.И.Вахтель, Г.А.Иванова//Электронная техника, серия 7. - Вып.4(83). - 1977. - С,12-$1.

8. Автоматизированный комплекс "Оксин-3" / Ю.В.Кириллов, И.И.Горянина, Г.А.Иванова, А.М.Стадашк // Электронная промышлен-

вость. - 1980. - №11-12. - С.75-77.

9. Разработка метода непрерывного осаждения и макета комплекса непрерывного осаждения диэлектрических пленок на пластины диаметром 100 мм с разработкой экспериментального образца: Отчет по НИР / -1ИИПМ; Руководитель Ю.В.Кирихюв, - 1980. - 46с.

10. йфиляов Ю.З. влияние особенностей технологического процесса на качество изделий электронной техкики//Тезисы докладов

научно-техн.конф. "Состояние и пути повышения надежное те видеомагнитофонов". - Воронеж, 1994.

11. Разработка автоматизированного комплекса для осаздения пленок 5/ з /t/, и поликремнгя при пониженных давлениях из газовой фазы: Отчет по ОКР / ЕЙИИЛ; руководитель Ю.В.Кириллов. -

№ ГР У69028. - Воронеж, 1981. - 24 с.

12. Автоматизированный комплекс осаждения слоев поликремния. и нитрида кремния при низком давления / Ю.В.Киршшов, А.В.Кулаков, Й.Й.Горянина, В.П.Богатшсов // Электронная техника. Серия ?.-1985. - Вып.6 (133). - С, 6-П.

13. Кириллов Ю.В. Разработка и эксплуатация автоматизированного комплекса пиродитического осаждения нязкотешературшх диэлектрических пленок "Оксин-З": Тезисы докл. Всесоюзной научно-технической конференция "Физико-термическое оборудование и автоматизация технологических процессов", Москва, 1980 г. // Электронная техника. Серия 7. - 1980- - Вып-4 (156). - С. 65-66.

14. Кириллов Ю,В,, Горянина Й„И,> Злаков A.B. Определение содержания фосфора в пленках фосфоро-силикатного стекла, используемых в технологии БИС и СБИС // атектронная техника, Серия 7, -1984. - Вып.2 (123). - С. 20-22.

15. Исследование структурных свойств плецок поликристаллического кремнияа полученных при пониженном давлении применительно к технологии изготовления СБИС / А,В,Кулаков, Ю.В.Киршшов, В.П.Богатиков, В.З.Анохин // Электронная техника. Серия 7. -1987. - Вып. 2(141), - С„ 6-8.

16. Кириллов Ю.В., Цушкин Э,И„ „ Горянина И.И. Автоматизированный комплекс оборудования подготовки и монтажа ЭРЭ на печатные платы // Электронная промышленность, - 1992, - ВД* - 0,31-33.

17. Кириллов Б.В.„ Цушкин Э.Й., Горянина И.И. Автоматизация радиомонтажных работ в мелкосерийном производстве // Электронная промышленность. - 1989. - Ä7. - С* 31-84,

18. Разработка автоматизированного комплексе подготовка и

набивки ЭРЭ на печатные платы с системой материалопотоков., управляемой от ЭВМ, повышающей производительность в 2,5-3 раза с ' ■ . высвобождением численности до 42 человек: Отчет.по ОКР / НИИПМ; Руководитель Ю.В.Кириллов. - Воронеж, 1982. - 68 с.

19. Кириллов Ю.В., Горянина И.Й., Олейник С.Ф. Автоматизированный участок для монтажа радиоэлементов на печатные платы // Электронная промышленность. - 1989.№ Б. - С. 27-29.

20. Разработка к организация производства сборки печатных узлов не менее 100 тысяч в год, управляемого от ЭВМ и обеспечивающего повышение производительности в 2-3 раза: Отчет, по ОКР / НИИПМ; Руководитель Ю.В.Кириллов. - 1989. - 7? с. .

21. Кириллов Ю.В., Горянина Й,И. Ксшоненты для поверхностного монтажа // Электронная промышленность. - 1991. № 2. С.40-41.

22. Исследование метода поверхностного монтажа ЭРЭ на печат- ; нне платы с разработкой экспериментальных узлов сборочного оборудования: Отчет по ВИР / НИИПМ; Руководитель Ю.В.Кириллов. - Воронеж, 1988. - 46 с.

23. Кириллов Ю.В., Горянина И.И., Свиридов В.А. Перспективный метод пайки поверхностно монтируемых печатных узлов // Электронная промышленность. - 1991. - № 7. - С. 48-50.

24. Исследование метода нанесения паяльной касты к адгезива на Ш и разработка экспериментального образца установки оплавле- . ния: Отчет по НИР / ЯКИПМ; Руководитель Ю.В.Кириллов.

& ГР 8792469. - Воронеж, 1990. - 97 с.

25. Кириллов Ю.В. Автоматизированный комплекс сборки печатных узлов по технологии поверхностного монтажа // Тез.докл. конференции. - Нижний Новгород, 1992.

26. Кириллов Ю.В., Кулаков А.В. Влияние технологических процессов изготовления элементов на качество видеомагнитофонов // Тезисы докладов УШ научно-технической конференции "Состояние и пути повышения надежности видеомагнитофонов". - Воронеж, 1994.

27. Кириллов Ю.В, Влияние конструктивных характеристик оборудования на качество структур, используемых в элементах видеомагнитофона // Тез,докл. УШ научно-технической конференции "Состояние и пути повышения надежности видеомагнитофонов". - Воронеж, 1994.

ЛР * 020419 о» 12.02.92. Подписано в печать

Уч.изд.л. 1,0« Тираж 85 лсэ. Зак.Р . 23.01.95. '

Воронежский государственный технический университет 394026 Воронеж, Московский пр-т, 14 Участок оперативной полиграфии Воронежского государственного технического университета