Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/Motorola/D19831020Elc026.shtml

Коренная реконструкция электронного предприятия на базе внедрения САПР, АСУП и СКАП

УДК 681.3:658.512.2

Дон Крумин (Don Krumin)
Фирма Motorola Inc. (Форт-Лодердейл, шт.Флорида)

Don Krumin. CAD, CAM and CIM revolutionize theelectronics factory, p.121,122

Интеграция баз данных, уже существующих в системах автоматизации проектирования и производства, упрощает разработку новых изделий. Комплексирование средств автоматизации проектирования (САПР) и управления производством (АСУП) в единую систему комплексной автоматизации (СКАП) позволяет существенно повысить производительность труда.

Системы автоматизации проектирования и производства (САПР и АСУП) обычно считаются наилучшими путями решения задач повышения производительности труда и качества изделий. А система комплексной автоматизации производства (СКАП) —это следующий важный шаг в направлении совершенствования производства: эна позволяет изготовителям существенно улучшить управление процессом производства и предотвратить возникновение многих проблем на производственных участках. Фирма Motorola Inc., подобно многим другим изготовителям, постепенно идет к комплексному внедрению этих средств и методов автоматизации проектирования и производства на своих предприятиях.

Средства САПР—АСУП—СКАП на предприятии фирмы Motorola в Форт-Лодердейле — «открытое» оборудование с возможностями оперативного выполнения работ по проектированию, причем пользоваться этими средствами может любой из разработчиков фирмы. За последние два года количество терминалов комплекса САПР—АСУП компании Computervision для проведения работ по проектированию печатных схемных плат и конструкторскому проектированию увеличилось с 2 до 24. Кроме того, с 4 до 8 увеличилось число установленных в комплексе рабочих станций Calma фирмы General Electric. Это оборудование эксплуатируется без выходных дней в течение трех 6-ч смен в сутки и сыграло важную роль в разработке новейшей портативной вычислительной машины фирмы Motorola2{Электроника, 1983, №17, «Связь между портативным компьютером и центральной ЭВМ по радиоканалу»}.

Этот переносной компьютер был целиком разработан на комплексе средств САПР—АСУП, причем сформированная база данных была непосредственно передана на предприятие для автоматизированной сборки и тестирования печатных схемных плат высокой насыщенности. Применение средств и методов САПР—АСУП помогло разработать более качественную конструкторскую документацию, а также сократить длительность циклов подготовки производства. Например, для проверки зазоров крышки батарейного отсека компьютера относительно нижнего кожуха при ее открывании — закрывании (рис.1) были использованы «мультипликационные» графические средства, а программа расчета размерных цепочек и допусков системы Computervision автоматически вычисляла зазоры между деталями.

Соотношение затрат времени на ручное и автоматизированное проектирование изделий, согласно оценкам специалистов, находится в диапазоне от 0,5:1 до 20:1. Соотношение 0,5:1 имеет место для сложных механических конструкций корпусов радиоустройств, где требуется более 5000 объектов САПР, таких, как линии, дуги и точки, а также для проектирования многослойных печатных схемных плат, содержащих свыше 17 000 объектов. При проектировании изделий, информация о которых уже находится в базе данных, достигается соотношение производительностей 20:1.

Если средства САПР играют важную роль в процессе проектирования и отработки изделия, то средства АСУП не менее важны для обеспечения эффективности производства. Общая база данных САПР—АСУП является основой для СКАП, где все операции осуществляются при взаимодействиях с единой мощной базой данных. СКАП в самом широком смысле — это система, которая дает пользователю возможность комплексно решать все проблемы проектирования, инженерного сопровождения производства, изготовления и управления в своей организации. Однако для достижения наибольшей эффективности СКАП пользователи должны прежде всего обеспечить создание базы данных САПР—АСУП и только после этого могут переходить к организации на ее основе комплекса, содержащего различные установки и предусматривающего различные технологические процессы.


Рис.1. Открывание и закрывание. Система САПР проверяет зазоры батарейной панели переносного компьютера фирмы Motorola при открывании и закрывании отсека; для этого анализируется последовательность перемещений, основанная на геометрических размерах деталей, хранящихся в базе данных системы.

Например, разработка печатной схемной платы начинается с ввода данных и графических представлений компонентов в систему. На основе схемных данных составляется таблица соединений; она используется как входная для программы автоматической трассировки, соединяющей общие сигнальные контакты на плате. После проверки и редактирования соединений сформированная база данных печатной схемной платы используется для получения полномасштабного оригинала фотошаблона, информации для управления сверлильными станками и соответствующей документации. Эта база данных САПР—АСУП теперь превращается в базу данных СКАП, из которой извлекается информация для автоматизированной сборки, выпуска вспомогательных графических документов, иллюстрирующих технологические операции, технического контроля печатных схемных плат и пооперационного тестирования.

Можно представить себе ряд областей для внедрения СКАП. Например, несколько лет назад вставление крошечных контактных гнезд в печатные схемные платы производили вручную — этим было занято много людей на нескольких технологических линиях. Сейчас эти люди приобрели новую квалификацию и занимаются более интересными работами. Вместо них вставление гнезд осуществляют различные установки с числовым программным управлением. Эти установки предусматривают размещение компонентов и перемещение рабочей головки в соответствии с координатами X—Y, определяющими точки вставления гнезд и содержащимися на перфолентах, которые выдаются из базы данных САПР. В будущих СКАП предусматривается измерение координат, трассировка печатных схемных плат, размещение компонентов, в том числе микросхем, лазерная подгонка параметров и применение роботов. Таким образом, при том же самом числе работников обеспечивается существенное увеличение продуктивности производства, а работники приобретают новые квалификации.

В начале 1983г. в цехе фирмы Motorola по изготовлению моделей были установлены четырех-осевой станок VC1000 компании Brown & Sharpe и рабочая станция САПР—АСУП типа Designer М компании Computervision, причем станочные рабочие здесь освоили новую квалификацию, научившись составлять программы управления движением инструмента для станков с ЧПУ. Рабочая станция Designer M была выбрана потому, что она совместима с базой данных сегодняшней системы САПР—АСУП и со станком компании Brown & Sharpe, который может выполнять тонкие и точные операции механической обработки, необходимые для изготовления печатных схемных плат, а также аналогичные операции, применяемые при создании литьевых форм и подобных изделий.

Этот станок имеет мощность 8,1 кВт, скорость вращения шпинделя 4000 об/мин, рабочий стол размером около 610*1170мм и настоящую четвертую ось, что позволяет многие операции механической обработки выполнять без смены зажимных приспособлений. Этот станок имеет устройство автоматической смены инструмента, в котором могут размещаться до 24 инструментов и которое может заменять инструменты автоматически за 10 с. Фирма разработала несколько программ, под управлением которых этот сложный станок осуществляет механическую обработку всех компонентов, входящих в переносные радиостанции двусторонней связи и в комплекты их принадлежностей.

Разработчики документации, например технологических карт для процессов числового программного управления, могут получить большой эффект от применения СКАП. Так, разработчики групп технического сопровождения фирмы Motorola начинают сейчас использовать базу данных САПР для проектирования конструкций универсальной оснастки и инструмента.

Для всех потенциальных приложений СКАП прежде всего необходимо провести предварительный экономический анализ, чтобы оценить техническую осуществимость и финансовые факторы, связанные с внедрением проекта. Такую оценку обычно производит координационная комиссия СКАП, создаваемая для принятия стратегических решений. Затем техническая целевая группа реализует эти решения.

Фирма Motorola осуществляет сейчас реализацию СКАП в два этапа. На первом этапе разрабатываются процедуры и программное обеспечение, необходимые для управления станочным инструментом; на втором этапе предусматривается создание каналов связи между системой САПР и другим автоматизированным оборудованием. После создания таких каналов в течение шести месяцев осуществляется систематический сбор статистических данных с экономическим анализом результатов производства, чтобы получить количественные показатели производительности труда и окупаемости вложенных капиталов.

Успешному выполнению этих работ способствует расширение функций централизованной базы данных. Здесь содержится управляющая информация не только для станков механической обработки с числовым программным управлением, но и для множества применяемых в производстве электронных изделий более нестандартных станков и установок новой техники, таких, как лазерные подгоночные установки, оптические сканирующие устройства и роботы.

Необходимо обучение

Фирма осуществляет сейчас серьезную программу по обучению методам САПР — АСУП, причем имеется специальный преподаватель, который ежедневно проводит занятия по этой теме. За период с января по сентябрь 1983г. 63 разра ботчика уже затратили на обучение около 2500 ч. Программа предусматривает продвинутые курсы, где основное внимание уделяется таким направлениям, как числовое программное управление, новые методы проектирования печатных схемных плат и моделирование по методу конечных элементов.

Основные курсы по проектированию печатных схемных плат и механических изделий включают две недели классного обучения, а большинство продвинутых курсов занимает одну неделю. Продвинутые курсы предусматривают более глубокое рассмотрение конкретных операций САПР — АСУП и СКАП, а также более близкое ознакомление с неграфическими операциями, что помогает повысить производительность труда. Учебные семинары, которые организуются периодически для опытных пользователей, посвящаются проблемам ввода данных из системы САПР — АСУП в новый станок и технологическим связям в процессе проектирования и производства.

Для различных подразделений в рамках предприятия фирмы Motorola постоянно требуется создавать новые связи. Весьма важное значение начинает приобретать разработка программных средств: во многих случаях выявляется необходимость в простых для эксплуатации программах, которые закрывают различные бреши, образующиеся в процессе превращения базы данных САПР —АСУП в базу данных СКАП (рис.2). Для интеграции базы данных САПР — СКАП с производственным оборудованием и технологическими процессами требуется тщательное планирование.

Единая база данных. Для автоматизированного производственного предприятия необходима интеграция баз данных САПР и АСУП (центральный круг и внутреннее
Рис.2. Единая база данных. Для автоматизированного производственного предприятия необходима интеграция баз данных САПР и АСУП (центральный круг и внутреннее кольцо) и СКАП (внешнее кольцо).

Родительская статья:

Автоматизация производства (Обзор)

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 56, No.20 (676), 1983г - пер. с англ. М.: Мир, 1983, стр.37

Electronics Vol.56 No.21 October 20, 1983 A McGraw-Hill Publication

Don Krumin. CAD, CAM and CIM revolutionize theelectronics factory, p.121,122

Раздел: МЕТОДЫ, СХЕМЫ, АППАРАТУРА

Тема:     Промышленная электроника





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/Motorola/D19831020Elc026.shtml