Лекции по курсу - Технология и автоматизация производства электронной аппаратуры

Подождите немного. Документ загружается.

При движении к оптимуму по градиенту все исследуемые параме6тры

должны изменяться пропорционально коэффициентам наклона поверхности

отклика b

;

(6.4)

4). Проводятся «мысленные» опыты, которые заключаются в

вычислении

11 2 2

( ) ...

okk

xbbxbx bx=+ + ++

(6.5)

значений целевой функции в точках факторного пространства, лежащих

на пути к экстремуму, при этом i-ая координата (n+1)-ой точки определяется

по:

1nn

xxh

(6.6)

где: h=1, ..., m, i=1, ..., k, λ

∆x

+(∆x

)/n.

Прогнозируемое значение выходного параметра определяется из

формулы:

пр i

ybhb

∑

(6.7)

5) Поскольку каждый цикл крутого восхождения приближает и

поверхности отклика с большей крутизной, рекомендуется для каждой

последующей серии опытов выбирать шаг меньший, чем в предыдущей.

6) Эксперимент прекращается, когда все или почти все коэффициенты b

уравнения (5) становятся незначимыми или равными нулю, что говорит о

выходе в область экстремума целевой функции.

Пример

Реализация крутого восхождения для оптимизации математической модели процесса

ультразвуковой сварки проволочных выводов ИМС в виде

y=9,81+1,42x

+1,27x

+2,21x

определяем шаг варьирования:

Δ=

шаг движения

∆I, тогда

=0,005·1,42=0,007

=0,005·1,27=0,006

=0,5·2,21=1,105

находится значение факторов x в начале опыта:

’=x

ном

+∆x

=0,15+(0,005·1,42)=0,157

’=x

ном

+∆x

=0,15+(0,005·1,27)=0,156

’=x

ном

+∆x

=10+(0, 5·2,21)=11,1

Начинают крутое восхождение в сторону увеличения переменных

, x

, которые

выбираются на уровне «1».

Проводятся «мысленные» опыты, результаты которых заносятся в таблицу (см.

таблицу 6.1)

Результаты крутого восхождения. Таблица 6.1.

Характеристики

фактора и номер

опыта

(P, Вт)

(t ْ C)

(F, cH) Расчетное

Эксперимент

альное

Коэффициент b

1,42 1,27 2,21 - -

Шаг варьирования

∆i

0,005 0,005 0,5 - -

Начальная точка 0,15 0,15 10 - -+

В 1-м опыте 0,157 0,156 11,1 10,93 10,45

Во 2-м опыте 0,164 0,162 12,2 12,04 11,6

В 3-м опыте 0,171 0,168 13,3 13,16 12,42

В 4-м опыте 0,178 0,174 14,4 14,28 14,00

В 5-м опыте 0,185 0,18 15,5 15,4 12,2

В 6-м опыте 0,192 0,186 16,6 16,52 10,3

Наибольшее усилие отрыва Р=14,00 сН в 4-м опыте.

Оно подтверждается экспериментальными данными.

В пятом опыте

не подтверждается y

поэтому «восхождение» прекращают. Далее

переходят к исследованию функции в стационарной области.

Шаговое движение к экстремуму продолжают до тех пор, пока не будет

достигнута «почти стационарная» область, которая не может быть описана

линейным выражением.

Здесь сильнее проявляется взаимодействие факторов, характеризуемых

коэффициентами при квадратных членах полинома (5), поэтому данную

область удается описать с достаточной точностью с помощью полинома

второго порядка вида

1, 1

i i ij i j ij i

iij i

yb bx bxx bx

=+ + +

∑∑ ∑

(6.8)

Для вычисления полинома второго порядка, уровней должно быть как

минимум на единицу больше степени полинома.

Однако полный факторный эксперимент (ПФЭ) типа 3

нерационален

вследствие резкого роста числа экспериментов. Сократить их число можно,

используя так называемые центральные композиционные планы

(ЦКП).

Их особенностью является добавление нескольких специально

спланированных экспериментальных точек к матрице ПФЭ для получения

плана второго порядка.

При k факторах общее число опытов ЦКП

N=2

+2k+m

, (6.9)

где: 2k – звездные точки, а m

– число опытов в центре плана.

Т. о., к линейной модели добавляются так называемые «звездные точки»

с координатами (0, α), лежащими на сфере диаметром 2α (см. рис. 6.4.), и

опыты начинают в центре плана.

Рис. 6.4. Координационная решетка ЦКОП.

Бокс и Уилсон предложили выбирать плечо α и количество центральных

точек (m

=1) так, чтобы план второго порядка оставался ортогональным

(ЦКОП).

При k=3 он содержит всего 15 опытов, тогда как при ПФЭ 3

=27.

В силу ортогональности плана все коэффициенты определяются

независимо друг от друга по системе:

∑

(а)

()

∑

(б

⎛⎞

−

⎜⎟

⎝⎠

⎛⎞

−

⎜⎟

⎝⎠

∑∑

(в)

В отличие от линейного полинома при ортогональном планировании

второго порядка оценки коэффициентов полинома находятся с

неодинаковыми дисперсиями σ

}=σ

} по системе уравнений (6.10). А

дисперсия при квадратичных членах уравнения регрессии по формуле:

{}

(

)

⎛⎞

⎜⎟

−

⎜⎟

⎝⎠

∑

(6.11)

Так же, как и при синтезе линейной модели, обработка результатов при

реализации ЦКОП предполагает статистические проверки гипотез

воспроизводимости результатов экспериментов, значимости коэффициентов

и адекватности моделей.

Полученная модель второго порядка используется для нахождения

оптимальных технологических режимов.

Для двух независимых переменных уравнение в канонической форме

имеет вид:

222 2

01 11 1 22 2

(') (')YY BX B X−= +

(6.12)

Поверхность отклика в зависимости от вида уравнения может быть трех

видов:

- если коэффициенты В

и В

имеют одинаковые знаки, то поверхность

отклика – эллиптический параболоид, центр которого – искомый экстремум;

- при разных знаках В

и В

поверхность отклика относится к типу

минимакса, или «седла»;

Для нахождения оптимальных технологических режимов целесообразно

двигаться по благоприятному крылу «седла».

Если один из коэффициентов равен нулю, то поверхность отклика имеет

форму нарастающего возвышения (см. рис. 6.5.).

Рис. 6.5.

Для отыскания оптимума следует двигаться по гребню, пока это

допускает возможности технологического процесса.

Так (см. пример) уместно оценить оптимальные значения всех факторов,

в т. ч. Х

(t, ْºC) и X

(F, cH).

Лекция 7.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ЕСТД

1. Общие положения ЕСТД

ЕСТД - это комплекс государственных стандартов и руководящих

нормативных документов, устанавливающих правила разработки,

комплектации, оформления и обращения ТД, применяемой при изготовлении

и ремонте изделий, включая контроль, испытания и перемещения.

Польза ЕСТД заключается в применении унифицированных бланков ТД,

единых правил оформления ТД, в возможности создания информационной

базы для АСУ

и проектирования технологических процессов, т.е. в создании

единого «алфавита» для технологической документации, который понятен

всем технологам.

Обозначение стандартов ЕСТД формируется следующим образом:

ГОСТ

3. 1 X ХХ-ХХ

Категория документа (государственный стандарт)

Класс (стандарты ЕСТД) |

Подкласс (стандарты ЕСТД

для изделий машино- и приборостроения) |

Классификационная группа |

Порядковый номер стандарта в группе |

Год регистрации стандарта |

В ЕСТД существуют следующие классификационные группы:

0 - общие положения;

1 - основополагающие положения;

2 - классификация и обозначение ТД;

3. учет применяемости деталей и сборочных единиц в изделиях и средств

технологического оснащения;

4. основное производство. Формы ТД и правила их оформления на

процессы, специализированные по видам работ;

5. основное производство. Формы ТД и правила их

оформления на

испытание и контроль;

6. вспомогательное производство. Формы ТД и правила их оформления;

7. правила заполнения ТД;

9. информационная база.

2. Стадии разработки ТД

Стадии разработки ТД, применяемой для технологических процессов

(ТП) изготовления изделий, определяются в зависимости от стадии разработки

используемой конструкторской документации (КД) по ГОСТ 2.103-68 в

соответствии с табл. 7.1.

Директивной ТД, предназначенной только для решения необходимых

инженерно - технических, планово - экономических задач, при постановке

изделий на производстве присваивают литеру «Д

».

Стадиям разработки рабочей ТД, применяемой для технологических

процессов ремонта изделий, присваивают литеру с добавлением буквы Р

(например: РД, РИ, РА, РО).

Таблица 7.1.

Стадия разработки КД Стадия разработки ТД Литера ТД

Техническое проектирование Не разрабатывается -

Эскизный проект

Технический проект

Предварительный проект П

Опытная партия Опытная партия

Серийное (массовое) производство Серийное (массовое)

производство

А, Б

Единичное производство Единичное производство И

При разработке ТД на стадиях «Предварительный проект», «Опытная

партия» ее следует выполнять в маршрутном и (или) маршрутно-

операционном описании.

При разработке ТД на стадиях «Серийное (массовое) производство»

ее следует выполнять в операционном описании.

3. Виды документов.

Наиболее часто используемые виды документов приведены в табл. 7.2.

Таблица 7.2.

Вид документа Шифр Назначение

Титульный лист ТЛ Документ предназначен для оформления

комплекта (-тов) или отдельных видов ТД

Карта эскизов КЭ Графический документ, содержащий эскизы,

схемы и таблицы и предназначенный для пояснения

выполнения ТП, операции или перехода

Технологическая

инструкция

ТИ Документ, предназначенный для описания ТП,

методов, приемов, повторяющихся при

изготовлении или ремонте изделий. Применяется

в целях сокращения объема ТД.

Маршрутная

карта

МК Документ предназначен для маршрутного или

маршрутно-операционного описания

технологического процесса или указания полного

состава технологических операций при

операционном описании изготовления или ремонта

изделия.

Примечание:

1 .МК является обязательным документом.

2.Допускается МК разрабатывать на отдельные

виды работ.

3.Допускается взамен МК использовать

соответствующую карту технологического

процесса.

Карта

технологического

процесса

КТП Документ предназначен для операционного описания

технологического процесса изготовления или ремонта

изделия (составных частей изделия) в технологической

последовательности по всем операциям одного вида

формообразования обработки, сборки или ремонта, с

указанием переходов, технологических режимов и

данных о средствах технологического оснащения.

материальных и трудовых затратах.

Карта типового

(группового)

технологического

процесса

КТТП Документ предназначен• для описания типового

(группового) технологического процесса изготовления

или ремонта изделий (составных частей изделий) в

технологической последовательности по всем

операциям одною вида формообразования,

обработки, сборки или ремонта, с указанием переходов и

общих данных о средствах технологического оснащения,

материальных и трудовых затратах. Применяется

совместно

с ведомостью технологических процессов.

Ведомость

оснастки

ВО Документ предназначен для указания применяемой

технологической оснастки при выполнении

технологического процесса изготовления или

ремонта изделий (составных частей изделия).

Ведомость

оборудования

ВОБ Документ предназначен для указания применяемого

оборудования, необходимого для изготовления или

ремонта изделия (составных частей изделия)

Ведомость

материалов

ВМ Документ предназначен для указания данных о

подетальных нормах расхода материалов, о

заготовках, технологическом маршруте прохождения

изготавливаемого или ремонтируемого изделия

(составных частей изделия). Применяется для решения

задач по нормированию материалов

4. Общие требования к формам, бланкам и документам

Формы ТД должны соответствовать требованиям стандартов ЕСТД.

Формы ТД служат основным документом для изготовления бланков

документов.

В формах ТД информацию следует записывать следующими способами:

- машинописным - шаг письма 2,54 или 2,6 мм;

- рукописным - высота букв и цифр по ГОСТ 2.304-81;

- типографским - в соответствии с требованиями, предъявляемыми

типографским изданиям;

- вычерчиванием от руки;

- вычерчиванием на графопостроителях;

- оформлением на ЭВМ.

Ширина поля подшивки должна быть не менее 20мм.

Графы должны быть расположены в логической последовательности

выполнения действий исполнителем.

Текстовые документы должны быть оформлены в соответствии с ГОСТ

2.105-79.

При разработке текстовых документов в зависимости от типа и характера

производства следует применять следующие виды описания процессов:

- маршрутные;

- операционные;

- маршрутно-операционные.

Маршрутное описание ТП - это сокращенное описание всех

технологических операций в маршрутной карте в последовательности их

выполнения без указания переходов и технологических режимов.

Операционное описание ТП - это полное описание всех технологических

операций в последовательности их выполнения с указанием переходов и

технологических режимов.

Маршрутно-операционное описание ТП - это сокращенное описание

технологических операций в

маршрутной карте в последовательности их

выполнения с полным описанием отдельных операций а других

технологических документах.

Операции следует нумеровать числами ряда арифметической прогрессии

(005; 010; 015 и т. д.). Переходы следует нумеровать числами

натурального ряда (1, 2, 3, 4 и т.д.). Установы следует нумеровать

прописными буквами русского алфавита (А, Б, В и т.д.).

Запись данных в бланках следует производить в технологической

последовательности выполнения операции, переходов, приемов работ и

физических и

химических процессов.

Разработанная и оформленная ТД на всех стадиях разработки подлежит

нормоконтролю. Нормоконтролер проверяет соблюдение в разрабатываемой

ТД норм и требований стандартов и нормативных документов; правильность

оформления ТД; рациональность использования номенклатур

оборудования, оснастки, материалов, заготовок и технологических

процессов.

5. Обозначения ТД.

В соответствии с ГОСТ 3.1201-85 устанавливается следующая структура

обозначения документа:

ХХХХ ХХХХХ

. ХХХХХ

Порядковый регистрационный номер.

Код характеристики документа

Код организации - разработчика (для ТРТУ - ЦТРК)

Структура кода характеристики документа:

ХХ

Х ХХ

Вид техпроцесса по методу выполнения (табл. 7.5.)

Вид техпроцесса по его организации (табл. 7.4.)

Вид, технологического документа (табл. 7.3.)

Цифровые десятичные коды для обозначения документов. Таблица 7.3.

Код Вид технологического документа

01 Комплект технологических документов

10 Маршрутная карта

20 Карта эскизов

25 Технологическая инструкция

30 Комплектовочная карта

40 Ведомость документов

41 Ведомость расцеховки