Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Смирнова Мария Сергеевна. Управление технологическими комплексами сборочно-монтажного производства в условиях неопределенности : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.06 / Смирнова Мария Сергеевна; [Место защиты: С.-Петерб. гос. ун-т вод. коммуникаций].- Санкт-Петербург, 2008.- 175 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/758

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ 4

ВВЕДЕНИЕ 5

1. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ В
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСАХ СБОРОЧНО-МОНТАЖНОГО
ПРОИЗВОДСТВА 14

  1. Состояние и проблематика сборочно-монтажного производства электронных модулей 14

  2. Неопределенность в задачах оптимизации управления технологическими комплексами сборочно-монтажного производства ...22

  3. Структурирование требований к показателям функционирования технологических комплексов сборочно-монтажного производства 33

  4. Система поддержки принятия решений в многокритериальных задачах управления технологическими комплексами сборочно-монтажного производства 42

  5. Выводы по разделу 1 48

2. АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОННЫХ МОДУЛЕЙ 50

  1. Тенденции развития электронной компонентной базы 50

  2. Конструктивно-технологические особенности электронных модулей 56

  3. Анализ и структурирование функций качества электронных модулей 64

  4. Методика структурирования функций качества электронных модулей 77

  5. Выводы по разделу 2 83

3. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ
КОМПЛЕКСАМИ СБОРОЧНО-МОНТАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА ...85

3.1. Моделирование технологических комплексов сборочно-монтажного
производства в нечеткой среде 85

  1. Методы формализации в моделях функционирования технологических комплексов сборочно-монтажного производства 91

  2. Формирование моделей управления на основе классификации состояний технологических комплексов сборочно-монтажного производства 97

  3. Методики и алгоритмы классификации мультимножеств экспертных оценок 103

  4. Выводы по разделу 3 113

4. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ НАНЕСЕНИЯ И ОПЛАВЛЕНИЯ
ПРИПОЙНЫХ ПАСТ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСАХ СМП
115

  1. Характеристики процесса нанесения припойных паст в технологии поверхностного монтажа 115

  2. Разработка методики дозирования припойных паст при автоматизированном нанесении 122

  3. Выбор режимов оплавления припойных паст в технологии сборки электронных модулей 126

  4. Организация операционного контроля в производстве электронных модулей 131

  5. Выводы по разделу 4 138

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 140

ЛИТЕРАТУРА 143

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 155

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 161

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 168

УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

ГП - голос потребителя

ИПДК — инженерные параметры деталей комплекса

ИПП - инженерные параметры проектирования

J11 IP - лицо, принимающее решение

ПМ - поверхностный монтаж

ПМИ — поверхностно-монтируемое изделие

СМП — сборочно-монтажное производство

СОК - система операционного контроля

СППР - система поддержки принятия решений

СФК - структурирование функций качества

ТК - технологический комплекс

ТО — технологический объект

ТП - технологический процесс

ТХ - техническая характеристика

ФП - функция принадлежности

ХК - характеристика качества

ШК - штыревой компонент

ЭМ - электронный модуль

Введение к работе:

Актуальность работы. Совершенствование систем управление в настоящее время характеризуется активным внедрением современных технологий в практику управления в различных сферах практической деятельности человека. Многообразие архитектурных решений и относительное удешевление обработки информации создали реальные предпосылки перехода от автоматизации отдельных задач к автоматизации множества производственных процессов.

Вместе с тем повышаются требования к качеству проектных и исследовательских разработок при создании автоматизированных систем. Концепция реинжиниринга производственных процессов и нарастающее внедрение систем с архитектурой «клиент-сервер», являющиеся ведущими тенденциями последних лет, обусловливают возрастание роли системного подхода, как при моделировании предметной области, так и при обосновании выбора архитектуры комплекса средств автоматизации. В теории и практике создания производственно-ориентированных систем обработки информации наметилась устойчивая тенденция возвращения к обсуждению методологических вопросов, позволяющая задать теоретические ориентиры, необходимые для более осознанной и конкретной инженерной деятельности.

Постоянное усложнение электронных модулей, тенденция к переходу на мелкосерийное многономенклатурное производство в условиях жестких ограничений на затраты и сроки отработки и переналадки технологических процессов приводит к тому, что управление технологическими комплексами (ТК) осуществляется, как правило, в условиях априорной недостаточности. Неопределенность в процесс управления вносят также погрешности и неполнота измерительной информации, шумы, неоднородность используемых материалов, дрейф параметров технологического оборудования.

Основное содержание алгоритма управления производственно-технологическими комплексами составляет математическая модель технологической системы (процесса). В условиях неопределенности вопрос построения достаточно адекватных математических моделей стоит особенно остро.

Методы разработки адекватных моделей технологических комплексов и процессов производства электронных модулей, а также алгоритмов управления основываются на трудах Бушминского И.П., Лопухина В.А., Даутова О.Ш., Чабдарова Ш.М., Гаскарова Д.В., Ильина В.Н., Львовича Я.Е., Фролова В.Н. Методы разработки эффективных процедур управления качеством производства электронной продукции рассматривались в трудах Варжапетяна А.Г., Семеновой Е.Г., Меткина Н.П., Илларионова О.И., Шубарева В.А., Кофанова Ю.Н.

Результаты этих исследований важны для обеспечения широкого развития автоматизации технологических комплексов производства электронных модулей.

Несмотря на широкий фронт работ в области проектирования и автоматизации управления ТК производства ЭМ, существующие системы управления технологическими процессами и комплексами в большинстве своем лишь поддерживают существующий уровень и малоэффективны в период освоения новых изделий, а также в условиях мелкосерийного многономенклатурного производства.

Отсутствие методологического аппарата и средств автоматизированной обработки информации делает систему управления техническим обслуживанием ТК инертной, не позволяет перейти к эксплуатации технических средств по состоянию, влечет дополнительные затраты. Выход из этой ситуации возможен только на основе новых подходов к автоматизации системы управления, и в частности – процессов принятия решения.

Анализ научно-технической и нормативной документации показал:

методы решения проблем неопределенности ориентированы на серийное производство электронных модулей (ЭМ);

сложность моделей ТК и длительный период их адаптации к реальным условиям затрудняют использование моделей в оперативном режиме;

при разработке моделей управления не все виды неопределенности учитываются и могут быть формализованы традиционными аналитическими и статистическими методами;

разработка моделей управления в условиях неопределенности, как правило, не рассматривается в непосредственной связи с их технической реализацией.

В условиях мелкосерийного производства необходимость эффективного управления производственно-технологическими системами усиливается также и тем, что относительный ущерб от брака при кратковременных процессах оказывается больше, чем при долговременных.

Таким образом, актуальной является научная проблема повышения эффективности производства электронных модулей путем разработки методов и средств управления технологическими комплексами, соответствующих тенденциям развития производства электронных модулей и ориентированных на реальную практику их использования.

Указанная проблема усугубляется объективным развитием технологии монтажа и сборки электронных модулей.

Возникновение и развитие технологии поверхностного монтажа (ПМ) связана с тенденциями изменения компонентной базы, габаритные размеры и масса которых становятся существенно меньше, а в случае применения интегральных схем, обусловленном повышенными требованиями к функциональности, к тому же, имеют гораздо большее количество выводов. Эти габаритные и весовые изменения обусловлены повышением спроса на портативные устройства.

Благодаря установке компонентов и микросборок с планарными выводами или не имеющими выводов на поверхность печатной платы технология поверхностного монтажа позволяет (в отличии от традиционного монтажа в отверстия) достичь большей степени автоматизации, более высокой плотности монтажа, уменьшить объем, снизить стоимость и повысить технические характеристики изделий.

При системном синтезе технологических комплексов сборочно-монтажного производства (СМП) особую актуальность приобретает задача структурирования требований к их показателям функционирования с целью выбора характеристик элементов комплекса из условия минимизации его стоимости при заданном значении показателя функционирования.

Одним из основных подходов определения качества ЭМ является их многоуровневое представление с формированием соответствующих моделей и описаний. Говорить о качестве сборки электронных модулей невозможно, не рассматривая состояние компонентной базы, правила и приемы проектирования монтажно-коммутационных оснований, наличие (или отсутствие) технологического оснащения, уровень технологической дисциплины и многое другое.

Качество сборки ЭМ является, таким образом, одним из элементов достаточно сложной системы взаимосвязанных и взаимообусловленных явлений и процессов, формирующих технические, эксплуатационные и иные параметры изделия, характеризующие в своей совокупности его качество.

В проблеме обеспечения качества сборки ЭМ на одно из первых мест выходит методология структурирования потребности потребителя по горизонтали и вертикали для всех уровней проблемы. Эта методология получила название «структурирование функций качества».

Таким образом, создание и эксплуатация производственно-технологических систем, ориентированных на сборку радиоэлектронной и вычислительной аппаратуры, сопровождается значительными проблемами, как общего, так и специфического характера. Используемые сложные и многообразные технологии поверхностного монтажа компонентов электронной аппаратуры находятся в постоянном развитии.

Актуальность проблемы повышения эффективности сборочно-монтажного производства ЭМ подтверждается направлениями из Перечня критических технологий Российской Федерации: «Технологии механотроники и создания микросистемной техники», «Технологии создания интеллектуальных систем навигации и управления», «Технологии создания электронной компонентной базы»

Цель исследования. Целью диссертационной работы является повышение эффективности сборочно-монтажного производства электронных модулей на основе разработки методик и алгоритмов управления технологическими комплексами в условиях недостаточной и/или нечеткой информации об объектах управления и внешних воздействиях.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели в диссертации поставлены следующие задачи исследования:

анализ состояния и перспектив развития производства электронных модулей в условиях инновационного развития отечественной экономики с учетом тенденций развития электронной компонентной базы;

разработка методики структурирования (распределения) требований к показателям функционирования технологических комплексов сборочно-монтажного производства (СМП) электронных модулей;

разработка элементов системы поддержки принятия решений в многокритериальных задачах управления технологическими комплексами сборочно-монтажного производства на основе нечетких отношений и альтернатив;

анализ организационно-технических особенностей технологических комплексов сборочно-монтажного производства с учетом конструктивно-технологических особенностей электронных модулей;

разработка методик структурирования функций качества электронных модулей;

разработка математических моделей функционирования технологических комплексов сборочно-монтажного производства электронных модулей в нечеткой среде на основе классификации их состояний;

разработка методик и алгоритмов кластерного анализа мультимножеств экспертных оценок;

разработка методик и алгоритмов «нечеткого» управления на примере процессов нанесения и оплавления припойных паст в технологических комплексах сборочно-монтажного производства электронных модулей.

Методы исследования. Методологическую и общетеоретическую базу исследований составляют теоретические основы технологии производства радиоаппаратуры, системология, теория принятия решений, методы теории оптимального управления, теории принятия решений, теории множеств и баз данных, теории классификации, численные методы анализа и математического моделирования, теория планирования эксперимента и имитационного моделирования.

Основные теоретические результаты подтверждены при внедрении основных выводов и положений диссертационной работы.

Основные научные положения, выносимые на защиту.

методика распределения требований к показателям функционирования технологических комплексов сборочно-монтажного производства электронных модулей;

элементы системы поддержки принятия решений в многокритериальных задачах управления технологических комплексов сборочно-монтажного производства на основе нечетких отношений и альтернатив;

методика структурирования функций качества электронных модулей;

математические модели функционирования технологических комплексов сборочно-монтажного производства электронных модулей в нечеткой среде на основе классификации их состояний;

методики и алгоритмы кластерного анализа мультимножеств экспертных оценок;

методики и алгоритмы «нечеткого» управления на примере процессов нанесения и оплавления припойных паст в технологических комплексах сборочно-монтажного производства электронных модулей.

Научная новизна. В результате проведенных исследований получены следующие новые научные результаты:

на основе анализа методологии поддержки принятия решения в технологических комплексах сборочно-монтажного производства электронных модулей уточнена содержательная направленность отдельных этапов процесса поддержки принятия решения и определены потенциальные возможности использования ситуационного подхода к принятию управленческих решений;

предложены и разработаны методики вероятностной оценки эффективности распределения требований к показателям функционирования технологических комплексов сборочно-монтажного производства электронных модулей;

предложена и разработана методика структурирования функций качества электронных модулей, связывающая запросы потребителя с техническими характеристиками электронных модулей, подлежащими реализации в процессе их проектирования и производства;

предложены и разработаны математические модели функционирования технологических комплексов сборочно-монтажного производства электронных модулей в нечеткой среде на основе классификации их состояний;

предложены и разработаны методики и алгоритмы кластерного анализа мультимножеств экспертных оценок альтернативных вариантов технологических комплексов сборочно-монтажного производства электронных модулей;

разработаны методики «нечеткого» управления на примере процессов нанесения и оплавления припойных паст в технологических комплексах сборочно-монтажного производства электронных модулей.

Практическая ценность. Практическая ценность полученных в диссертации результатов заключается в следующем:

выполнен анализ состояния и определены перспективы развития производства электронных модулей в условиях инновационного совершенствования отечественной экономики с учетом тенденций развития электронной компонентной базы;

предложены и разработаны алгоритмы классификации мультимножеств экспертных оценок альтернативных вариантов построения технологических комплексов сборочно-монтажного производства ЭМ;

предложена и разработана инженерная методика дозирования припойной пасты при автоматизированном нанесении;

предложена и разработана инженерная методика выбора режимов термических операций в технологии сборки электронных модулей;

разработана инженерная методика и алгоритм проектирования системы операционного контроля для технологических комплексов сборочно-монтажного производства электронных модулей.

Результаты работы прошли экспериментальную проверку и были внедрены в ОАО «Холдинговая компания «Ленинец», ЗАО «Котлин-Новатор», ОАО «Авангард», ООО «Пантес», ООО НПФ «ТОРЭКС».

Применение разработанных методик позволило оптимизировать технологические режимы нанесения и оплавления припойной пасты в сборочно-монтажном производстве специального и гражданского применения, уменьшить объем регулировочных работ при сохранении заданной точности выходных параметров электронных модулей и повысить производительность труда на операциях их монтажа и сборки.

Результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров по специальностям «Управление качеством» и «Инноватика» в Санкт-Петербургском государственном университете аэрокосмического приборостроения.

Апробация.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международных школах-семинарах «Новые информационные технологии» (Москва, 2005, 2007), XXIV научно-технической конференции «Проблемы обеспечения эффективности и устойчивости сложных технических систем» (Серпухов, 2005), научно-практической конференции «Проблемы сертификации и управления качеством» (Красноярск, 2006), IX, X, XI научных сессиях ГУАП (С.Петербург, 2006, 2007, 2008), Международной научно-технической конференции «Системные проблемы надежности, качества, математического моделирования, информационных и электронных технологий в инновационных проектах» (Сочи, 2007). По материалам работы получен грант Правительства Санкт-Петербурга.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ, в том числе 8 статей, из которых 4 опубликовано в изданиях, рекомендованных Перечнем ВАК Минобрнауки РФ, 9 тезисов докладов; 8 работ опубликовано без соавторов.

Объем и структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 154 страницы, в том числе 16 таблиц и 22 рисунка. Список использованных источников включает 131 наименование.

Подобные работы
Троицкий Евгений Николаевич
Математическое моделирование и алгоритмизация комплекса задач перспективного оптимального планирования производства продукции в условиях функционирования АСУ лесной и деревообрабатывающей промышленности
Зарипов Альберт Рифович
Алгоритмы логического управления температурно-силовыми режимами процесса механообработки в условиях неопределенности
Сормов Сергей Игоревич
Автоматизированная система управления качеством процесса обработки деталей в условиях неопределенности
Алешин Евгений Анатольевич
Энергосберегающая автоматизированная система управления тепловыми режимами в закрытых тепловых сетях зданий в условиях неопределенности
Погонин Василий Александрович
Методы и алгоритмы управления химико-технологическими процессами с применением роботов в условиях неопределенности
Сурина Алла Валентиновна
Разработка методов формирования решений для автоматизированной системы оптимизации траектории развития производственных систем в условиях неопределенности внешней среды
Златин Павел Андреевич
Методология комплексного анализа и моделирования инновационных процессов автоматизации и управления пассажирскими автотранспортными предприятиями в условиях неопределенности
Ухаров Павел Евгеньевич
Методы управления обогревом теплиц в условиях информационной неопределенности
Гольцов Анатолий Сергеевич
Синтез адаптивных систем автоматического управления нелинейными объектами в условиях априорной неопределенности
Паршуков Андрей Николаевич
Анализ динамики регулирования в условиях действия факторов неопределенности (С приложениями в нефтегазовой отрасли)

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net