物探儀器電工藝設計探討論文
摘要：本文講述了在物探儀器研發(fā)中電工藝設計的針對性作用。在物探儀器制造設計和研發(fā)領(lǐng)域，電工藝設計是個(gè)核心技術(shù)難點(diǎn)，也是現代電子設備尤其是在研發(fā)微小型電子設備的過(guò)程中受到高度重視的技術(shù)課題。對于近期自主研發(fā)物探儀器，本文提出了并行設計的思想和針對性問(wèn)題，講述了將電工藝設計放在研發(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：物探儀器的并行設計；電工藝設計；產(chǎn)品可靠性
從上世紀后期開(kāi)始，我國市場(chǎng)上使用的物探儀器國內自主研發(fā)的占比逐年降低，轉而使用進(jìn)口儀器，因為進(jìn)口儀器的野外施工效率高，可靠且穩定。這種情況的出現我們不得不反思、尋找設計制造儀器過(guò)程中可能有問(wèn)題的地方。對于自主研發(fā)存在問(wèn)題的地方提出解決方案，將電工藝設計放在研發(fā)儀器階段之初，稱(chēng)之為并行設計思想。
1關(guān)于并行設計思想的概念
1.1傳統研發(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(wèn)題，產(chǎn)品發(fā)現制造方面存在問(wèn)題的時(shí)候，已經(jīng)完成調試而且設計成型了。假如這個(gè)問(wèn)題比較大，是后期工藝所無(wú)法調整的，就需要作廢前期的設計從頭再來(lái)，這種情況大大拖延了研發(fā)進(jìn)度，延長(cháng)了研發(fā)的時(shí)間；還有的產(chǎn)品在設計之初并沒(méi)有表現出什么大問(wèn)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)出現問(wèn)題，逐漸影響到產(chǎn)品后期的品牌效應和可靠性。存在的問(wèn)題有：產(chǎn)品容易損壞、維修難度大、穩定性很不好，就算出現問(wèn)題及時(shí)修好，在后期的使用過(guò)程中也可能頻繁出現同類(lèi)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、規定條件下產(chǎn)品完成相應功能的能力。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)品的設計之初就能確定出其可靠性,例如設計安全、討論指標可靠性、電應力保護設計、分配設計、冗余設計、可維護性壽命設計、環(huán)境利用設計等。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、詳細設計時(shí)期、總體方案設計時(shí)期,由工藝控制和工藝設計得到的。工藝設計這一部分是依據要求的產(chǎn)品進(jìn)行設計,使用更好的操作技術(shù)和方法,讓產(chǎn)品的質(zhì)量達到生產(chǎn)效率高、可靠性好、成本低廉的目的。其主要內容有工藝方案的擬定和選擇、解析和檢驗產(chǎn)品設計的工藝性、把握生產(chǎn)的過(guò)程、設計工藝的設備、工藝文件的編制。所以，在以前的串行研發(fā)模式中，電工藝設計進(jìn)入流程的時(shí)候已經(jīng)到了試生產(chǎn)階段，電工藝設計中發(fā)現的質(zhì)量隱患，只能被動(dòng)的彌補。只有采用并行設計的思想，才能從根本上降低自主研發(fā)物探儀器對可靠性的影響。
1.3并行設計理念
上世紀八十年代末，出現了并行設計思想,在詳細設計和總體方案設計階段人員就參與進(jìn)來(lái),組成一個(gè)擁有機械結構設計、電路設計、工藝設計人員的團隊,并行研發(fā)、并行式設計。并行設計方式擁有一體化、并行的、多方向的信息。提前參與的工藝設計,在產(chǎn)品研發(fā)初期就能意識到各種影響制造種種問(wèn)題,伴隨研發(fā)產(chǎn)品的全過(guò)程,能夠在設計過(guò)程中隨時(shí)反饋問(wèn)題,一次性成功的研發(fā)出產(chǎn)品,從而增強產(chǎn)品市場(chǎng)競爭能力、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)階段中電工藝設計的作用
研發(fā)階段，電工藝設計是用來(lái)完善研發(fā)產(chǎn)品的成品合格標準、工作原理、設計基礎、設計任務(wù)書(shū)、構造特點(diǎn)和產(chǎn)品參數等。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計,找到電工藝在現有技術(shù)手段下無(wú)法完成或是難以完成的不穩定性原因；
�。�2）根據生產(chǎn)線(xiàn)的產(chǎn)出速度和質(zhì)量,找到需添加的技術(shù)改造項目、新設備和新設施初期的看法；
�。�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）對工藝進(jìn)行試驗和研究,解決較大難度的工藝技術(shù)關(guān)鍵問(wèn)題；
�。�5）對于生產(chǎn)新產(chǎn)品前的工藝技術(shù)提出培訓項目。
3對設計階段中電工藝設計的作用做一個(gè)詳細說(shuō)明
在細節設計階段，電工藝設計是用來(lái)進(jìn)行核查機械結構設計資料、電路設計資料的工藝性。掌握可制造性的產(chǎn)品設計,消除成品出問(wèn)題的隱患。工藝性核查的過(guò)程中，需要同時(shí)考慮到必要性和先進(jìn)性設計,以及經(jīng)濟性的工藝制造，在結構和性能均達標的同時(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。
�。�1）核實(shí)機械結構的工藝性設計。核實(shí)的主要項目有：是否采用合理固定；箱體組裝焊接區的尺寸是否合理；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(xiàn)束過(guò)孔尺寸是否合理。
�。�2）審查電工藝性在電路版上的體現。元器件是電子產(chǎn)品的基本構成部分,因此在對物探儀器進(jìn)行研制和設計的過(guò)程中，保證系統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(wú)鉛化的電子行業(yè)進(jìn)程中,全部的器件在設計之初,就應該別分開(kāi)有鉛還是無(wú)鉛,不然在流焊混裝板元器件的過(guò)程中會(huì )出現，由于加熱溫度的原因，導致溫度太低無(wú)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(guò)程環(huán)節,盡量選用統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）制作工藝性審查報告。工藝性審查報告主要有下列內容:結構設計的工藝性分析；電路設計的工藝性分析；樣產(chǎn)數量及日期，產(chǎn)品名稱(chēng)；對于設計工程中的問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)；在工藝方面分析電性能是否達標；結論。
�。�4）策劃電工藝方案。為了能夠順利地進(jìn)行工藝設計并且做到步驟性、計劃性、目的性,在對工藝性做出核查之后,要能做出足夠保持產(chǎn)品穩定生產(chǎn)的工藝方案。工藝方案主要有以下幾個(gè)內容: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；規定工藝規程的復雜程度；規定出產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的`事件劃分，確定工藝路線(xiàn)；分析工藝方案的經(jīng)濟效果；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)階段電工藝設計的作用
初期生產(chǎn)的主要目的，對制造過(guò)程做一個(gè)組織、協(xié)調、規劃、控制及監督的過(guò)程,可以達到優(yōu)質(zhì)、低消耗、安全、高效的既定目標對于后期的制造過(guò)程做出規范,避免產(chǎn)品損傷在制造過(guò)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(guò)程,將工藝流程的方法、內容、程序、材料、工具、設備再加上各個(gè)環(huán)節的技術(shù)規定,以圖文形式表達,這就是工藝文件。其重點(diǎn)有以下幾個(gè)作用:
�。�1）指導技術(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；
�。�3）建立生產(chǎn)秩序,組織生產(chǎn)；
�。�4）對于物料進(jìn)行安排；
�。�5）調整勞動(dòng)組織；
�。�6）對模具、工裝、工具進(jìn)行管理；
�。�7）鞏固工藝紀律；
�。�8）總結經(jīng)濟核算的依據。
4.2建立試生產(chǎn)線(xiàn)并做出檢驗
組織調整試生產(chǎn)線(xiàn)，保證沒(méi)有問(wèn)題了再開(kāi)始生產(chǎn),同時(shí)驗證工藝的合理性工藝配置、設計方面是否可用。證實(shí)工藝設計可行性的時(shí)候應做到：
�。�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)濟上的合理性。
�。�2）工藝文件要結合圖文進(jìn)行展示；文件做到條理清楚、簡(jiǎn)潔明了、規范嚴謹；要能夠很直接的表達出來(lái),只看工藝規程,就可以進(jìn)行正常的工藝活動(dòng)。
�。�3）檢查產(chǎn)品的內容與設計文件是否相符合,要可以展示產(chǎn)品設計的意圖,盡量使產(chǎn)品設計有可靠性。
�。�4）能為之后的批量生產(chǎn)工藝打下良好基礎。
�。�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，定量要求技術(shù)指標。
4.3整理試生產(chǎn)線(xiàn)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、工藝計劃、工藝標準。工藝技術(shù)的文件有很多，總結下來(lái)主要含有：各種匯總圖表,包括消耗定額表、配套明細表、工裝明細表；各種作業(yè)指導書(shū),包括:電路板工位圖、示意總體結構圖、生產(chǎn)前的準備、整機工藝流程圖、箱體裝聯(lián)圖、纜線(xiàn)裝聯(lián)圖等；所用設備的相關(guān)的電子文檔及工藝參數文件；工藝更改單，有臨時(shí)性和永久性之分。
4.4總結與修訂試生產(chǎn)工藝
結束試生產(chǎn)后，評審工藝總流程、方案，并且核實(shí)并總結方案。對于設計問(wèn)題的，讓有關(guān)部門(mén)進(jìn)行及時(shí)的協(xié)調和修改；對于工藝性文件進(jìn)行完善補充；對于所需材料進(jìn)行核實(shí)；必要情況下應重復檢查試生產(chǎn)的技術(shù)；總結試生產(chǎn)工藝；完成最終生產(chǎn)工藝的報告總結；召開(kāi)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)系統是否合格；完成工藝定型,然后開(kāi)始進(jìn)行批量生產(chǎn)。對于產(chǎn)品的主要工藝和設計進(jìn)行測試，以上皆為試生產(chǎn)的作用，也可對批量生產(chǎn)的速度做一個(gè)估算。在定型時(shí)需要將完成的手續進(jìn)行歸檔、會(huì )簽、審批，確保工藝文件成套性、正確性。
5結束語(yǔ)
提升電工藝設計物探儀器研發(fā)的產(chǎn)品可靠性,需要應用并行設計的思想，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)直接轉入生產(chǎn),達到企業(yè)的高品質(zhì)、高效率的目標。
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