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)領域，電工藝設計是個核心技術難點，也是現代電子設備尤其是在研發(fā)微小型電子設備的過程中受到高度重視的技術課題。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，還能降低產品的研發(fā)周期。
關鍵詞：物探儀器的并行設計；電工藝設計；產品可靠性
從上世紀后期開始，我國市場上使用的物探儀器國內自主研發(fā)的占比逐年降低，轉而使用進口儀器，因為進口儀器的野外施工效率高，可靠且穩(wěn)定。這種情況的出現我們不得不反思、尋找設計制造儀器過程中可能有問題的地方。對于自主研發(fā)存在問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，稱之為并行設計思想。
1關于并行設計思想的概念
1.1傳統(tǒng)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)模式進行研發(fā)，這種研發(fā)方式大多是按次序逐步進行，有時會遇到這樣一種問題，產品發(fā)現制造方面存在問題的時候，已經完成調試而且設計成型了。假如這個問題比較大，是后期工藝所無法調整的，就需要作廢前期的設計從頭再來，這種情況大大拖延了研發(fā)進度，延長了研發(fā)的時間；還有的產品在設計之初并沒有表現出什么大問題，但進入工藝生產時質量控制稍微不夠，就會在產品上留下隱患，使得產品的品質出現問題，逐漸影響到產品后期的品牌效應和可靠性。存在的問題有：產品容易損壞、維修難度大、穩(wěn)定性很不好，就算出現問題及時修好，在后期的使用過程中也可能頻繁出現同類故障。
1.2產品的可靠性
可靠性是指的是在限定的一段時間內、規(guī)定條件下產品完成相應功能的能力。產品可靠性大概可分為兩方面論述：一是確定，二是獲得。在產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。在產品生產的每個時期得到產品可靠性,即批量生產時期、試生產時期、詳細設計時期、總體方案設計時期,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品進行設計,使用更好的操作技術和方法,讓產品的質量達到生產效率高、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、解析和檢驗產品設計的工藝性、把握生產的過程、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，電工藝設計進入流程的時候已經到了試生產階段，電工藝設計中發(fā)現的質量隱患，只能被動的彌補。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來,組成一個擁有機械結構設計、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,在產品研發(fā)初期就能意識到各種影響制造種種問題,伴隨研發(fā)產品的全過程,能夠在設計過程中隨時反饋問題,一次性成功的研發(fā)出產品,從而增強產品市場競爭能力、降低成本、縮短產品研發(fā)周期、提高產品可靠性。
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，電工藝設計是用來完善研發(fā)產品的成品合格標準、工作原理、設計基礎、設計任務書、構造特點和產品參數等。從工藝性方面尋找干擾到產品質量的原因,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手段下無法完成或是難以完成的不穩(wěn)定性原因；
（2）根據生產線的產出速度和質量,找到需添加的技術改造項目、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、新技術等；
（4）對工藝進行試驗和研究,解決較大難度的工藝技術關鍵問題；
（5）對于生產新產品前的工藝技術提出培訓項目。
3對設計階段中電工藝設計的作用做一個詳細說明
在細節(jié)設計階段，電工藝設計是用來進行核查機械結構設計資料、電路設計資料的工藝性。掌握可制造性的產品設計,消除成品出問題的隱患。工藝性核查的過程中，需要同時考慮到必要性和先進性設計,以及經濟性的工藝制造，在結構和性能均達標的同時,將其工藝性再進一步提高，從而帶動企業(yè)的生產經濟。
（1）核實機械結構的工藝性設計。核實的主要項目有：是否采用合理固定；箱體組裝焊接區(qū)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；線束過孔尺寸是否合理。
（2）審查電工藝性在電路版上的體現。元器件是電子產品的基本構成部分,因此在對物探儀器進行研制和設計的過程中，保證系統(tǒng)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：無鉛化的電子行業(yè)進程中,全部的器件在設計之初,就應該別分開有鉛還是無鉛,不然在流焊混裝板元器件的過程中會出現，由于加熱溫度的原因，導致溫度太低無鉛元器件發(fā)生冷焊，或溫度太高有鉛原件發(fā)生熱擊穿；減少加工過程環(huán)節(jié),盡量選用統(tǒng)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；樣產數量及日期，產品名稱；對于設計工程中的問題進行改進；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品穩(wěn)定生產的工藝方案。工藝方案主要有以下幾個內容:確立工藝方案,確定基本原則；制定產品試生產進度表；規(guī)定工藝規(guī)程的復雜程度；規(guī)定出產品生產過程的`事件劃分，確定工藝路線；分析工藝方案的經濟效果；定制改造與產品加工有關的技術方案。
4在試生產階段電工藝設計的作用
初期生產的主要目的，對制造過程做一個組織、協(xié)調、規(guī)劃、控制及監(jiān)督的過程,可以達到優(yōu)質、低消耗、安全、高效的既定目標對于后期的制造過程做出規(guī)范,避免產品損傷在制造過程中。
4.1制定工藝文件
按照一定的條件制定合理的生產過程,將工藝流程的方法、內容、程序、材料、工具、設備再加上各個環(huán)節(jié)的技術規(guī)定,以圖文形式表達,這就是工藝文件。其重點有以下幾個作用:
（1）指導技術,成品質量得到保障；
（2）考核工時定額，定出生產目標；
（3）建立生產秩序,組織生產；
（4）對于物料進行安排；
（5）調整勞動組織；
（6）對模具、工裝、工具進行管理；
（7）鞏固工藝紀律；
（8）總結經濟核算的依據。
4.2建立試生產線并做出檢驗
組織調整試生產線，保證沒有問題了再開始生產,同時驗證工藝的合理性工藝配置、設計方面是否可用。證實工藝設計可行性的時候應做到：
（1）既要適合實際的企業(yè)情況,又要具有技術上的先進性和經濟上的合理性。
（2）工藝文件要結合圖文進行展示；文件做到條理清楚、簡潔明了、規(guī)范嚴謹；要能夠很直接的表達出來,只看工藝規(guī)程,就可以進行正常的工藝活動。
（3）檢查產品的內容與設計文件是否相符合,要可以展示產品設計的意圖,盡量使產品設計有可靠性。
（4）能為之后的批量生產工藝打下良好基礎。
（5）時刻做到質量第一,重點控制可靠性薄弱的環(huán)節(jié)，定量要求技術指標。
4.3整理試生產線的工藝技術文件
工藝技術文件可以分為質量控制流程、工藝方案、工藝計劃、工藝標準。工藝技術的文件有很多，總結下來主要含有：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,包括:電路板工位圖、示意總體結構圖、生產前的準備、整機工藝流程圖、箱體裝聯圖、纜線裝聯圖等；所用設備的相關的電子文檔及工藝參數文件；工藝更改單，有臨時性和永久性之分。
4.4總結與修訂試生產工藝
結束試生產后，評審工藝總流程、方案，并且核實并總結方案。對于設計問題的，讓有關部門進行及時的協(xié)調和修改；對于工藝性文件進行完善補充；對于所需材料進行核實；必要情況下應重復檢查試生產的技術；總結試生產工藝；完成最終生產工藝的報告總結；召開鑒定會，鑒定試生產產品，檢查試生產階段是不是已經可以批量生產有可靠性的產品，以及判斷的生產系統(tǒng)是否合格；完成工藝定型,然后開始進行批量生產。對于產品的主要工藝和設計進行測試，以上皆為試生產的作用，也可對批量生產的速度做一個估算。在定型時需要將完成的手續(xù)進行歸檔、會簽、審批，確保工藝文件成套性、正確性。
5結束語
提升電工藝設計物探儀器研發(fā)的產品可靠性,需要應用并行設計的思想，從技術上和時間上減少研發(fā)時間、推進研發(fā)進程、使產品從研發(fā)直接轉入生產,達到企業(yè)的高品質、高效率的目標。
參考文獻：
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