Учебно-методический комплекс дисциплины преподавателя (стр. 6 )

В конструкции ЭА должны быть предусмотрены меры защиты от воз­действия климатических и механических факторов.

К конструктивно-технологическим требованиям относятся: обес­печение функционально-узлового принципа построения конструкции ЭА, технологичность, минимальная номенклатура комплектующих изделий, ре­монтопригодность, защита от несанкционированного доступа, удобный дос­туп к узлам и элементам, обеспечение безопасной работы оператора.

К эксплуатационным требованиям относят простоту управления и обслуживания, предусмотрение различных мер сигнализации опасных ре­жимов работы (выход из строя, обрыв заземления, открывание дверей шка­фов и т. д.), наличие в комплекте ЭА аппаратуры и инструментов, обеспечи­вающих профилактический контроль и наладку конструктивных элементов.

С эксплуатационными требованиями тесно связаны требования обес­печения нормальной работы оператора: организация его рабочего места, возможность подхода ко всем устройствам ЭА, безопасная работа при от­ладке и ремонте. Важна также такая организация пульта управления ЭА и расположение клавиш на нем, клавиатуре и дисплея (для персональных ма­шин), которая бы отвечала современным эргономическим требованиям и требованиям инженерной психологии. Внешний вид ЭА должен быть эсте­тичным, а органы управления должны быть удобными, доступными и не вызывать напряжения органов чувств у оператора.

Требования по надежности включают конкретные количественные характеристики: вероятность безотказной работы за определенный отрезок времени, среднюю наработку на отказ, среднюю наработку на сбой, среднее время восстановления работоспособности, срок службы, коэффициент тех­нического использования, средний срок сохраняемости, коэффициент го­товности.

К экономическим требованиям относят минимально возможные за­траты времени, труда и материальных средств на разработку, изготовление и эксплуатацию ЭА; минимальную стоимость ЭА после освоения ее в про­изводстве; минимальные затраты на эксплуатацию, обслуживание и плано­вые ремонты.

Рекомендуемая литература

1. [1]; 2. [2]; 3. [3]; 4. [4]; 5. [5]; 6. [10]; 7. [11].

Контрольные задания для СРС (тема 4) [1-5, 10, 11]

1.  Какие факторы входят в группу механических воздействий?

2.  Какие факторы входят в группу климатических воздействий?

3.  Какие факторы входят в группу радиационных воздействий?

4.  Как влияет невесомость на зафиксированные на земле узлы ЭА?

5.  Как влияют радиационные факторы на механические свойства конструкцион­ных материалов?

6.  Что подразумевает понятие «технологичность»?

7.  Каким требованиям должна отвечать конструкция встраиваемой ЭА?

Тема 5. Процесс конструкторской подготовки производства приборов. (1 час)

План лекции:

1.  Задачи и характер конструирования;

2.  Требования, предъявляемые к приборам;

3.  Структура конструкторской подготовки производства приборов;

4.  Методы решения задач конструирования.

Конструирование как мысленное представление будущего объекта занимает центральное место в процессе производства технических изделий.

Задачи конструирования, как и прочие технические задачи, всегда выте­кают из общественных потребностей. Они тесно взаимосвязаны с другими процессами технической подготовки производства, такими, как технологи­ческая подготовка и др.

Конструкторская подготовка производства является частью технической подготовки. Этот процесс охватывает все мысленные, ручные и машинные операции, необходимые для предварительной проработки технического изде­лия, целью которых является получение на основе задачи конструирования описания технического изделия, достаточного для его производства и эксплуатации.

Поэтому процесс конструирования оказывает решающее влияние на потребительскую стоимость самого изделия, а также экономичность его производства и эксплуатации.

Методика решения конструкторских задач характеризуется признаками синтеза структуры. Конструктор мысленно «проигрывает» все фазы эксплуа­тации будущего изделия. Определение структуры S для заданной функции F представляет собой недетерминированный шаг с вероятностью перехода рii<1, результат которого охватывает неограниченное число вариантов

(1)

Неопределенность при синтезе мо­жет быть снижена итерационной (пошаговой) обработкой инфор­мации, объем которой в процессе конструирования постоянно рас­тет, а также использованием уже существующих решений, пред­варительным продумыванием решений или их элементов и созна­тельным возвращением к исходной ситуации для сравнения полу­ченной структуры с требуемой. Поиск решений обеспечивается при дополнении неполных данных, касающихся задачи конструирова­ния (функции), и выделении в ней главного (рисунок 1).

Рисунок 5.1 - Систематическая последовательность

решения задачи конструирования

Структура конструкторской подготовки производства

Синтез производится на следующих этапах: 1) определение общей функции технического изделия; 2) определение структуры функции; 3) определение геометрии и материала структуры.

С учетом уровней абстрагирования можно опи­сать общую структуру процесса конструкторской подготовки производства. Она характеризуется последовательностью стадий разработки, каждая из которых соответствует определенной степени абстрагирования при описании разрабатываемого объекта. В соответствии со структурой выделяются отдельные рабочие шаги и фазы, на которых конструирование требует использования соответствующих методов и средств описания.

На отдельных фазах процесса конструкторской подготовки производства типичные виды деятельности конструкторов повторяются. Анализ распределения времени, приходящегося на отдельные виды таких конструкторских работ, позволяет сделать выводы о путях рационализации в этой области. Очевидны два пути: повышение качества проектных и расчетных работ в фазах разработки принципа решения задачи и конструи­рования, поскольку содержание и объем всех последующих работ определе­ны; повышение производительности в области подготовки документации (черчение, размножение, написание спецификаций и т. д.).

Методы решения задач конструирования.

Методом называется система правил, которые определяют порядок ре­шения задач, относящихся к определенной области.

Проведенные к настоящему времени работы в области конструирования обеспечили создание надежного запаса методов решения задач на всех этапах конструирования.

Элементарные методы конструирования

Абстрагирование. Абстрагирование состоит в получении понятий и идеальных пред­ставлений о предметах. При конструировании абстрагирование используется: для выделения главного с целью подготовки решения проблемы; для опреде­ления общих признаков решений задач конструирования; для упрощения взаимосвязей.

Классификация. Многозначность при конструировании делает необходимым упорядо­чение или систематизацию множества решений. Такое упорядочение осуществляется с помощью классификации.

Методы синтеза. Синтезом называется процесс мысленного или практического объеди­нения отдельных элементов в одно целое.

В основе этого метода лежат три аксиомы теории конструирования:

Аксиома 1 (аксиома целостности или условие существования струк­туры). Каждое конструкторское решение по форме, содержанию и выпол­няемым функциям определено его элементами и отношениями между ними.

Аксиома 2 (аксиома ошибок). Каждое конструкторское решение несёт в себе ошибки. Эти ошибки являются результатом недостатков творческого продумывания будущего изделия и реализации его в материале.

Аксиома 3 (аксиома фактора времени). Любое конструкторское реше­ние со временем заменяется более совершенным.

Метод комбинаций. При любом синтезе должны быть выполнены две операции: определение необходимых элементов; объединение этих элементов.

Сущность комбинаторного метода заключается в том, что комбинируя элементы, обладающие различными свойствами, появляется возможность получить совершенно новые свойства, которые не могут быть получены как сумма отдельных свойств элементов.

Метод вариаций. Найденные в процессе решения конструкторских задач структуры не всегда удовлетворяют поставленным требованиям, хоть и являются новыми и перспективными. Такие решения необходимо проверить на возможность их усовершенствования и изменения так, чтобы они отвечали этим требова­ниям. Для этого и применяется метод вариаций. Вариация означает замену признаков объекта или главного понятия, целью которой является нахожде­ние вариантов решения, удовлетворяющих заданным требованиям. Условием применения метода вариаций является наличие решения. На его базе путём частичного изменения структуры получают новые решения.

Методы поиска идей. Метод поиска идей предназначен для повышения эффективности применения интуиции и фантазии путём генерирования возможно большего числа идей.

Ниже рассмотрены наиболее известные методы поиска идей.

«Мозговой штурм». В соответствии с этим методом организуется встреча, участники которой в возможно более непринуждённой форме высказывают и обсуж­дают идеи решения заранее известной проблемы и выбирают из них требуе­мую.

Дельфийский метод. Дельфийский метод использует принцип опроса экспертов. К реше­нию проблемы привлекаются специалисты самых различных специально­стей. Эксперты в письменном виде представляют свои мнения о проблеме в целом или о заранее оговорённых частных проблемах. При этом они готовят ответы независимо друг от друга.

Синектика – метод замены и объединения различных и кажущихся незначительными понятий. Решения при этом находят с помощью аналогий из областей, лежащих за пределами рассматриваемой проблемной ситуации.

Методы принятия решений. При конструировании время от времени возникают ситуации, при которых из множества решений необходимо отсеять неприемлемые и выбрать обещающие успех решения для дальнейшей их обработки. Для того, чтобы могло быть принято решение, благоприятное для продолжения всего процесса конструкторской подготовки производства, оно должно быть соот­ветственно подготовлено. Подготовка принятия решения производится в два шага: критический анализ имеющихся вариантов (критика ошибок); оценка вариантов.