Автореферат (Научно-методические основы обеспечения качества электронных модулей при ограниченных объемах поставок)

1Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего образования«Московский технологический университет»МИРЭАНа правах рукописиКИСЕЛЕВИЧ ВАЛЕРИЙ ПАВЛОВИЧНаучно-методические основы обеспечения качестваэлектронных модулей при ограниченных объемах поставокСпециальность 05.02.23 – Стандартизация и управление качеством продукцииАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степенидоктора технических наукМосква – 20162Работа выполнена на кафедре метрологии и стандартизации Института радиотехнических и телекоммуникационных систем федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московскийтехнологический университет» МИРЭА.Научный консультант:д.т.н., проф.

Гродзенский Сергей ЯковлевичОфициальные оппоненты:д.т.н., проф. Борисов Вадим Владимирович,«Национальный исследовательскийуниверситет МЭИ», г. Москвад.т.н., проф. Бочаров Владимир Васильевич,ФГУП «ГосНИИАС», г. Москвад.т.н. Ульянов Михаил Савельевич,ОАО «Центрмаш», г. МоскваВедущая организация:АО «Концерн «Гранит-Электрон»,г. Санкт-ПетербургЗащита состоится «____» __________ 20___ в ______ часов на заседании диссертационного совета Д 212.131.04 при ФГБОУ ВО «Московский технологический университет» МИРЭА по адресу 119454, г.

Москва, просп. Вернадского, д.78, ауд. ______.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИРЭА и на сайте ____________________________________________________________________________.Автореферат разослан «____» ___________ 2016Ученый секретарьдиссертационного совета Д 212.131.04Черемухина Ю.Ю.3ВведениеАктуальность.

Обострение борьбы за ресурсы мирового океана в последние годы потребовало повышения надежности аппаратуры в течение длительногопатрулирования отечественных кораблей и обеспечение конкурентности изделийВМФ на международном рынке вооружения привело к задаче существенного повышения качества продукции.Основополагающие работы в области исследования методов управления качеством сделали Ю.П.

Адлер, С.У. Увайсов, В.Н. Клячкин и др., а также известные зарубежные ученые E. Jeming, W. Shewhart, J. Juran, Н. Hotelling и др.Отдельно стоящую задачу обеспечения качества при производстве ЭВП исследовали В.П. Марин, В.П. Савченко, М.М. Федоров, А.П. Коржавый и др.Математическими аспектами задачи обеспечения качества занимались А.Н.Колмогоров, Б.В. Гнеденко, А.Н. Ширяев, Б.С. Дарховский, Б.Е. Бродский, А.И.Орлов, С.Я.

Гродзенский, Н.Е. Ярлыков, а также зарубежные ученые A. Wald, J.Wolfowitz, L. Weiss, T. Anderson и другие.Однако, к известным до настоящего времени задачам прибавилась новая управление качеством изделий в условиях ограниченной информации и контрольнадежности изделий, выпускаемых нерегулярно и в небольших количествах.При неуклонном росте общего потока информации («информационныйвзрыв») в этой ситуации для определения показателей надежности полученныхданных оказывается явно недостаточно для использования традиционных методовклассической математической статистики.Актуальность принятия решений в условиях ограниченной информации илиданных привела к появлению работ, направленных на преодоление трудностей,вызванных этой ситуацией.

Разработка математических моделей для оценкинадежности систем в условиях редких событий проведены И.Н Коваленко, Е.Ю.Барзиловичем, В.А. Каштановым, Ю.К. Беляевым, Ю.Ф. Буртаевым.Для уменьшения числа требуемых наблюдений и соответственно материальных, временных и иных затрат в последнее время широко применяются последовательные статистические методы, основанные на накоплении информации4и позволяющие существенно уменьшить среднее число наблюдений по сравнению с классической процедурой Неймана – Пирсона.Последовательные статистические методы получили быстрое развитие после того, как американский ученый А.

Вальд в 1943 г. предложил оптимальныйпоследовательный критерий отношения вероятностей – эффективный алгоритмпроверки двух простых гипотез.В то же время при использовании данного метода существуют нерешенныевопросы, в частности:- оправданность использования асимптотических теоретических результатов прикладной математической статистики при реальных исходных данных;- формулировка и обоснование правил выбора одного из нескольких критериев для проверки конкретных конкурирующих гипотез.Помимо этого, при использовании на практике последовательных критериевчасто возникают случаи, когда необходимо прекращать испытания на некоторомшаге, хотя принять корректное решение с математической точки зрения еще нельзя.В связи с особенностями организации производства и поставок изделий вограниченном объеме привели к выпуску специального стандарта ГОСТ РВ52374-2005, посвященного контролю качества и правилам приемки изделий приограниченных объемах поставок.В зарубежной практике уже сложились правила совместной поэтапной работы конструктора и технолога в этих условиях:- обеспечение технологичности – Design for Manufacturability (DfM);- обеспечение сборки - Design for Assembley (DfA);- обеспечение контролепригодности - Design for Testability (DfT);- обеспечение надежности - Design for Reability (DfR).Требования к этим процессам взаимодействия всех служб предприятия при проектировании и изготовлении электроники изложены в зарубежных стандартах,в частности, IPC-A-620, ANSI/J-STD-001, IPC-SM-785, IPCD-279.Однако из этого материала мало что можно извлечь по причинам:5- технологические приемы, как правило, фирмы держат в секрете;- за рубежом практически нет финансовых ограничений.Решение указанных задач дает возможность повысить эффективность проводимого контроля, значительно уменьшить затраты на проведение испытаний, атакже более оперативно получать информацию и принимать обоснованные решения, что способствует повышению качества продукции.В этом и заключается актуальность исследования, а также разработки оптимальных методов усечения последовательности критериев.Научно-практическая проблема – противоречие между высокими требованиями по надежности в эксплуатации электронных модулей как функциональной основы корабельной аппаратуры и ограниченных возможностях обеспечениякачества технологии производства и результатов испытаний в условиях единичных и нерегулярных выпусков при отсутствии эффективной системы менеджмента качества в этой конкретной предметной области.Цель работы – повышение надежности электронных модулей корабельнойаппаратуры по показателям безотказности и долговечности в эксплуатации.Главная научная задача – научно-техническое обоснование построениякомплексной методики контроля качества технологии производства и процессаиспытаний электронных модулей на основе анализа мирового опыта созданияаналогичных изделий, а также собственных разработок автора.Частные задачи исследования1.

Анализ существующих методов управления качеством и сравнение их эффективности для решения задач контроля производства высоконадежной, наукоемкой продукции;2. Разработка на основе полученных результатов исследования методов статистического контроля и регулирования технологических процессов производства.3. Разработка методического подхода к выбору показателей надежности приограниченных объемах поставок с разработкой соответствующего аналитического аппарата по оценке этих показателей.4.

Формирование стратегии выборочного контроля ПКИ.65. Исследование влияния внешних дестабилизирующих воздействий нанадежность модулей.6. Построение системы менеджмента качества производства модулей в условиях ограниченного объема поставок.7. Развитие методов прогнозирования показателей надежности модулей.8. Применение полученных результатов в теории и практике производства модулей.9. Разработка прикладного программного обеспечения на основе полученныхрезультатов для поддержки процесса контроля качества технологии производстваи испытаний.Научные положения, выдвигаемые на защиту1.

Положения системы менеджмента качества производства электронных модулей в условиях ограниченного объема поставок, ориентированная на устранение типовых производственных дефектов аппаратуры морского применения, проявляющихся в эксплуатации.2. Стратегия выборочного контроля покупных комплектующих изделий вусловиях ограниченного объема поставок на примере ИМС, включающая:- определение соотношения выборки к генеральной совокупности с проверкойпринадлежности по критерию согласия Хи – квадрат Пирсона;- построение рациональной оперативной характеристики выборочного контроля;- построение плана входного контроля ПКИ и МПП.3. Методика статистического контроля коррелированных параметров технологии производства модулей по критическим позициям:- время и температурный режим пайки элементов,- соотношение размеров деталей конструкции клина теплостока,- с использованием теории контрольных карт Г.

Хотеллинга и правила Саррюса.4. Метод оценивания параметрической надежности электронных модулей какзапаса работоспособности относительно требований ТУ в пространстве критиче-7ских внешних воздействий, позволяющий выявить потенциально ненадежные модули, при этом временной вектор исключен.5. Метод определения коэффициентов влияния внешних дестабилизирующихнагрузок на величину ресурса модуля с использованием зависимости потока отказов ω(t), в которую введен параметр d роста безотказности Я. Шора, что позволяет:- определить рациональную длительность предварительных испытаний покаждому виду внешних нагрузок;- определить рациональное распределение испытаний по видам нагрузок.6.

Метод прогнозирования показателей долговечности (ресурса и срока службы), построенной на использовании функции распределения Вейбулла, методаиерархического объединения кластеров по Уорду с последующим анализом коэффициента детерминации R2.Метод позволяет обосновывать планы по техобслуживанию и ремонту изделий.7. Комплексная методика контроля качества при производстве и испытанийэлектронных модулей, охватывающая сквозной процесс изготовления модулей.8.

Методика управления организационными рисками в производстве, в которых предусмотрены этапы перехода лингвистических характеристик рисков доматрицы критериев организационных рисков (Vi , Qi), что повышает качествопланируемых решений по снижению уровня рисков.Используемый теоретический аппарат1. Теория вероятностей, положения системы массового обслуживания, теория надежности, статистический анализ, теория операций, математический анализи другие.2.

Методы стандартизации и менеджмента (контроль, управление, обеспечение повышения, планирование) качества объектов и услуг на различных стадияхжизненного цикла продукции.8Обоснованность результатов, выводов и рекомендаций обеспечена корректным применением методов исследования, анализом работ в предметной области исследования, в результате которых определены частные задачи исследования, в совокупности составляющих новый научно-методический подход к построению методики контроля качества электронных модулей уровня ЭМ1 в условияхединичного нерегулярного производства.Достоверность подтверждена совпадением теоретических и практическихрезультатов при оценке эффективности комплексной методики обеспечения качества электронных модулей ВС.Практическая значимость1. Разработано прикладное программное обеспечение по алгоритмам автора,предназначенное для статистического контроля качества высоконадежной, наукоемкой продукции и регулирования технологических процессов: Программа «Галтели паек» по контролю коррелированных параметров t0 иΔТ при пайке – ДАЕИ.051.14.002; Программа «тепловой клин» по контролю коррелированных размеров клинатеплостока – ДАЕИ.051.14.003; Программа «Ресурс» - ДАЕИ.051-010-2012; Программа «Срок службы» - ДАЕИ.051-020-2012.2.