Замчалов Ю.П. - Проектирование автоматизированных участков производства электронных приборов

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана В современных условиях рыночной экономики особую важность н значимость приобретакп вопросы совершенствования проектирования и строительства новых предприятий и пехов, а также реконструкции и переоборудования существующих производств.

Остается актуальной задача повышения качества„эффективности и сокращения сроков разработки проектно-сметной документации, при этом возрастает значение и целесообразность мероприятий по реконструкции н техническому перевооружению действующих предприятий и цехов. Средства, выделяемые на эти цели, окупаются в 3 раза быстрее, чем при создании анвлогичных производственных мощностей за счет нового строительства, и сокращается потребность в рабочей силе.

Проблема реконструкции существующих предприятий и цехов особенно актуальна для электронной промышленности, гле омена объекта производства— элекгронных приборов идет очень быстро. Разрабатываемые сегодня просвтьг автоматизированных производств, цехов и участков должны обеспечить рост производительности труда, увеличение коэффициента сменности работы до 2,5, существенное сокращение затрат ручного труда вплоть до создания участков, работающих по безлюдной технологии. При проектировании и реконструкции промьппленных предприятий необходимо учитывать не только текущие нужды в той или иной продукции, но и перспективы развития, прогнозировать варианты модернизации производства, учитывать долгосрочную ориентацию развития производства электронных приборов.

Проектирование участков, цехов, как и всякое проекгирование— процесс творческий, но в этом проектировании как нигде, важно и необходимо знать в использовать накопленный опыт проектных организаций, который обобщен в тнцозых проектах, многочисленных нормативах, разлкчннх справочных материалах. При проектировании участков и цехов долины соблюдаться и другие многочисленные требования, нормативы, директивные указания по технике безопасыости, санитарии, охраны окруквхщей среды, протнвопоиарным мероприятиям и др. В настоящем пособии рассмотрены зтапы проектирования автоматизированных участков производства злектронных приборов> расчеты необходимого количества технологического, транспортного и склад- ского оборудования, требуемых площадей для его размещения, численности производственного, вспомогательного и инкенерно-техннческого персонала у и.сткз, приведены рекомендации и норматиьл но раэмеще- нию оборудования в ырокзводственных зданиях.

Описания и расчеты иллюстрируются примером проектирования автоматизированного участка изготовления цветного кинескопа, что объясняется массовостью выпуска и актуальностью разработки таких участков. Однако, методы проектвровзния и расчета носят общий характер и применимы при разработке участков для изготовления полупроводниковых приборов, микросхем и других злектронных прибо- ров. з 1. Запвчи и зтапы проектирования Ооновная задача проектирования - создание проекта участка, соответствухщего передовому уровню отечественной и зарубеиной техники, путем применения прогрессивных технологических процессов, высокопроизводительного оборудования, автоматизации произ- водственыых процессов, применения совершенных видов траыспортных систем, систем управления, систем энергоснабжения, газоснабжения и других видов инженерного оборудования, применения проектных ре- шений, предусматривающих оптимальное размещение оборудования в производственных помещениях, наилучшие условия труда, выполнение требований электронно-вакуумной гигиены, В проекте участка для выполнения указанных задач разрабатывается комплекс вопросов, обеспечивающих получение наилучших технологических структурннх, организационных и экономических параметров.

На рис.1 показана планировка участка автоматизированного цеха производства цветных кинескопов (ЦЭЛТ). На участке выполняются завершахщие операции: склейки оболочки с экранно-масочннм узлом, заварки электронно-опткческой системы, термовакуумной обработки. с герметизацией кинескопа и т.д. согласно принятым проектно-кон- структорским решениям. Оболочки и экраны ЦЭЛТ подаются на участок подвесные конвейером 12 и помещаются в спутники 1 печи склейки 2; далее колбы сниьйются со спутников и помещаются на установки контроля качества шва склейки 3.

Оператор устанавливает оболочку ЦЭЛТ на накопитель 21. На позиции 4 производится пневмовихревая очистка оболочки и нанесение поливнниловаго спирта (ПЭС) на горловину. Далее с накопителя оболочка роботом 19 устанавливается в певицею полуавтомата заварки электронно-оптической системы (ЗОС) 5 ° второй робот переносит оболочку с уже заваренной оптикой,на накопитель линии вакуумной обработки 6.

Отсюда осуществляется загрузка ЦЗЛТ в позиции ЛВО. на которых проводится термовакуумная обработка кинескопа. С позицзи ЛВО 6 кинескоп снмжается роботом 19 к перемещается на устеновщ распыления геттера 7, далее проводится контроль параметров ЦЭЛТ на позициях 9 и вручную кинескоп устанавливается на конвейер прожига и тренировки 8. На рассыотренном участке функционирует Э робота и 16 операторов. Как видно, проектирование участка потребовало решения целого ряда качественных (компоновка оборудования по площади и в объеме) и количественных (расчет площадей, численности обслуживавшего персонала и др.) инженерных задач. В проекте участка должно быть предусмотрено необходимое основное и вспомогательное технологическое, транспортное, складское и другое оборудонание, требуемые площади для его размещения, производственный, вспомогательный и административно-технический персонал.

Соответственно в структуре участка предусматриваются провзнодственные отделения, вспомс 'ательные службы, а также служебно-бито вые помещения. Ряд служб (механика, энергетика и др.) объединяются в единые службы для централизованного обслуживания всех участков цеха, а в ряде случаев и производственного корпуса. При проектировании цехов и участков технические, экономи- ческие и организационные вопроси должны решаться одновременно, т.к.

каждое приниьшемое в проекте при проектировании участка тех- ническое решение, должно быть экономически обосновано и осущест- вимо в организационных формах. Рассмотрим основные этапы проектирования участков и методы решения задач по каждому этапу, иллюстрируя это примерами производства цветных кинескопов и других электронных п1аборов. Этап 1. Формирование и систематизация исходных данных для проектирования в рамках технического задания и ам фб~ Оода входит определение режима работы и фонда времени, производственной программы в целом и по различным видам продукция о уче- том технологических выходов годных изделий, оиндаемых стоимостных показателей и численности персонала по нормативным показателям и т.д.

Понятие рекнма работы включает количество рабочих дней в году и рабочих смен в сутки, а такие продолиительность рабочей смены в часах, принятые для данного предприятия. в году определяется непрерывным и преры- нистым характером работы производства. Производство злектроннмх приборов в целом является прерывистым, поэтому число рабочих дней вычитается из числа календарных дней, выходных и праздничных дней. в сутки зависит от характера производства, прогресса выпуска приборов, загрузки оборудования. Чаще проекти„овение ведут из расчета работы в две с:.эны, но возмоиен и трех- сменный реким работы оборудования (термическое, термовакуумное и др.

оборудование). Отметим тенденцию в электронной промыиенности к переходу отрасли на реиим работы с коэффициентом сменности 2,5. одолкнтельность бочей смены определяется из продолинтель- ности времени работы рабочих в нормальных условиях - 41 час в не- делю (при 5-ти дневной неделе и 2-х выходных днях), при работе во вредных условиях - 36 часов в неделю. Различают следующие фонды времени: а) налендарный годовой фонд времени - 24 час. х 365 дн.

= ° 8760 час/год; б) номинальный (расчетный) годовой фонд времени работы оборудования и рабочих (йн) при 41-часовой рабочей неделе и при работе в одну смену, восьми праздничных и 253 рабочих днях в году принимается равши 2070 час., при двухсменной работе оборудования - 4140 час; в) действительный годовой фонд времени работы оборудования (йи) определяют исключением из номинального фонда (4н) времени, необходимого на плановые ремонты оборудования, что учитывается процентом потерь от номинального фонда времени, которые нормированы по группам оборудования. Действительный годовой фонд времени работы операторов (йо) определяется вычитанием из номинального Фонда времени отпусков, болезни и выполнения государственных обязанностей.

Фонды времени работы оборудования и рабопж, принимаемые при проектировании цехов (участков) приведены в табл. 1. Таблица 1 фойов вреыени Примечания: и - для уникального и сложного оборудования ж - для автоматических линий зн - для вредных условий. В злектровакуумном и полупроводниковом производствах существует ряд профессий операторов оборудования, которые по условиям Номинальный ФОнд Потзе~иьнот но- Фонда в $ Действительн- ыйй ФОнд фонд времени рчботн рборудованяя Фонд времени (час в год) пЧаботы рабочаего режим работы (час и год) 1 смена 2 смены 3 смены Ю?0 4140 6210 20?0(1830)анне г 316иЛО ' 4/10и Лйме РП 2030 (015 5960 1860(1560)иии 3890и 5590н 3725'нь 5465~ работы имеют отличные от приведенных в табл.| фонды времени рабо- ты. Например, для заварщпков ЗВП, люминофорщиков, откачников»вакуумщиков, операторов фотолитографического оборудования установлен фонд времени работы 1770 час., для операторов оборудования резки кристаллов пазупроводнкковых материалов - 1560 час, операторов сборочного оборудования полупроводниковых пркборов- - 1825 час и т.д.

Специальное технологическое оборудование в ряде случаев также имеет отличные от данных табл.1 годовые действительные фонды работы, которые приведены в табл. приложения П-1 для 2-х сменного режима работы и 5-ти дневной рабочей недели. Производственная программа (годовзя) выпуска приборов (узлов, деталей) представляет собой перечень подлежащих изготовлению изделий с уназанием их годового выцуска в количественном выражении. В зависимости от типа производства, характера выпускаемой продукции и стадии проектирования производственная прогрежга может быть: 1) точной; 2) приведеныой (групповой); 3) условной (по укрупненным показателям).