· Интенсивность отказа узла / блока = 1,2273 х 10^-6 1/час

· Среднее время наработки до отказа Тср = 814824 час

· График изменения вероятности безотказной работы от времени наработки изображён на рисунке 13.

Рисунок 13 - График изменения вероятности безотказной работы от времени наработки

Расчет ширины трасс

Печатная плата выбирается двухсторонней с металлизацией отверстий, класс точности - третий. Метод изготовления - комбинированный позитивный, толщина фольги hф = 35 мкм, с удельным сопротивлением = 0,0175 Ом мм²/м и допустимой плотностью тока I_доп = 48 А/мм².

При расчете ширины трасс следует принять во внимание температуру окружающей среды, возможное повышение температуры, максимальные токи т.д.

1) Определяем минимальную ширину b_{min I}, мм, печатного проводника по постоянному току для цепей питания и шин заземления по формуле

b_{min I} = I_max / I _доп h_ф, (18)

где I_max - максимальный постоянный ток в проводниках, мА (задается в ТЗ, либо определяется из конструктивного анализа работы принципиальной схемы изделия);

I _доп - допустимая плотность тока, мА/мм² (выбирается в зависимости от метода изготовления печатной платы);

h_ф - толщина печатного проводника (толщина фольги печатной платы), мм.

b_{min I} =20/48*0,035=0,014 мм

2) Определяем минимальную ширину b _{min U}, мм, печатного проводника, исходя из допустимого падения напряжения на нем, по формуле

b _{min U} = с I_max l / h_ф U _доп, (19)

b_{min U}=0,0175*20*0,07/0,035*0,45 мм

где с - удельное сопротивление, Ом*мм²/м

l - длина печатного проводника, м;

U_доп - допустимое падение напряжения, В, определяемое из анализа работы электрической схемы (не должно превышать 5% от питающего напряжения и быть не более запаса помехоустойчивости).

3) Минимальная ширина печатных проводников для ДПП, изготовленных комбинированным позитивным методом, определяется по формуле

b_min = b+1,5 h_ф + (0,03…0,08), (20)

b_min=0,15+1,5*0,035+0,05=0,28 мм

4) Максимальная ширина печатного проводника b_max, мм, определяется по формуле

b_max = b_min + (0,02…0,06). (21)

b_max=0,28+0,06=0,26 мм

выбираем ширину печатного проводника равной 0,5

5) Определяем номинальное значение диаметров d, мм монтажных отверстий по формуле

d = dэ + |?dн.о.| + r, (22)

d=0.7+0.15+0.2=1.05 мм

где dэ - максимальный диаметр вывода элемента, устанавливаемого на плату, мм;

?d н.о. - нижнее предельное отклонение от номинального диаметра монтажного отверстия, мм;

r - разница между минимальным диаметром отверстия и максимальным диаметром вывода элемента, мм (выбирают по рекомендациям ОСТ 4.070.010-78 «Платы печатные под автоматическую установку элементов. Конструкция и основные размеры» в пределах 0,1…0,4 мм).

Рассчитанное значение d округляют до 1,1

Определяем диаметр контактных площадок. Контактная площадка отверстия в печатной плате обеспечивает пайку выводов навесных элементов и надежный электрический контакт между цепями, расположенными на разных сторонах платы. Из-за особенностей процесса травления фольги боковое подтравливание будет уменьшать действительные размеры печатного рисунка и частично разрушать адгезионный слой между диэлектриком и фольгой, что может привести к отслаиванию тонких элементов печатного рисунка. Поэтому диаметр контактной площадки должен превышать минимальный диаметр Dmin, мм, который зависит от метода изготовления печатной платы.

6) Для ДПП, изготовленных комбинированным позитивным методом, определяется по формуле

D _min = D_{1 min} +1,5 h_ф + 0,05, (23)

D _min =0.82+1.5*0.035+0.05=0.85 мм

где D_{1 min} - минимальный эффективный диаметр контактной площадки, мм.

7) Минимальный эффективный диаметр D_{1 min}, мм, контактной площадки определяется по формуле

D_{1 min} = 2 (b_м + d_max / 2 + дd + др, (24)

D_{1 min}=2 (0,025+0,9/2+0,05+0,2)=0,82 мм

где b_м - расстояние от края просверленного отверстия до края контактной площадки,

дd, др - допуски на расположение отверстий и контактных площадок,

d_max - максимальный диаметр просверленного отверстия, мм, определяется по формуле

d_max = d+?d+(0,1…0,15), (25)

d_max=1,1+0,1+0,15=1,3 мм

где ?d - допуск на отверстие

8) Максимальный диаметр контактной площадки D_max, мм, определяется по формуле

D_max = D_min+(0,02…0,06). (26)

D_max=0,85+0,06=0,091 мм

9) Минимальные расстояния между проводником и контактной площадкой определяется по формуле

S_{1 min} = L₀ - [(D_max / 2 + др) + (b_max / 2 + дl)], (27)

S_{1 min} = 2,5 - [(0,91 / 2 + 0,2) + (0,26 / 2 + 0,03)]=2 мм

где дl - допуск на расположение проводников (таблица 1);

L₀ - расстояние между центрами элементов рисунка на чертеже, мм.

10) Минимальные расстояния между двумя контактными площадками определяется по формуле

S_{2 min} = L₀ - (D_max + 2 др). (28)

S_{2 min}=2,5 - (0,91+2*0,2)=1,18 мм

11) Минимальные расстояния между двумя проводниками определяется по формуле

S_{3 min} = L₀ - (b_max + 2 дl)]. (29)

S_{3 min}=2,5 - (0,26+2*0,03)=2,1 мм

12) Минимальные расстояния центра отверстия от края платы для прокладки N печатных проводников между контактной площадкой отверстия и краем платы определяется по формуле

S_{5 min}=0,5 D_max + др + (S + b_max + дl) N + S_оп, (30)

S_{5 min}==0,5*0,91+0,2+(0,75+0,26+0,03)*1+1,6=3 мм

где S_оп - минимальное расстояние от края платы до печатного проводника (для печатной платы толщиной менее 1 мм расстояние S_оп ? 1 мм, для печатной платы с толщиной более 1 мм расстояние S_оп должно быть более толщины платы).

13) Минимальные расстояния между контактной площадкой металлизированного отверстия и контактной площадкой под планарный вывод элемента для прокладки N печатных проводников между ними определяется по формуле

S_{6 min}=0,5D_max+др+S_пл+(b_max+дl) N+S (N+1), (31)

S_{6 min}=0,5*0,91+0,2+0,3+(0,26+0,03)*1+0,75+(1+1)=2,7 мм

где S_пл - расстояние от края контактной площадки под планарный вывод до ближайшей линии координатной сетки, мм.

14) Минимальные расстояния для прокладки N печатных проводников между контактными площадками под планарные выводы определяется по формуле

S_{7 min} = 2 S_пл + (b_max + дl) N + S (N + 1). (32)

S_{7 min} = 2*0,3+(0,26+0,03)*1+0,75 (1+1)=2,3 мм

Конструктивно-технологический расчёт печатного монтажа показал, что расчетные значения соответствуют значениям при проектировании печатной платы.

Технико-экономические расчёты

Исходные данные:

Тип производства - серийный

Режим работы - 2 смены

Коэффициент выполнения норм выработки - 1.1

Таблица 6 - Технологический процесс

Производственные расчеты

1) Расчет фонда времени работы оборудования

Таблица 7 - Баланс времени работы оборудования в год

Расчет производственной программы. Определяем годовой производственный объем выпуска изделий в штуках Nпр с количеством рабочих мест принятых условно по формуле

(33)

Nпр=(3585*0.85*25*60)/((49,5*(1+5/100)) = 87958,44

где Fэф - эффективный фонд времени работы оборудования, в часах;

Кз - коэффициент загрузки оборудования (0,85);

tшт - суммарная норма штучного времени по технологическому процессу, в минутах;

Сус - условное число рабочих мест, в единицах (20-30 ед.);

d - процент потерь на переналадку (3-10% в зависимости от типа производства).

2) Расчет потребного количества единиц оборудования

Потребное количество оборудования Cipm, в единицах, рассчитывается по формуле:

(34)

Cimp=(34,4*87958,44)/60=50429,51

где Nн/час - годовая трудоемкость в н/часах по данной операции;

Впр - выработка на одно рабочие место, в часах.

Выработка на одно рабочие место Впр, в часах определяется по формуле:

Впр = Fэф * Квн (35)

Впр=3585,6*1.1=3944,16

Расчет производим по одной операции, остальные сводим в таблицу 8.

Таблица 8 - Расчет потребного количества оборудования

Принятое количество оборудования определяем, округляя расчетное до целого числа в большую сторону.

3) Расчет загрузки оборудования

Процент загрузки оборудования % Заг, на данной операции определяем по формуле:

%Заг = Срм / Спрм * 100 (36)

%Заг=12,79/13*100=98,35%

где Срм - расчетное количество оборудования;

Спрм - принятое количество оборудования.

Средний процент загрузки % Заг.ср, определяем по формуле:

%Заг.ср = Срм / Спрм * 100 (37)

%Заг.ср = 38,36 / 39 * 100 = 98,35%

Таблица 9 - Сводная ведомость стоимости оборудования

Общая стоимость с учетом монтажа определяем, как произведение стоимости единицы оборудования на количество принятых единиц оборудования на коэффициент 1,15.

4) Расчет численности рабочих

Расчет полезного фонда рабочего времени

Расчет полезного фонда рабочего времени одного рабочего произведем по таблице 5.

Таблица 10 - Баланс рабочего времени одного рабочего в год

Полезный фонд времени Fп, часах определяется по формуле:

Fп = Fн - кол-во потерь; (38)

Fп = 249-52=197

где Fн - номинальный фонд работы одного рабочего в год, в часах;

Среднюю продолжительность рабочего дня определяем, как частное от деления полезного фонда на количество рабочих дней в году.

5) Расчет численности основных производственных рабочих

Численность основных производственных рабочих Чip, определяется по формуле:

Чip = Ni/Выр, (39)

Чip =52231,15/1733,6=30,71 чел.

где Выр - выработка одного рабочего, в часах.

Выработка одного рабочего Выр, в часах определяется по формуле:

Выр = Fп*Квн; (40)

Выр= 1576*1,1=1733,6 час

Принимаем численность рабочих, округляя расчетную до целого числа в меньшую сторону. Рабочий должен быть загружен не менее 100%, если меньше, то совмещаем операции или организуем многостаночное обслуживание.

Таблица 11 - Расчет численности основных производственных рабочих

Средний процент загруженности и загруженность по операциям производственных рабочих Ср%, определяем аналогично формулам 29 и 30.

6) Расчет численности вспомогательных рабочих

Численность вспомогательных рабочих определяем по нормативным справочникам исходя из нормы обслуживания рабочих мест (оборудования), производственной площади. Указать нормы.

Таблица 12 - Численность вспомогательных рабочих

7) Расчет численности инженерно - технических работников (ИТР).

Численность ИТР принимаем исходя из норм управляемости. Указать нормы.

Согласно действующим нормативам по управляемости принимаем 1 начальника участка, 2 сменных мастера, 2 технолога.

8) Ведомость состава работающих на участке.

Ведомость отражает, какую долю составляет каждая категория работающих в общей численности.

Таблица 13 - Ведомость состава работающих на участке.

Численность рабочих по сменам распределяем равномерно, ИТР в 1-ю смену большее количество.

9) Расчет общей удельной площади участка

Общая производительная площадь непосредственно предназначена для осуществления производительного процесса. К ней относят площади занимаемые установками, рабочими столами, станками, конвейерами и т.д. с учетом безопасных проходов и проездов между оборудованием. Она складывается из площадей занимаемых каждым рабочим местом.

Общая площадь участка рассчитывается по формуле:

Sуч=a*b, м², (41)

Sуч = 3*2 =458,64м²

Производственная площадь каждого рабочего места Sрм, м²

Определяется по формуле:

Sрм = (a+b+0.5c) (d+0.5e) (42)

Sрм =(3+2+0,5*1,2) (1,5+0,5*1,2)=11,76 м²

где a - ширина оборудования с выходящими;

b - расстояние до стен, колоны, в м;

с - ширина прохода, в м; d - длина оборудования, в м;

e - расстояние между оборудованием (столом, стеллажом, верстаком), в м.

Удельная площадь определяется, как отношение общей производственной площади к принятому количеству рабочих мест (единиц принятого оборудования), сравнивается с нормативной площадью.

10) Расчет потребного материал

Материалы необходимые для производства, рассчитываются исходя из нормы расхода, по технологическому процессу. Данные расчета сводим в таблицу 14.

Таблица 14 - Материалы

11) Расчет фонда заработной платы.

Расчет фонда оплаты труда основных производственных рабочих.

Фонд заработной платы основных производственных рабочих складывается из тарифной заработной платы и доплат. Для расчетов используем данные таблицы 15.

Таблица 15 - Тарифная расценка основных работ

Определяем расценку по каждой операции Ri, в рублях по формуле

Ri = tшт*Cmi/60 (43)

Ri =38,5*2,4/60=1,54

где Cim - тарифная часовая ставка соответствующая разряду выполняемой операции.

Определяем среднюю тарифную ставку Cm ср, в рублях по формуле:

Cm ср = Ri*60/ tшт (44)

Cm ср =31,03*60/49,5=37,61

где R - общая расценка по основным операциям

Определяем средний разряд работ Рср по формуле:

Рср = (Pi*tшт)/Tшт (45)

где Pi - разряд работ поданной операции.

Значения расчетов заносить в таблицу 11.

Определяем тарифную заработную плату Зтар, в рублях по формуле:

Зтар = Сm ср * N (46)

Зтар=38,5*92845,02=3574533,33

где N - трудоемкость годового выпуска в н/часах, по всем операциям технологического процесса.

Определяем основную заработную плату с премией и поясной надбавкой Зосн, в рублях по формуле:

Зосн =Зтар (1+Пр/100%)*(1+Пн/100%) (47)

Зосн =3386400 (1+1,20/100) (1+1,15/100)=41104,12 руб.

где Пр - процент премии от 10 до 40%

Пн - процент поясной надбавки 15%

Определяем дополнительную заработную плату Здоп, в рублях по формуле:

Здоп = Зосн*Д/100% (48)

Здоп =41104,12 *1,08/100=443,92

где Д - процент доплат к основной заработной плате от 8 до 14%

Определяем общий фонд заработной платы Зобщ, в рублях по формуле:

Зобщ = Зосн+Здоп, (49)

Зобщ =41104,12 +443,9=41548,05

Определяем среднемесячную заработную плату основных производственных рабочих Зсрм, в рублях по формуле:

(50)

Зсрм=41548,05/(50*12)=70,66

где Чосн - принятое число основных рабочих

Данные расчетов сводим в таблицу 16

Таблица 16 - Заработная плата основных рабочих, в рублях

Расчет фонда оплаты труда вспомогательных рабочих

Общий фонд заработной платы вспомогательных рабочих определяется аналогично расчету по основным рабочим.

Для расчета использовать данные таблицы 17

Таблица 17 - Тариф вспомогательных работ

Определяем заработную плату вспомогательных рабочих по тарифу вспомогательных работ, в рублях

Зтар=40,25*8*24=7728 (51)

Расчет фонда заработной платы и средний месячный заработной платы сводится в таблицу 18.

Таблица 18 - Заработная плата вспомогательных рабочих, в рублях

Расчет фонда оплаты инженерно - технических работников

Общий фонд заработной платы ИТР определяется исходя из установленных окладов и планируемой премии. Расчет сводится в таблицу 19.

Таблица 19 - Заработная плата инженерно - технических работников, в рублях

Оклад устанавливается исходя из разряда, соответствующего должности.

Премия определяется в% от оклада (10-40%).

Заработная плата за месяц включает: оклад, премию, поясную надбавку.

Годовой фонд определяется по каждой должности путем умножения месячной заработной платы на численность и число месяцев в году.

Средняя заработная плата определяется аналогично формуле 43.

Расчет себестоимости и цены.

Себестоимость изделия учитывает все статьи затрат на производство продукции.

Оптовая цена рассчитывается согласно методических указаний.

Таблица 20 - Калькуляция на изделие и на готовой выпуск продукции, в рублях.

11) Расчет оценочных показателей деятельности участка

Основные технико-экономические показатели проектируемого участка представлены в таблице 17.

Таблица 21 - Основные показатели участка

12) Расчет экономической эффективности

Расчет изменения затрат на изделие

Таблица 22 - Изменение затрат, в рублях

Изменение затрат на одно изделие, в рублях определяем по формуле:

ИзмS = S1 - S2 (52)

ИзмS =|76256,55496-82887,56|=6631

Рассчитываем себестоимость изделия до внедрения по формуле:

Сп1 = Сп2 + Изм.S (53)

Сп1=19041,33+6631=25672,34 руб.

где Сп - полная себестоимость изделия после внедрения мероприятий

Рассчитываем снижение себестоимости в% по формуле:

ДС = (Изм.S/Сп2)*100% (54)

ДС =(6959,58/19576,4)*100=8%

Определяем условную годовую экономию Эу, в рублях по формуле:

Эу = (Сп1-Сп2)*N2пр (55)

Эу =(25672,34-19041,33)*87958,44=583252846,3

где N₂пр - программа выпуска после внедрения, в штуках.

Срок окупаемости и коэффициент эффективности капитальных затрат определяется по формуле:

Е = (Сп1-Сп2)* N2пр /К (56)

Е =(25672,34-19041,33)*87958,44/787428=740,71

Определяем экономический эффект от внедрения вновь разработанного тех процесса по формуле:

Э = [(Сп1+Е*К/ N1пр) - (Сп2+Е*К/ N2пр)]*2 пр (57)

Э=(25672,34+740,71*7874288/80921,76623) - (19041,33+740,71*7874288/87958,44)*87958,44=2258072922,08

где N1пр - программа выпуска, в штуках до внедрения мероприятий.

Рост производительности труда за счет снижения трудоемкости Птр определяем по формуле:

Птр = 100*Т%(100-Т%) (58)

Птр =100*8.7*(100-8.7)=79395,09

где Т% - снижение трудоемкости за счет внедрения мероприятий

Т%=t1-t2/ t1*100% (59)

Т%=59207,75896-64356,26/59207,75896*100=8,7%

где t₁ - трудоемкость изделия до внедрения мероприятий;

t₂ - трудоемкость изделия после внедрения мероприятий.

Условное высвобождение численности основных производственных рабочих за счет...