Необходимость изменения взгляда и подходов к переоснащению жгутовых производств для спецтехники


PDF версия

Современные электронные системы развиваются по пути увеличения интеграции, производительности и функциональности. Это, в свою очередь, влечет неизбежное увеличение количества межблочных и межузловых соединений.
Рост количества соединений приводит к увеличению суммарного веса всей системы межсоединений, что является причиной неуклонного снижения сечений проводников и толщины изоляции, которое наблюдается в течение последних 50 лет (см. рис. 1).

 

Рис. 1. Эволюция провода (желтым цветом обозначено сечение жилы провода в мм2, белым цветом — толщина изоляции в мм)

Масса современного изделия составляет примерно 15% от массы изделий предыдущих поколений. В будущем эта тенденция сохранится, несмотря на увеличение сложности самого изделия.
Отечественные предприятия не стоят в стороне от прогресса: осваиваются и запускаются в производство новые изделия, увеличивается их функциональность. Однако на производствах, занятых процессом сборки и тестирования жгутов, наблюдается несколько иная картина. Номенклатура проводов и соединителей является наследием 1980-х гг., и зачастую она не способна поддержать те инновации, которые закладывают в изделия конструкторы. Процесс пайки контактов пришел из того же времени и остается неизменно самым узким местом технологического процесса. Технологии герметизации разъемов построены на базе еще советских лабораторий: применяются компаунды, состоящие из 5–20 различных компонентов, «собираемых» на весах вручную, и, в лучшем случае, производится самое простое тестирование жгута — на наличие контакта и ошибки соединения.
В целом используется исключительно ручной труд монтажников, и говорить об автоматизации производства или хотя бы о частичной автоматизации не приходится.
В еще большей мере усложняет ситуацию общее отношение руководства предприятий к этим цехам (участкам). Понимая сложность ситуации на производстве в целом, директора производств инвестируют основные средства в металлообработку или сборочное производство, оставляя перевооружение кабельного производства на потом. Основной аргумент звучит так: «Чего там выдумывать?! Резали кусачками и дальше будем…».
Надежность изделия в целом определяется надежностью всех его составляющих частей. Повышая надежность одной части, будь то печатная плата, электронный компонент или узел, и не повышая надежности системы межсоединений, не представляется возможным говорить о повышении надежности всего комплекса в целом.
Справедливости ради следует отметить производство, связанное с автомобильной промышленностью — на нем не обращать внимания на качество, себестоимость и повторяемость жгутовых изделий просто невозможно. Пришедшие на российский рынок зарубежные автопроизводители задали стандарты качества и требования по надежности для всех локализованных компонентов, включая жгуты проводов. Российские компании вынуждены были перейти на мировой уровень производства, обеспечив автоматизацию критически важных операций (мерная резка провода, опрессовка контактов, сварка проводников и т.д.) и, как следствие, максимально снизить влияние человеческого фактора (см. рис. 2).

 

Рис. 2. Конвейер сборки автомобильных жгутов

Высокие требования, предъявляемые заказчиками жгутов, заставили изменить подходы к жгутовому производству в целом. Это коснулось как технологии работы с точки зрения максимального использования автоматов, обеспечивающих контроль качества выполнения операций на всех стадиях производства, так и используемых материалов, гарантирующих соответствие всем жестким требованиям по устойчивости к температурным воздействиям, агрессивным средам, вибрационным нагрузкам и т.д. Сейчас уже можно с уверенностью говорить о том, что отечественные производства ничуть не уступают западным конкурентам и по технологической подготовленности, и по технической оснащенности. Мы уже сейчас демонстрируем возможность работы на современном в мировой практике уровне при гарантированном качестве и повторяемости изделий. Этот положительный опыт вполне реально перенести и в другие секторы рынка, которые пока не ощущают острой конкуренции.
На возражение о том, что невозможно напрямую переносить все технологии на производство жгутов для спецтехники или авиакосмического сектора, поскольку существуют стандарты, ТУ и конструкторская документация, которые регламентируют работу, я отвечу — и да, и нет!
Да — мы не можем напрямую перенести эти наработки, т.к. наши стандарты попросту устарели и даже не предусматривают новейших методов производства изделий. Это обстоятельство является одним из главных тормозящих факторов переноса современных технологий в этот сектор.
Нет — во многих случаях мы все-таки можем использовать эти технологии при наличии «доброй воли и желания» предприятия освоить современные методы производства. Известны примеры, когда, проведя внутренние испытания на соответствие требованиям КД и получив «добро» от приемки, предприятия внедряли новейшие технологии в производство, пусть пока и не в глобальном масштабе, а только лишь в некоторых операциях.
Справедливости ради следует сказать, что проблема даже несколько глубже — сложности начинаются с технологических материалов, которые мы сейчас используем на производстве. Взять, например, тот же провод — «устаревшая» изоляция, нестабильность физических параметров жилы провода и толщины изоляции, наконец, качество его намотки в бухту или на катушку. Все эти параметры влияют на качество изделия, трудоемкость и возможности автоматизации процессов. Экономия на материалах заметно сказывается на качестве конечного изделия.
Пример автопрома в этом случае показывает, что отечественные производители того же провода могут выпускать продукцию надлежащего качества с заданными характеристиками при четком понимании требований и задач клиента. Они могут изменить рецептуру состава изоляции провода, проконтролировать точность позиционирования его жилы в изоляции и качественно, без деформаций, уложить его в бухту или в катушку. Конечно, такие меры влекут некоторое увеличение стоимости материалов, но это в полном объеме компенсируется за счет значительного сокращения брака на производстве. Подобная практика распространяется и на поставщиков других комплектующих, что положительно влияет на качество конечного продукта.
Один из важных моментов технологического совершенствования — оперативное внесение изменений в конструкторскую и технологическую документацию и внедрение новых технологий обработки провода, установки контактов, сборки соединителей. Современные технологии обработки провода и установки контактов никак не регулируются нашими регламентирующими документами, и на данном этапе остро стоит вопрос оперативной сертификации этих технологий.
Приведем пример, наглядно демонстрирующий необходимость проведения этих изменений.
На мировом рынке идет борьба за снижение веса конечного изделия при наращивании его функциональности. Это ведет к возрастанию количества узлов в изделии и, как следствие, увеличению количества межсоединений. При этом вес современного жгута проводов в изделии составляет 15% от изделий начала 1980-х гг.
Это достигается комплексом мер: с одной стороны, переходом на меньшие сечения проводов 0,127 мм2 при толщине изоляции 0,04 мм, с другой — отказом от применения пайки при сборке соединителей, что позволяет облегчить конструкцию до 30% от аналогичного паяного соединения (см. рис. 3).

 

Рис. 3. Переход на меньшие сечения проводов

Помимо веса существует еще проблема неконтролируемости процесса пайки как такового, а также негарантированности качественного конечного результата. Процесс выполняется исключительно вручную и, как следствие, при этом отсутствует повторяемость результата. В таком случае качество может обеспечить только опыт монтажника.
При пайке также возникают проблемы попадания флюса под изоляцию провода (из-за капиллярного эффекта) и ухудшения стойкости провода в месте пайки к вибрационным нагрузкам. В первом случае со временем может возникнуть коррозия жилы провода, во втором — легкий обрыв жилы в месте перехода жила-припой-контакт.
Наиболее простым замещением является переход от пайки к опрессовке контакта. В отличие от пайки, процесс опрессовки является повторяемым и контролируемым. Современные прессы оснащены датчиками качества проведения операции. Пресс сравнивает параметры проведенной опрессовки с эталонным значением и дает заключение о качестве выполненной операции (см. рис. 4). При этом оборудование позволяет регулировать ширину диапазона, в котором проведенная операция может оцениваться как качественная (см. рис. 5–6).

 

Рис. 4. Датчик качества проведения опрессовки
Рис. 5. Контакты «в россыпи»

Рис. 6. Микрошлиф опрессованного контакта

Кроме того, процесс является химически чистым, т.к. проходит без использования каких-либо дополнительных материалов и не ухудшает свойства самого провода. Безусловным плюсом также является меньшее переходное сопротивление между жилой провода и контактом соединителя и увеличение вибрационной стойкости соединения, т.к. жила провода в месте соединения остается мягкой.
Этот способ монтажа соединителей получает все более широкое распространение на Западе, вытесняя традиционную технологию пайки. В настоящее время это способ используется более чем в 65% случаях обработки провода, поскольку он значительно упрощает работу монтажника и сокращает время сборки соединителя при неизменном и гарантированном качестве процесса, снижая влияние человеческого фактора на конечный результат. Кроме того, под эту технологию ведущие производители соединителей разработали и внедрили в производство широчайший диапазон изделий практически для всех типов соединителей, которые соответствуют требованиям серии стандартов MIL-DTL-83723, MIL-DTL-5015H и стандарта NASA-STD 8739.4 (см. рис. 7–8). Данные изделия разрешены к использованию практически во всех областях применения — от силовых систем питания до высокочастотных антенных модулей.

 

 

 

Рис. 7. Пример соединителей MIL-DTL-38999 Series III
Рис. 8. Интеграция жгута в изделие (фото NASA)

В настоящее время отечественные производители, работающие по зарубежным контрактам, используют по требованию заказчика этот тип соединителей импортного производства.
Говоря о переоснащении жгутового производства, необходимо ответить на три ключевых вопроса:
какой технологический уровень производства нам необходим;
на какой объем производства можно рассчитывать;
какие организационные мероприятия необходимо для этого провести.
Эти вопросы взаимосвязаны. В итоге, каждый из них определяет возможности того или иного производства по изготовлению изделий с заданным уровнем надежности и повторяемости. К сожалению, на текущем этапе говорить о технологическом обеспечении этих параметров не приходится.
Подводя итог сказанному, модернизация производства — это комплексная задача, состоящая не только и не столько из производственного и тестового оборудования, сколько из комплекса мер конструкторского, технологического, логистического свойства и преодоления инерционности мышления. И эти мероприятия необходимо проводить одновременно с модернизацией парка оборудования, чтобы в конечном итоге достичь заданного уровня производства.
Преодолеть эти проблемы тяжело даже самым крупным предприятиям, тем более что практически всегда необходимо произвести технологическую экспертизу текущего состояния производства, сформировать политику технического переоснащения и даже подготовить образцы готовых изделий, что зачастую не представляется возможным ввиду отсутствия информации и технической возможности реализовать задуманное.
Предприятие Остек имеет опыт и возможности участия в подобных проектах и, используя технологическую и техническую поддержку зарубежных партнеров, способно предложить оптимальное решение, исходя из текущих и перспективных задач производства на актуальном технологическом уровне.

 

Оставьте отзыв

Ваш емейл адрес не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *