|
| |
|
Слаботочка Книги Рассмотрим специфику антенного производства на примере модульных ФАР. Именно модульные конструкции получают наи большее распространение в СВЧ и миллиметровом диапазонах поскольку они обеспечивают высокую степень заводской готовнос ти и технологичности сборки на местах дислокации антенл СВЧ Основными составными частями модульных ФАР являются: несу щие механоконструкции (полотно ФАР), модули ФАР, вставляемые в полотно, РЭ аппаратура энергообеспечения и управления модулями (шкафная РЭА), радиопрозрачные укрытия и экраны. (Модуль ФАР является основным функциональным устройством, излучающим или принимающим электромагнитное поле, и содержит, как правило, излучающую или приемную апертуру (совокупность излучателей), генераторы СВЧ или аналоговую РЭА обработки сигнала для приемных антенн, устройства СВЧ трактов, цифровую аппаратуру управления фазой, вторичные источники питания и некоторые другие элементы. Модуль ФАР производится на заводе-изготовителе в некотором конструктивном исполнении, относится к серийной продукции и является сборочной единицей на объектах дислокации ФАР. Процессы проектирования и производства ФАР имеют следующие основные особенности. При системном и функциональном проектировании ФАР в целом, а также большинства ее основных составляющих частей (модуль ФАР, излучателей, устройств СВЧ трактов и др.) неизбежно решается часть конструкторских задач и в первую очередь определение топологии проектируемых объектов, поскольку их системные и функциональные характеристики (выходные радиотехнические показатели) главным образом зависят от геометрических размеров и размещения модулей. При значительном изменении диапазона частот происходит и радикальное изменение их конструктивного исполнения. Поэтому в САПР ФАР как первой основной компонент ГПС ПМК системного и функционального проектирования должны быть интегрированы по крайней мере по информации с ПМК технического проектирования и АСТПП. Следовательно, собственно САПР ФАР должна быть интегрированной системой и требовать разработки внутреннего информационного интерфейса. Практика показывает, что на стыках проектных работ различных уровней проектирования потери времени не меньше, чем на стыке проектирования и изготовления. В процессе проектирования обязательным кидом работ является макетная отработка .модуля ФАР (в целом или по частям) в условиях НИИ и КБ, а также экспериментальная отработка в заводских условиях на антенных измерительных стендах. Экспериментально полученные характеристики модуля являются входными данными математической модели ФАР в целом, на базе которой и решаются основные задачи системного проектирования. Результатом этого будет не только определение структуры, варианта и параметров модульной ФАР па макроуровне, но и, возможно, новые требования к выходным характеристикам и пара- метрам модуля. В этом случае осуществляется его доработка и снова экспериментальная проверка на стендах, т. е. процесс повторяется. Следовательно, интегрированная САПР ФАР должна включать антенные измерительные стенды в виде автоматизированных измерительных комплексов (АИК) и средства передачи данных (по каналу, на МЛ, МД) с АИК в локальную вычислительную сеть САПР. Процесс производства содержит две основные компоненты: производство составных частей, модулей и элементов ФАР на заводах-изготовителях; сборку антенных конструкций на объектах дислокации модульных ФАР. Организация автоматизированного производства составных частей, модулей и элементов ФАР нередко требует проектирования специальных ГАП (участков или цехов), являющихся составной частью заводских ГПС. Поэтому типовая АСТПП должна быть дополнена задачами проектирования ГАП, которые относятся к задач1ам технологической подготовки производства, т. е. АСТПП должна содержать САПР ГАП как одну из своих компонент. Сборочные операции на объектах дислокации должны выполнять также автоматы, а именно манипуляционные роботы (MP), работающие ,в том числе и ло гибкой программе, и входящих в специальную объектовую ГПС. Следовательно, другой важной компонентой АСТПП должна являться автоматизированная система моделирования процессов сборки антенных конструкций с помощью манипуляционных роботов. Входными данными системы, поступающими из САПР, являются: расположение антенных конструкций (например, модулей ФАР) в пространстве, их массога-баритные, динамические характеристики и др. Основным выходным продуктом системы являются управляющие программы для MP объектовой ГПС. Во многих случаях для выполнения сборочных операций требуется создание специальных MP и особенно устройств и систем управления ими. Очевидно, что проектирование устройств и систем управления MP связано с разработкой процессов сборки антенных конструкций. Поэтому система моделирования должна быть дополнена соответствующими средствами, т. е. САПР манипуляционных роботов (САПР MP). Кроме того, в процессе производства модулей ФАР на заводах-изготовителях и сборки модульных ФАР на объектах дислокации применяются АИК как специальное технологическое оборудование для контроля и настройки. Их проектироваиие также является важной компонентой технологической подготовки производства. Следовательно, необходимо создание САПР АИК как компонента АСТПП. Входными данными в САПР АИК, поступающими из САПР ФАР, являются характеристики излучения модулей ФАР или ФАР в целом, которые подлежат измерению в заводских или объектовых условиях в зависимости от нааиачения проектируемого АИК. Выходными данными САПР АИК являются структура, вариант, параметры АИК, определяемые по критериям точности из- мереяий при системном я функциональном проектировании. Антенностроение, являясь по существу подотраслью промыш-леиности, не имеет, однако, единого административного и экономического управления. Заводы-изготовители, участвующие в создании ФАР, ие относятся к специальным заводам по выпуску антенной техяики и в значительном объеме заняты выпуском другой продукции, как правило, достаточно большой номенклатуры. Освоение антенной продукции и связанное с ним внедрение новых технологий, робототехники, специальных ГАП зачастую оказывается экономически невыгодно заводу-изготовителю в условиях действующего хозяйственного механизма. Поэтому необходима заблаговременная, начиная с этапа эскизного проектирования, экот номическая подготовка производства на базе макромодели промышленного предприятия, рассмотренной в следующей главе. Соответствующий программно-методический комплекс мож.но использовать как средство расширения возможностей типовых АСУП. Входными данными этого ПМК, поступающими из САПР ФАР и АСТПП, являются: директивные сроки, номенклатура размещаемой на данном заводе антенной продукции и ее количество, номенклатура технологических операций и циклов и их параметры (длительность, трудоемкость, расход ресурсов, коэффициенты параллельности и др.), номенклатура и величина дополнительных основных фондов и трудовых ресурсов при расширении производства. Выходным результатом данного ПМК является проект плана выпуска продукции, совершенствования и развития производства на пятилетку и его технико-экономическое обоснование. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ К ГЛ. 16 1. Гаричев С. И., Максимеико М. И. о планировании, организации и оценке результатов автоматизации проектирования в крупных нии и КБ Вестнйк машиностроения. - 1988. № 12. - С. 58-62. 2. Никольский В. В., Орлов В. П. и др. Автоматизированное проектирование устройств СВЧ. - М.: Радио и связь, 1982. - 262 с. 3. Гаричев С. Н., Кочетков В. И. Применение программно-целевого метода формирования и реализации межведомственной программы по созданию и использованию средств автоматизации проектнроваиня Тезисы докл. IV Всесоюз. коиф. по проблемам управлении развитием систем. - Рига, 1986. - Ч. И. -С. 137-139. ГЛАВА 17. ЭКОНОМИКА АНТЕННОСТРОЕНИЯ г. г. бубнов! , с. н. гаричев, э. а. третьяков 17.1. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ АНТЕННОСТРОЕНИЯ Экономика антенностроения, являясь по существу экономикой подотраслей промышленности, как предмет отличается от любой другой отраслевой экономики только областью применения и ох-352 ватывает общепринятый круг вопросов. Здесь сосредоточим внимание только на тех, которые предоставляются наиболее важными и в определенной мере отличают современное антенностроение. Рост сложности, масштабов и задач, решаемых современными антенными системами, приводит к значительному увеличению стоимости их создания и эксплуатации. Это относится в первую очередь к большим радиотелескопам, радиоинтерферометрам, солнечным космическим электростанциям (СКЭС), РЛС и т. п. Например, стоимостная доля ФАР доходит до 50 ...60% затрат на создание РЭС, а иногда, например для СКЭС, она может быть и того больше. Как известно, одним из главных факторов, сдерживающих применение ФАР, является их относительно, а иногда и абсолютно высокая стоимость. Зачастую высокая стоимость антенн является не только главным фактором при выборе варианта ее построения, но и определяет целесообразность, а иногда и возможность реализации проекта РЭС в целом. Поэтому одной из важнейших проблем экономики антенностроения является проблема оценки совокупных народнохозяйственных затрат на создание и эксплуатацию антенных систем, начиная с ранних стадий проектцрова-вания, и поиск путей оиижения их 1СТОимости, Как известно, в качестве совокупных затрат принимают дифференциальные или в частном случае приведенные затраты: 3 = С+евКвл [I]. Затраты на создание антеины: вл = К {\ +а.п + ам + а ), где Ки - затраты на изготовление; ап, м, Он - отношение затрат на проектирование, монтаж, настройку и испытания к затратам на изготовление соответственно. По опубликованным данным отношения ап, ам, н достаточно устойчивы в Определенном классе антенн при изменении /Си в довольно широком диапазоне. в частности, для некоторых классов антенн ап = 0,1 ... 0,2; ам = 0,8... ... 1,5; 0 = 0,1 ...0,4. Для оценок затрат на создание на ранних стадиях проек-тлрования (техническое предложение, эскизный проект) этих соотношений, как правило, бывает достаточно. Прн рабочем проектировании такие оценки могут и должны уточняться. Из опыта экономических оценок в машиностроении известно, что на стоимость изготовления в основном влияют массогабаритные характеристики, требования к техническим характеристикам, особенно по точности геометрических форм, технические (схемно-конструктивные) решения и технико-экономический уровень конкретного производства. Поэтому очень важно уже на ранних стадиях проектирования новой антенной системы располагать методологией и методами оценки стоимости изготовления в зависимости от перечисленных факторов, чтобы достоверно оценить экономические последствия реализации того или иного проекта, найти оптимальный по экономическому критерию вариант. Не менее важно и на последующих стадиях проектирования располагать комплексной системой экономических оценок по мере материализации проекта, которая могла бы стать основой экономического управления разработкой. Это в равной мере относится и к оценке эксплуатационных затрат. Стоимость эксплуатации за срок службы может стать близкой к стоимости создания или даже превышать ее. Большие ФАР, такие как зеркальная система Сибирского солнечного телескопа, являются не только сложными и дорогостоящими объектами, но и уникальными в целом. Наряду с большим количеством многократно повторяющихся элементов широкой номенклатуры они содержат и единично применяемые узлы и конструкции, требуют специальной технологической подготовки производства и часто освоения новых технологий. При этом, как правило, соотношение затрат прошлого и живого труда в изготовлении антенных систем существенно отличается в менее благоприятную сторону от изготовления традиционной РЭА. В результате один нормо-час в производстве антенн создает меньшую стоимость готового продукта, чем один нормо-час в производстве РЭА (например, серийных ЭВМ). Заводам-изготовителям в условиях действующего хозяйственного механизма иногда становится экономически невыгодна антенная продукция, поскольку результаты их хозяйственной деятельности и фонды экономического стимулирования сильно зависят от объема реализации в стоимостном выражении. Поэтому важнейшей проблемой экономики антенностроения является проблема определения таких условий, при которых производство не сдерживало бы освоение новейшей СВЧ аппаратуры, конструкций и выделенных для этих целей капитальных вложений. По-видимому, приемлемые для завода условия должны формироваться и в ходе разработки, и при подготовке производства, и в хозяйственном механизме, и в текущих планово-экономических показателях. При этом первостепенными являются следующие задачи: повышение степени стандартизации и унификации в проектах антеиных систем и такая организация процессов их создания, при которой на каждом уровне изготовления доля прошлого труда не только лревышала бы долю живого труда, но и возрастала бы по мере развития антенного производства; роботизация и гибкая автоматизация при изготовлении компонент, узлов, агрегатов, повышенная заводская готовность блоков при монтажных работах, при которых существенно сокращаются затраты живого труда на собственно технологическую подготовку, переналадку металлорежущего оборудования и т. д.; совершенствование кооперационных связей и хозяйственного механизма, а также оценки результатов деятельности промышленных лредприятий таким образом, чтобы антенная продукция, имеющая высокую потребительскую стоимость, была и экономически выгодна предприятию. 354 Решение названных проблем и задач, свойственных сложному машиностроению, сегодня пока далеко от своего завершения. Дополнительные трудности связаны еще и с тем, что антенностроение, не имеющее самостоятельного целевого управления, должно укладываться в усредненные рамки машино- и радиостроения. Однако определенные и немалые достижения в экономике отечественного антенностроения имеются. 17.2. МЕТОДОЛОГИЯ ОЦЕНКИ ЗАТРАТ НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ Кратко рассмотрим так называемый функционально-экономет-рический метод оценки затрат на изготовление сложных антенных систем и результаты его применения на практике в последние 10... 15 лет. Дело в том, что долгое время основным методом расчета стоимости изготовления был нормативно-калькуляционный метод, основанный на составлении калькуляций по элементам, материалам и видам работ. Он предусматривает составление подробного и конкретного описания технологического процесса изготовления антенны и ее элементов. По существу такой метод может быть реализован тогда, когда проект практически готов и осуществляется его технолопическая проработка, т. е. на самых поздних стадиях проектирования. Более того, этот метод чрезвычайно громоздок и трудоемок, практически недоступен разработчику и не позволяет выявить основные интересующие разработчика взаимосвязи. Вместе с тем создавшийся банк данных по нормативно-калькуляционным методам позволил перейти к методам математического моделирования в экономике антенностроения. Первые экономико-математические модели антенн (ЭММ) были эконометрического типа. Вначале они описывали стоимость антенн как функцию трудоемкости изготовления, где коэффициенты при аргументах определялись на основе обработки фактических статистических данных. Эти модели давали приемлемую точность прогноза при использовании на этапе конструкторской проработки. Однако они не позволяли установить влияние на окончательную стоимость антенн основных радиотехнических параметров и ввиду этого не могли быть корректно применены на ранних стадиях проектирования. Как известно, на основе прямой статистической обработки фактических данных можно одношагово построить модели, связывающие стоимость конструкций и механизмов антенн с такими радиотехническими параметрами, как длина волны и ширина диаграммы направленности. Подобные модели наиболее применимы при проектировании и технико-экономической оптимизации зеркальных антенн. Для оценки совокупной стоимости изготовления здесь не требуются знания детальной трудоемкости, достаточно знать их основные выходные радиотехнические параметры, которые всегда первичны и задаются в ТЗ на разработку. Именно это, являясь большим преимуществом такого типа моделей, позволяет применять их на ранних стадиях проектирования и выяв- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 [59] 60 61 62 |