Опытно-конструкторские работы

Опытно-конструкторские работы (ОКР) - важнейший этап материализации результатов ранее проведенных научно-исследовательских работ. Основная задача ОКР - создание комплекта конструкторской и программной документации для серийного производства изделия. 

Объем работ, проводимых во время ОКР не ограничивается только разработкой схемы или чертежа, а включает большой объем различных работ и процессов.Пример,показывающий возможный порядок этапов выполнения ОКР при проектировании электронного прибора: 
• Изучение аналогов; 
• Изучение элементной базы для создания требуемого изделия; 
• Выбор элементной базы; 
• Разработка структурной электрической схемы изделия;
 • Разработка функциональной электрической схемы изделия;
 • Выбор корпуса для изделия;
 • Согласование с заказчиком фактических технических характеристик и внешнего вида изделия;
 • Разработка электрической принципиальной схемы изделия;
 • Разработка печатной платы опытного образца изделия;
 • Размещение заказа на изготовление печатной платы опытного образца изделия;
 • Размещение заказа на поставку элементной базы для изготовления опытного образца изделия;
 • Размещение заказа на поставку корпуса опытного образца изделия и метизов;
 • Размещение заказа на монтаж печатной платы опытного образца изделия;
 • Написание встроенного программного обеспечения опытного образца изделия;
 • Написания тестовой программы ПК для отладки опытного образца изделия;
 • Испытание работоспособности опытного образца изделия;
 • Отладка встроенного программного обеспечения и тестовой программы ПК;
• Коррекция программного обеспечения, принципиальной схемы изделия, с целью получения заданных требований и параметров и устранения ошибок; 
• Окончательная сборка опытного образца изделия; 
• Тестирование всех параметров и надёжности работы опытного образца изделия; 
• Проведение испытаний изделия в присутствии заказчика.; 
• Коррекция программного обеспечения, принципиальной схемы изделия с учетом замечаний заказчика; 
• Повторное проведение испытаний изделия в присутствии заказчика, при необходимости возврат к выполнению предыдущего пункта; • Корректировка печатной платы опытного образца изделия с учетом всех исправлений и замечаний заказчика; 
• Выпуск комплекта конструкторской документации на производство серийного изделия; 
• Выпуск комплекта программной документации для серийного изделия; 
• Передача технической документации, программного обеспечения и прототипа изделия заказчику; 
• Подписание акта о выполненых работах. 

Наша компания осуществляет весь комплекс ОКР, решая задачи поэтапно, в короткие сроки и с максимальным качеством . Сроки и стоимость конкретного ОКР определяются по итогам предпроектного исследования в процессе переговоров с заказчиком и поиском компромиссного, взаимовыгодного решения. 

Проектирование электронных схем

Целью проектирования является разработка такой схемы, которая обеспечивает выполнение заданных требований и наилучшие показатели качества.

Качество оценивается комплексным показателем, который учитывает:

  • функциональные параметры;
  • конструктивные параметры;
  • экономические параметры;
  • параметры безопасности;
  • параметры технологичности производства.

Указанные частные показатели качества взаимосвязаны, часто противоречивы, а поэтому, при проектировании необходимо найти такие решения, которые обеспечивают оптимальность показателя качества с учетом важнейших для данного изделия частных показателей. Специалисты "ПНППК-Квантек", имея обширный опыт в проектировании электронных схем, успешно решают данную комплексную задачу.

С целью повышения эффективности проектирования очень важно провести моделирование работы схемы. Конечно же, компьютерные модели несовершенны, они описывают реальный объект с определенной степенью упрощения. Но, тем не менее, моделирование повышает качество и уменьшает время разработки, поскольку ещё до изготовления опытного образца позволяет оценить работу разрабатываемого изделия и выявить возможные ошибки..

В процессе проектирования разрабатываются схемы электрические:

  • функциональная;
  • структурная;
  • принципиальная.

Разработка программного обеспечения

Компания «ПНППК-Квантек» выполняет разработку и поддержку программного обеспечения. 
Наши специалисты имеют большой опыт в создании как встроенного, так и прикладного программного обеспечения. Разрабатываемое программное обеспечение может выступать в качестве самостоятельного продукта, либо как неотъемлемая часть какого-либо комплексного решения, которое может также включать и разработку аппаратных средств. 
Большая часть современных электронных приборов имеют в своем оснащении какое-либо, а зачастую, и несколько цифровых устройств, требующих программирования, а значит и написания встроенного программного кода. К таким устройствам можно отнести разнообразные микроконтроллеры, микропроцессоры, сигнальные процессоры (DSP), программируемую логику (ПЛИС). Этот этап деятельности тесно связан с разработкой аппаратной части проектируемой системы. Команда разработчиков нашей компании, работающая совместно не один год, эффективно справляется с решением этой задачи. 
Примерный порядок этапов разработки программного обеспечения: создание технического задания на основании анализа требований заказчика; согласование технического задания с заказчиком, внесение дополнений, изменений; разработка структуры и алгоритма программного продукта, логической структуры базы данных, протоколов обмена; определение наиболее подходящих средств разработки: сред(ы) программирования, вспомогательных программных средств (драйверов, библиотек, компонентов, программных модулей, выбор типа базы данных и т.п.); разработка: написание программного кода, реализация дизайна пользовательского интерфейса, оптимизация, создание и настройка базы данных; отладка: проверка функционирования программы, отладка работы программы совместно с аппаратными средствами, прочими функциональными объектами системы; тестирование: проверка стабильности функционирования программы во всех возможных режимах работы; создание комплекта программной и эксплуатационной документации; испытания у заказчика: показ работы программного обеспечения заказчику, обучение персонала, получение и анализ замечаний; корректировка по замечаниям заказчика: корректировка пользовательского интерфейса, функций, документации по замечаниям заказчика; внедрение программного продукта; сопровождение: при необходимости добавление/изменение функционала программы, корректировка документации по требованиям заказчика, консультация, восстановление работы при сбоях, оперативная помощь пользователям при возникновении проблем.



Проектирование программных средств, сопровождается выпуском комплекта программной документации, который может включать следующие типы документов:
•  техническое задание; пояснительная записка;
• описание программы; текст программы;
• программа и методика испытаний;
• руководство оператора; пособие программиста;
• пособие системного программиста;
• прочие документы.
 Вся выпускаемая программная документация соответствует нормам ЕСПД.

Разработка топологии печатных плат

Проектирование топологии печатной платы (ПП) представляет собой переход от схемной информации (схемы электрической принципиальной) к геометрической информации (размещению в поле чертежа печатной платы элементов схемы и созданию рисунка проводников, соединяющих эти элементы). Одновременно это переход от модельного описания проектируемого изделия к описанию реальной физической его реализации. Только на этом этапе станут известными реальные характеристики проводников, их длина, ширина, площадь и следовательно их емкость, сопротивление и индуктивность, что в конечном счете определит ряд важнейших характеристик изделия, например, его быстродействие.  
Разработка топологии ПП состоит из двух основных этапов: размещение элементов; разводка соединений. Размещение элементов - это задача определения их местоположения на плате. Размещение должно быть таким, при котором создаются наилучшие условия для решения последующей задачи трассировки соединений с учетом конструктивно-технологических требований и ограничений. Следует отметить, что задачи размещения элементов и трассировки соединений тесно связаны и в неавтоматизированных методах конструирования решаются одновременно. Раздельное решение этих задач в системах автоматизированного проектирования (САПР) объясняется только сложностью их совместного автоматического решения. 
Трассировка монтажных соединений - это задача геометрического построения на плате всех цепей, координаты начала и конца которых определены при размещении элементов. При этом необходимо учитывать различные конструктивно-технологические ограничения (допускаются пересечения или нет, возможен ли переход со слоя на слой, сколько слоев отводится для трассировки, допустимые ширина проводников и расстояния между ними и т. д.). Основными критериями качества трассировки монтажных соединений являются следующие: суммарная длина соединений; длина самой длиной связи; число слоев; число переходных отверстий или межслойных переходов; число пересечений проводников и т.д. Ручное (неавтоматизированное) проектирование при достаточно больших затратах времени позволяет получить топологию с более высокой плотностью. Финальной стадией разработки ПП является экспортирование конструкторского формата топологии в технологический формат (например, Gerber), который используется на производстве для непосредственного изготовления ПП. 

Компания "ПНППК-Квантек" выполняет полный цикл работ по проектированию печатных плат. Для проектирования мы используем самые современные САПР.

Разработка технической документации

Качество выпускаемой продукции напрямую зависит от культуры производства, а в нашем случае - от культуры проектирования. Выпуск технической документации - это неотъемлемая часть процесса проектирования, его результат. Подходы к решению этой задачи определяют культуру проектирования. Любой технический объект на всех этапах жизненного цикла: от идеи до утилизации всесторонне сопровождается разнообразными документами, поэтому важность документации сложно переоценить. В принципе, невозможно создать, а потом эффективно использовать какой-либо более-менее сложный технический объект без документации. Следовательно, от качества документации зависит успех продукта в целом. Именно поэтому, в нашей компании уделяется столь пристальное внимание процессу разработки технической документации. Создание того или иного технического документа диктуется целесообразностью и требованиями, предъявляемыми заказчиком. При проектировании аппаратных средств, мы создаем комплект конструкторской документации, который может включать следующие типы документов: 

• техническое задание;
• пояснительная записка;
• схема электрическая принципиальная;
• топология печатной платы;
• перечень элементов; сборочный чертеж;
• спецификация; инструкция по настройке;
• инструкция по проверке;
• паспорт;
• руководство по эксплуатации;
• технические условия;
• прочие документы. 
Вся выпускаемая конструкторская документация соответствует нормам ЕСКД. 

Проектирование программных средств, сопровождается выпуском комплекта программной документации, который может включать следующие типы документов:
•  техническое задание; пояснительная записка;
• описание программы; текст программы;
• программа и методика испытаний;
• руководство оператора; пособие программиста;
• пособие системного программиста;
• прочие документы.
 Вся выпускаемая программная документация соответствует нормам ЕСПД.

Опытное и серийное производство

Опытный образец изделия является результатом проведения ОКР, и позволяет отработать все решения, принятые разработчиком на этапе проектирования изделия, понять удовлетворяет ли этот образец всем заявленным требованиям на конечный продукт, выявить и исправить возможные просчеты. Стоимость изготовления опытного образца может существенно превышать стоимость серийного изделия в виду ряда объективных факторов:

•  стоимость покупки единичных комплектующих электронных компонентов дороже, чем стоимость покупки партии при серийном производстве;
• стоимость изготовления первого экземпляра печатной платы дороже ввиду необходимости проведения этапа подготовки к производству;
• стоимость автоматического монтажа изделия также требует подготовки производства, настройки оборудования, а использование ручного монтажа само по себе дороже автоматического;
• стоимость механических операций при производстве разового изделия выше, т.к. также надо осуществлять подготовку и освоение;
• прочие факторы. 

Тем не менее, необходимость изготовления опытного образца очевидна, поскольку запуск в серийное производство непроверенного изделия может привести к финансовым и временным потерям. В случае просчетов на этапе опытного проектирования, изделие может не отвечать заявленным требованиям, либо не выполнять ряд функций. Если возникшие проблемы исправимы, то это влечет массовую доработку готового изделия и, соответственно, дополнительные издержки на проведение такой доработки. В противном случае, если проблема неустранима, то это приводит к прямым потерям средств на изготовленные изделия, срывов поставок и прочим неприятностям.

Специфика серийного производства состоит в массовости, которая позволяет существенно оптимизировать издержки и, за счет этого значительно сократить себестоимость изделия.

Оптимизация начинается еще на этапе проектирования изделия с выбора правильных электронных компонентов, которые должны:
• обеспечивать требуемые электрические и функциональные характеристики;
• обеспечивать надежность работы изделия в заданных условиях окружающей среды;
• по возможности, быть достаточно распространенными, для обеспечения их своевременной покупки;
• по возможности, быть дешевыми, т.к. результирующая себестоимость изделия напрямую зависит от цены на входящие в него электронные компоненты, которая может перечеркнуть возможность получения хорошей прибыли с продажи изделия за счет катастрофического роста себестоимости;
• по возможности, быть уже применяемыми в производимых изделиях. Это позволяет унифицировать компоненты, упростить и удешевить их покупку и учет. Наша компания решает этот вопрос за счет ведения базы данных широко применяемых компонентов. Следующим этапом, на котором можно достичь ощутимой оптимизации, является закупка компонентов.
• За счет наработанных связей с надежными поставщиками отдел закупок нашей компании имеет возможность получать значительные скидки на поставляемые компоненты, при этом получая качественные комплектующие в максимально короткий срок. 

Монтаж электронных изделий является наиболее ответственным этапом производства. От качества проведения монтажа напрямую зависит качество выпускаемого изделия, его надежность. Этот этап мы доверяем нашим проверенным партнерам, работающим с нами на одной бизнес - площадке, компании ПНППК-Электрон-Контракт. Долговременное сотрудничество позволяет оптимизировать сроки и цены монтажа изделий. Применение самого современного оборудования для поверхностного монтажа позволяет достичь максимального качества выпускаемого оборудования, наличие сертификатов позволяет выпускать изделия с военной приемкой. 

Для проведения регулировки и выходного контроля при крупносерийном производстве электронных изделий нашей компанией, мы проектируем и организуем специализированные регулировочные стенды. Это позволяет значительно сократить время и повысить качество проверки и регулировки выпускаемой продукции. 

Примерный цикл производства состоит из следующих этапов:

• получение заказа на производство;
• анализ достаточности исходных данных (технической документации), при необходимости, уточнение и согласование деталей с заказчиком;
• анализ возможности выполнения заказа на производство заданного количества изделий в заданные сроки: размещение предварительных заказов на комплектующие элементы у поставщиков, на производство печатных плат, на монтаж печатных плат. выдвижение коммерческого предложения заказчику с конкретными сроками выполнения и конечными ценами;
• размещение заказов на поставку комплектующих изделий, на производство печатных плат, на монтаж печатных плат; консолидация комплектующих элементов на складе;
• монтаж печатных плат; сборка изделий;
• регулировка собранных изделий; технический контроль;
• упаковка;
• оформление паспортов и прочих эксплуатационных и сопроводительных документов;
• поставка собранных изделий заказчику. 

Компания «ПНППК-Квантек» выполняет заказы на изготовление опытных образцов изделий и серийное производство по технической документации, предоставленной заказчиком, либо по документации, разработанной нами в результате проведения ОКР.