Сущность процесса конструирования, страница 2

Вследствие необходимости согласования свойств электронных узлов и устройств сопряжения постоянно растут требования к неэлектронным специальным механическим узлам. Эти требования касаются увеличения производительности, расширения диапазона изменения мощности, еще большей миниатюризации, повышения точности, надежности, срока службы, межремонтных интервалов и обеспечения охраны окружающей среды (особенно в отношении уровня шума). Анализы показывают, что доля механических элементов в изделиях приборостроения в настоящее время в 1,5 раза превышает долю электронных; предполагается, что в последующие два десятилетия это соотношение останется примерно таким же. Поэтому в области конструирования приборов основными направлениями дальнейшего прогресса являются поиск новых механических конструкций и использование достижений микроэлектроники для разработки более совершенных конструкций. Постоянно существует потребность в разработке новых принципов работы, отвечающих возможностям все более широко унифицируемых микроэлектронных узлов, позволяющих реализовать преимущества одновременно микроэлектроники, механики и электромеханики в одном изделии. Внедрение новых поколений приборов осуществляется возрастающими темпами, для образцов ЭВМ срок замены составляет примерно 3 г. Вследствие широкого круга дисциплин, оказывающих влияние на возможность реализации приборов различных типов, сотрудничество специалистов различного профиля является определяющим фактором в сокращении времени такой реализации. Это должно позволить с самого начала разработки исследовать наиболее перспективные варианты общего решения изделия, его электромеханических, механических и оптических узлов, оптимальной технологии их изготовления, а также наиболее рационального использования изделия.

Появление новых задач и областей применения приборов обязательно влечет за собой изменение требований к их потребительским свойствам.

Ниже приведены основные требования, определяющие направление дальнейшего развития приборостроения.

Производительность измерительного прибора, электронного устройства обработки данных или устройства числового управления станком становится все более важным фактором. Особенно четко эта тенденция проявляется в отношении приборов, которые уже сегодня становятся средствами измерения рабочих параметров, управления и регулирования. Производительность приборов следует измерять в виде количественного параметра, характеризующего скорости выполнения отдельных операций или обработки. Однако необходимы и качественные оценки универсальности, возможности решения новых задач, точности и надежности приборов. Требование повышения производительности, в конечном счете, ведет к автоматизации выполнения задач за счет использования в приборах микропроцессоров и микроЭВМ (расширением области применения приборов для автоматизации раз личных процессов возрастают и требования к надежности и точности выполнения ими своих функций. С увеличением сложности технических систем требования к надежности отдельных приборов возрастают, поскольку для обеспечения требуемой надежности системы, надежность ее элементов должна быть значительно выше. Все более глубокое проникновение в микромир, повышение скорости обработки информации и взаимозависимости приборов в автоматизированных системах также обусловливают необходимость повышения точности приборов

Из экономических критериев следует выделить экономию материалов и энергии. Вкладом приборостроения в решение задачи экономии материалов в других областях могут быть, например, замена механических систем, требующих большого расхода материалов, решающими те же задачи системами на базе микроэлектроники, снижение расхода дорогостоящих материалов (например, меди для проводников за счет применения оптоволоконных кабелей и беспроводных способов связи), широкая микроминиатюризация и, следовательно, экономия материалов за счет использования микроэлектронных схем. В самих приборах экономия материалов достигается последовательным облегчением конструкций, применением новых принципов работы, заменой дорогостоящих материалов более дешевыми, а также применением технологий, обеспечивающих снижение расхода материалов.