Задача была приведена в прошлом выпуске, и впервые обсуждалась на форуме нашего сайта
www.expressinfo.ru в рамках идеи создания
творческой среды. Для начала была выбрана задача попроще. Приведу еще раз ее
условие.
Печатные платы с множеством размещенных на них элементов распаиваются
обычно на специальной установке - нижняя поверхность платы с торчащими
выводами элементов омывается волной расплавленного припоя, и происходит
одновременное запаивание всех выводов. Но как быть, если часть элементов
планарные микросхемы, у которых выводы расположены параллельно поверхности
платы и должны быть распаяны с той же стороны, с которой установлены сами
элементы? Т.е., как обеспечить пайку планарных выводов на установках с
волной припоя вместе с остальными обычными элементами?
Задача была взята мной из книги А.Б.Селюцкого КАК СТАТЬ ЕРЕТИКОМ. Там ее решение
описано следующим образом. Цитирую:
ИКР - Х-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных
явлений, подает припой наверх, к выводам. Между выводом и припоем материал
платы, который мешает подняться припою - но здесь ничего не мешает сделать
отверстия. А вот что это за Х-элемент, который подает припой? Припой
жидкий, а один из самых простых физических эффектов, управляющих движением
жидкости - действие капиллярных сил. Если в плате под планарными выводами
сделать тонкие отверстия, то они сами втянут припой, и вывод будет соединен
с проводником платы, на который он установлен.
Добавлю, что отверстия под выводы элементов в печатных платах
металлизируются. Этим обеспечивается их смачивание припоем.
Решение действительное простое, но один из участников обсуждения этой задачи
на форуме - Дмитрий (известный по задаче о видеопрокате) предложил, на мой взгляд,
гораздо более интересное решение, которое способно повысить качество и надежность
самого технологического процесса пайки волной.
В этой связи хочу привести одну историю, описанную В.А. Королёвым.
* * *
Было это в конце 80-х годов, в Черкассах (Украина), где проводился
очередной семинар по ТРИЗ для местных инженеров. На этом семинаре был
солидно представлен персонал завода телеграфной аппаратуры (ныне - по
слухам - развалившегося). Собственно, этот завод и был главным заказчиком
семинара. И выпускал он, понятно, не очень телеграфную аппаратуру. Так вот:
Нас было трое: Иванов Г.И. (Ангарск), Киселёв Л.М. (Улан-Удэ) и ваш
покорный слуга. Собрали мы, как водится, у слушателей семинара
производственные задачи и поделили: кому что решать и кого выводить на
решение. Среди прочих выпала мне такая задача.
Последнюю неделю каждого
месяца весь личный состав инженеров и управленцев завода бросают на
разбраковку печатных плат с уже припаянными радиоэлектронными элементами (в
том числе и транзисторами). Разбраковка заключалась в отборе плат с плохо
или совсем не припаянными этими самыми элементами. Работа визуальная и,
соответственно, ручная. И вредная для глаз, потому как всё это дело очень
мелкое. Все попытки как-то автоматизировать процесс разбраковки оказались
безуспешными. А надо избавить инженеров от нетворческой работы, спасти их
глаза и найти способ автоматического выявления непропаев. Как быть?
Нам (мне, то есть) предложено было найти этот способ. Как говорится: "Прыгай
здесь и сейчас! ". К тому времени уже был накоплен определённый опыт,
который практически убедил в правильности ТРИЗ. Во-первых, верить
задачедателю в постановке задачи нельзя. И надо устранять причину
возникновения недостатка (задачи), во-вторых. То есть, надо прежде
определить, почему возникает непропай. Выясняется, что непропай есть
следствие окисления покрытых оловом гнёзд в печатных платах, куда
вставляются припаиваемые штырьки радиоэлектронных элементов. Более того,
этот вид брака особо зловреден тем, что в начале месяца его практически не
бывает, зато к концу идёт сплошным потоком. Загадочным образом эта
закономерность не связана ни с процентом выполнения плана (пайка
осуществляется автоматически), ни с нетрезвостью рабочих (там работницы),
ни с прочими привычными источниками брака. Связь была чисто временная. И
что очень важно, претензий к принятой технологии пайки ( "бегущая волна ") не
было: она гарантировала отличный результат, если только место пайки не было
окислено. Ситуация явно попахивала если не вредительством, то нечистой
силой. С такими данными был завершён трудовой день и начался трудовой
вечер.
Естественно было предположить, что чем дольше плата контактировала с
воздухом, тем менее она была пригодна к пайке. Первое решение было
совершенно очевидным: в цехе, где эти платы изготавливают, надо их сразу
прятать в изолированную ёмкость с инертной средой. И (дело было, как уже
говорилось, вечером, за чашкой крепкого - по-сибирски - чая) сразу начался
полёт фантазии на тему способов изоляции от кислорода. Придумано было много
чего интересного. К моему разочарованию на следующий день выяснилось, что
напрягался я зря. Утром следующего дня выяснилось, что завод сам именно
этих плат (по которым ставилась задача) не делает. Их привозят из Германии
запечатанными в вакуумированную плёнку. Именно это обстоятельство
(дороговизна импортных плат) и вынудило руководство завода поставить перед
нами такую задачу. А совсем не забота о глазах инженеров. После секундного
замешательства рецензент опомнился: раз платы уже изолированы от внешней
среды, то проблему надо искать во временном зазоре между нарушением
изоляции (иначе не пропаяешь) и собственно пайкой. Начальству (занятие
почтили своим высоким присутствием заводские боссы) был задан вопрос: а что
происходит с платами после того, как их привезли на завод? И начальство в
лице главного инженера начало рассказывать. Мы, ещё не знающие конца
истории, с удивлением наблюдали, как по непонятным для нас причинам по мере
повествования рот у начальника разъезжался всё шире и шире. Переходя в
нервный смех.
Оказывается, раз в месяц со склада в цех выписывают месячную
норму плат. Само по себе это ни хорошо, ни плохо. Далее несколько человек
(преимущественно всё те же злосчастные инженеры) готовят платы к подаче на
конвейер. И это тоже ни плохо, ни хорошо само по себе. Подготовка
заключается в снятии с плат изоляции. И это терпимо. А вот что уже плохо,
так как это то, что изоляцию сдирают на весь месячный план вперёд. За один
день. Естественно, что первые дни брака не бывает: платы-то чистенькие. Но
с каждым часом, проведённым на воздухе, слой окиси на контактах постепенно
нарастал. Соответственно нарастал и брак. И было он следствием организации
процесса, разработанным этим главным инженером. Самым интересным в данной
задаче был вовсе не очевидный производственный идиотизм (подобных примеров
навидались за семинары предостаточно, хотя в данном случае был прямо-таки
апофеоз). Самое интересное было видеть, как большой начальник под твоим
управлением выходит на решение собственной задачи, над которой он страдал
много лет и которую он сам же породил.
Королёв В.А. Киев 24.10.2002 г.
* * *
Так вот, если бы этот завод использовал решение, которое предложил Дмитрий,
то, скорее всего, описанной выше проблемы, просто бы не возникло, не смотря на
снятую с плат упаковку.
Можете попробовать самостоятельно найти это решение или посмотреть его на нашем
форуме.
Теперь следующая задача.
Задача о посадке ткани при шитье
Когда две ткани сшиваются на швейной машине, то возникает, так называемая, посадка
нижней ткани. Происходит это из-за конструктивных особенностей швейной машины.
Сшиваемые ткани транспортируются зубчатой рейкой, расположенной под тканями.
К рейке ткани прижимаются лапкой.
Между верхней тканью и лапкой возникает трение, которое приводит к тому, что верхняя
ткань несколько растягивается, а нижняя под воздействием рейки сжимается.
В результате происходит посадка нижней ткани относительно верхней.
Если шов длинный, то набегает довольно большое смещение тканей и
нижняя ткань в конце шва оказывается короче верхней - края могут не совпадать на
несколько сантиметров.
Для устранения посадки существует несколько решений. Например, швейная машина
оснащается дополнительным верхним двигателем ткани, который выполняется в виде
аналогичной рейки, или в виде ролика с приводом, который расположен за лапкой и
создает дополнительное тяговое усилие на верхнюю ткань, компенсирующее силу трения
лапки. Но существует и другое - более оригинальное решение, устраняющее посадку
тканей. Какое?
Все желающие принять участие в обсуждении и решении этой задачи приглашаются на
форум Интеллект-Клуба, который расположен на нашем сайте
www.expressinfo.ru.