Введение к работе
Актуальность работы. Цель и задачи исследования. Развитие рыночных отношений в экономике России, ее включение в мировую экономическую систему чрезвычайно обострило проблему обеспечения конкурентоспособности изделий микроэлектроники (ИМЭ) отечественного производства и достижения мировых стандартов в области потребительских показателей качества.
Одной из острых проблем отечественных производителей является обеспечение надежности ИМЭ. Традиционные методы обеспечения гарантий потребительских показателей качества и надежности приводят к существенному удорожанию производства, оказывают негативное влияние па конкурентоспособность отечественной продукции.
В новой ситуации отечественные предприятия вынуждены активно осваивать передовой мировой опыт в области создания эффективных систем обеспечения надежности и управления качеством. Сказанное обуславливает высокую степень актуальности исследований в области методов управления и обеспечения качества и надежности ИМЭ.
Ведущим направлением в мировой теории и практике управления в настоящее время является методология Всеобщего Управления Качеством (ВУК) (TQC - Total Quality Control, TQM - Total Quality Management) основанная на принципах системно - статистического подхода. Однако в отечественной практике управления принципы и методы теории ВУК освоены в незначительной степени.
Практика показывает, что обеспечение надежности ИМЭ в основном связано с решением проблем долговечности и безотказности элементов их физической структуры. Отечественной наукой был создан значительный научно - методический задел эффективных методов решения этих проблем на основе причинно - следственного ( физического) подхода, но этот задел до сих пор был недостаточно востребован практикой.
Сказанное выше определило цель настоящей работы - разработка, обоснование и апробация методов повышения надежности элементов физической структуры ИМЭ на основе синтеза достижений теории ВУК и физического подхода. Для выполнения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
—сформулировать и обосновать методологические принципы - стратегию управления и обеспечения надежности элементов физической структуры ИМЭ, основываясь на теоретических положениях и концепциях геории управления качеством и физического подхода;
—разработать и апробировать систему методов и алгоритмов, обеспечивающих практическую реализуемость указанной стратегии; —разработать и апробировать методы структуризации и обобщения данных и знаний, используемые в процессах управления надежностными свойствами ИМЭ, обеспечивающие эффективность предлагаемых методов и их совместимость с компьютеризованными системами разработки и производства ИМЭ.
Научная новизна. В диссертационной работе сделан вклад в развитие методологии и практики обеспечения надежностных свойств ИМЭ на основе использования принципов теории управления на основе качества, причинного (физического) подхода, методов информационной технологии. При этом были получены следующие новые научные результаты: —сформулированы принципы эффективной стратегии обеспечения надежностных свойств ИМЭ; —обоснована применимость величины предельной остаточной энтропии принятия решения в качестве критерия оценки сложности и эффективности процессов управления надежностными свойствами; —разработаны алгоритмы надежностной аттестации конструкции и технологии ИМЭ, определены и обоснованы условия их эффективности и реализуемости; —обоснована операциональность и эффективность построения системы показателей надежностных свойств на основе характеристик модели "нагрузка - прочность", в которой понятие "дефект" определено на основе критерия Шухарта; —предложен метод декомпозиции конструкции ИМЭ при проведении анализа надежностных свойств на основе понятия "конструктивно - функционального элемента" (КФЭ), обеспечивающий возможность исчерпывающего поэлементного рассмотрения и учета системных свойств; —разработаны модели классификации и структуризации основных типов знаний и данных, необходимых для реализации предлагаемых методов обеспечения надежностных свойств ИМЭ. Практическая значимость:
1. Разработанные в работе теоретические положения и методики использованы при разработке нормативных и руководящих материалов нового поколения стандартов, регламентирующих принципы управления и обеспечения надежностных свойств ИМЭ и ИЭТ, в том числе в разрабатываемых стандартах Министерства обороны Российской Федерации: » "Микросхемы интегральные. Общие технические условия"; "Микросхемы интегральные. Программа обеспечения качества. Типовая форма изложения и построения ";
" Микросхемы интегральные. Требования к разработчику";
а также в проектах НТД:
"Аттестация надежностных свойств приборно-технологического и конструктивно - технологического базиса изделий микроэлектроники";
"Аттестация предприятия - изготовителя на соответствие требоваїшям генерального заказчика. Требования к организации статистического контроля производства".
2. Разработаны нормативно - технические документы, регламентирующие
методы структуризации и обобщения информации о надежностных
свойствах ИМЭ и ИЭТ, в том числе :
РМ "Принципы структуризации и классификации данных об дефектных и отказавших изделиях";
"Изделия электронной техники. Классификатор информации об отказавших и дефектных изделиях".
-
Разработанные методы надежностной аттестации изделий микроэлектроники апробированы при решении практических задач обеспечения качества элементов ряда ИМЭ;
-
Разработаны и апробированы компьютеризованные средства информационной поддержки алгоритмов и методов управления надежностными свойствами ИМЭ.
Публикации и апробация результатов работы.
По материалам диссертации было опубликовано 56 работ, из них 28 статей.
Результаты диссертации были доложены на конференциях и совещаниях, в том числе: на четвертом (1984 г.), пятом(1986г.), шестом (1988 г.) Координационных совещаниях МЭП "Развитие методов проектирования и изготовления интегральных электронных устройств"; на научно-технической конференции "Проблемы качества и надежности изделий электронной техники, радиоэлектронной аппаратуры и средств измерения" (Минск, 1988 г.); на семинарах "Причины, механизмы отказов РЭА и ЭРИ. Методы предотвращения", МО СССР, в/ч 67947 в 1989 и 1990 гг.; на Всесоюзной конференции по искусственному интеллекту (Переяславль-Залесский, 1988 г.); на научно-практической конференции "Повышение эффективности управления качеством производства на основе применения математического моделирования" (Винница, 1989 г.); на зональной конференции "Математические и программные методы проектирования информащюнных и управляющих систем" (Пенза, 1990 г.); на Первой межотраслевой конференции "Надежность и контроль качества ИЭТ" (Севастополь, 1990 г.); на научно-технической конференции "Инженерные АРМ в радиоэлектронике" (Алушта, 1990 г.); на международной конференции "Статистика - основа качества" (Калуга, 1993 г.); на первой международной конференции - вы-
ставке "Восток - Запад" "Информационные технологии в проектировании", (ИТП-94, 1994 г.); па семинаре для руководнтеяей предприятий "Тотальное управление качеством - инструмент выхода из кризиса" (Тольятти, 1996 г.); а также на совещаниях по разработке комплекса стандартов "Климат-7" в ГКЦБ "Дейтон", ВНИИ "Электроистандарт", в/ч 67947 в 1989 -1993 гг. На защиту выносятся следующие результаты диссертации:
-
Общая концепция стратегии обеспечения и выработки гарантий надежностных свойств ИМЭ, основанная на надежностной аттестации кон-сти/уятимвио-функциональных элементов на этапе разработки конструктивного и приборно- технологического базиса поколения изделий в сочетании с контролем и ашже}шем уровня вариабельности критичных процессов технологии и свойств КФЭ на этапе производства.
-
Принципы обеспечения эффективности стратегии по критерию минимума затрат по совокупности этапов жизненного цикла поколения ИМЭ.
-
Метод декомпозиции конструкции ЙМЭ на совокупность функциональных и конструктивно-функциональных элементов.
-
Метод оценки информационной сложности задачи надежностной аттестации элементов физической структуры ИМЭ.
-
Выводы о возможности и условиях реализуемости исчерпывающей, поэлементной надежностной аттестации конструкции ИМЭ.
-
Алгоритмы надежностной аттестации конструкции и производственного процесса ИМЭ по надежностным критериям.
-
Модели представления основных типов данных и знаний, используемых при реализации алгоритмов надежностной аттестации.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из оглавления, введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы из 217 наименований. Содержание диссертации изложено на 322 страницах и включает 224 страницы текста, 66 рисунков и 43 таблицы.
