Prof. Ing. Vladislav Musil, CSc. Návrh a konstrukce elektronických přístrojů

Prof. Ing. Vladislav Musil, CSc. Návrh a konstrukce elektronických přístrojů Vysoké učení technické v Brně 2011

Tento učební text byl vypracován v rámci projektu Evropského sociálního fondu č. CZ.1.07/2.2.00/07.0391 s názvem Inovace a modernizace bakalářského studijního oboru Mikroelektronika a technologie a magisterského studijního oboru Mikroelektronika (METMEL). Projekty Evropského sociálního fondu jsou financovány Evropskou unií a státním rozpočtem České republiky.

Návrh a konstrukce elektronických přístrojů 1 Obsah 1 ZAŘAZENÍ PŘEDMĚTU VE STUDIJNÍM PROGRAMU...4 1.1 ÚVOD DO PŘEDMĚTU...4 1.2 VSTUPNÍ TEST...4 2 NÁVRH A KONSTRUKCE ELEKTRONICKÝCH ZAŘÍZENÍ A JEJICH ZAVÁDĚNÍ DO VÝROBY...6 2.1 DOKUMENTACE ELEKTRONICKÝCH ZAŘÍZENÍ...14 2.2 EKONOMICKÝ VÝZNAM ELEKTRONICKÉHO PRŮMYSLU...17 2.3 VÝROBA PROGRAMOVÉHO VYBAVENÍ (SOFTWARE)...19 3 METODIKA NÁVRHU ELEKTRONICKÝCH ZAŘÍZENÍ. SYSTÉMOVÉ INŽENÝRSTVÍ....20 3.1 INOVAČNÍ PROCESY V ELEKTRONICE...25 3.2 CONCURRENT ENGINEERING...29 4 ŘÍZENÍ JAKOSTI...30 4.1 JAKOST V ELEKTRONICE...30 4.2 POJEM STANDARDIZACE...30 4.3 TECHNICKÁ NORMALIZACE...31 4.4 METROLOGIE...32 4.5 ZKUŠEBNICTVÍ...33 4.6 STANDARDIZAČNÍ ČINNOSTI V PODNIKU...34 4.7 KOMPLEXNÍ SYSTÉMY ŘÍZENÍ JAKOSTI...35 4.8 STANDARDIZACE V MEZINÁRODNÍM MĚŘÍTKU...36 5 DUŠEVNÍ VLASTNICTVÍ A JEHO OCHRANA...38 5.1 VÝVOJ OCHRANY DUŠEVNÍHO VLASTNICTVÍ - PATENTOVÉ PRÁVO...38 5.2 VYNÁLEZY, PRŮMYSLOVÉ VZORY A ZLEPŠOVACÍ NÁVRHY VE ZNĚNÍ ZÁKONA Č. 527/1990 SB...39 5.2.1 Vynálezy...39 5.2.2 Průmyslové vzory...42 5.2.3 Zlepšovací návrhy...43 5.3 UŽITNÝ VZOR...44 5.4 PRÁVA NA OZNAČOVÁNÍ...45 5.4.1 Ochranné známky...45 5.4.2 Označení původu...48 5.4.3 Obchodní jméno...49 5.5 OCHRANA TOPOGRAFIE POLOVODIČOVÝCH VÝROBKŮ...49 5.6 AUTORSKÉ PRÁVO...50 6 ELEKTROMAGNETICKÁ KOMPATIBILITA...53 6.1 ELEKTROSTATICKÉ VÝBOJE...71 7 ELEKTRICKÁ KONSTRUKCE...76 7.1 SOUČÁSTKY A JEJICH VLASTNOSTI...76 7.2 KONSTRUKCE SIGNÁLOVÝCH SPOJŮ...77 7.2.1 Konstrukce spojů...77 7.2.2 Klasifikace spojů v digitálních systémech...81 7.2.3 Vedení...82

2 Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně 7.3 ROZVOD NAPÁJENÍ... 87 7.4 OCHRANA PROTI PRONIKÁNÍ NEŽÁDOUCÍCH SIGNÁLŮ (PARAZITNÍ JEVY A JEJICH POTLAČENÍ)... 92 7.4.1 Jevy vyvolané nenulovým odporem spojů... 93 7.4.2 Termoelektrická napětí... 98 7.4.3 Reaktance vodičů... 98 7.4.4 Parazitní kapacitní vazba... 99 7.4.5 Parazitní induktivní vazba... 101 7.4.6 Filtrace napětí ve vodičích... 107 7.4.7 6.4.7 Souosé tlumivky... 111 7.5 PŘENOS IMPULSŮ VEDENÍM... 113 7.5.1 6.5.1 Metoda Bergeronova diagramu... 115 7.5.2 Metoda Bergeronova diagramu pro nelineárně zakončené vedení... 118 7.5.3 Zakončovací (přizpůsobovací) články pro vedení... 123 7.6 RUŠENÍ V DIGITÁLNÍCH SYSTÉMECH... 130 7.6.1 Přeslechy u jednoduchých spojů... 130 7.6.2 Přeslechy u vázaných vedení... 134 8 MECHANICKÁ KONSTRUKCE... 141 8.1 PŘÍSTROJOVÁ SKŘÍŇ... 142 8.1.1 Hledisko mobility... 142 8.1.2 Provozní hlediska... 143 8.1.3 Jiné specifické požadavky... 143 8.2 PŘÍSTROJOVÁ ZÁSTAVBA... 143 8.2.1 Základní koncepce vnitřní zástavby... 144 8.2.2 Topologie vnitřní zástavby... 145 8.3 VOLBA, ROZMÍSTĚNÍ A GRAFICKÉ OZNAČENÍ OBSLUŽNÝCH PRVKŮ... 146 8.3.1 Kritérium četnosti manipulace... 149 8.3.2 Kritérium významu... 149 8.3.3 Kritérium kolize... 151 8.3.4 Kritérium subjektivního vjemu... 152 8.4 KLIMATICKÁ A MECHANICKÁ ODOLNOST... 153 8.5 CHLAZENÍ POLOVODIČOVÝCH SOUČÁSTEK A KONSTRUKČNÍCH CELKŮ... 154 8.5.1 Základní způsoby přenosu tepla... 155 8.5.2 Konstrukční uspořádání chlazení... 160 8.5.3 Chlazení polovodičových součástek... 174 8.6 KONSTRUKCE A TECHNOLOGIE DESEK PLOŠNÝCH SPOJŮ... 197 8.6.1 Typy plošných spojů... 197 8.6.2 Drátové plošné spoje... 215 8.6.3 Vlastnosti desek plošných spojů... 217 8.6.4 Konečné povrchové úpravy... 223 8.6.5 Osazování desek plošných spojů součástkami... 224 8.6.6 Konektory pro plošné spoje... 228 8.7 NÁVRH DESEK PLOŠNÝCH SPOJŮ... 230 8.7.1 Jednodušší metoda ručního návrhu... 235 8.7.2 Složitější metoda ručního návrhu... 237 8.7.3 Podrobnosti k návrhu vodivého obrazce... 240 8.7.4 Návrh DPS počítačem... 251 8.7.5 Postup pří návrhu DPS počítačem... 256 8.8 PÁJENÍ V ELEKTRONICE... 258

Návrh a konstrukce elektronických přístrojů 3 8.8.1 Měkké pájky...264 8.8.2 Tavidla...267 8.8.3 Postup pájení...271 8.8.4 Technologické operace a zařízení pro hromadné pájení...281 8.9 TECHNOLOGIE POVRCHOVÉ MONTÁŽE...287 8.9.1 Zvláštnosti návrhu DPS pro techniku povrchové montáže...295 8.10 STÍNĚNÍ...302 8.10.1 Elektromagnetické stínění...305 8.10.2 Magnetostatické stínění...314 8.10.3 Vícenásobné stínění...318 8.10.4 Stínění nízkofrekvenčních a napájecích transformátorů...322 8.10.5 Stínění cívek a vysokofrekvenčních obvodů...323 8.10.6 Elektrické stínění...326 8.10.7 Stínění síťových transformátorů...330 8.10.8 Současné stínění magnetického a elektrického pole...331 8.10.9 Stínění vodičů...333 8.10.10 Stínění vodičů proti vlivu magnetických polí...337 9 SPOLEHLIVOST ELEKTRONICKÝCH ZAŘÍZENÍ...340 9.1 ZÁKLADNÍ POJMY...342 9.2 ROZBOR KŘIVKY INTENZITY PORUCH...344 10 TECHNICKÁ DIAGNOSTIKA A OŽIVOVÁNÍ ELEKTRONICKÝCH ZAŘÍZENÍ...345 10.1 ZÁKLADNÍ ÚLOHY TECHNICKÉ DIAGNOSTIKY...345 10.2 DIAGNOSTIKA ELEKTRONICKÝCH SOUČÁSTEK A ZAŘÍZENÍ...346 10.2.1 Testování a třídění integrovaných obvodů...347 10.2.2 Testování propojovací sítě...354 10.2.3 Testování osazených desek...357 10.2.4 Diagnostika při uvádění do provozu, servis...361 11 BEZPEČNOSTNÍ POŽADAVKY NA ELEKTRONICKÁ ZAŘÍZENÍ...363 11.1 LEGISLATIVA A UŽITÍ VÝROBKŮ...363 12 PŘÍLOHA: KONTROLA KONSTRUKČNÍHO...366 NÁVRHU...366 13 LITERATURA...371 13.1 VÝSLEDKY TESTŮ...378 13.1.1 Vstupní test...378

4 Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně 1 Zařazení předmětu ve studijním programu Tento text je určen především jako studijní materiál pro výuku předmětu Návrh a konstrukce elektronických přístrojů (BNKP) v 3. ročníku studia tříletého bakalářského studijního programu ELEKTROTECHNIKA, ELEKTRONIKA, KOMUNIKAČNÍ A ŘÍDÍCÍ TECHNIKA oboru MIKROELEKTRONIKA A TECHNOLOGIE. Volně navazuje na předměty předchozích ročníků Elektrotechnika1-2, Analogové elektronické obvody a Mikroelektronika a technologie součástek se zaměřením na integrované obvody. Výhodou lze využít případných předchozích znalostí z volitelného předmětu Diagnostika a testování elektronických systémů. 1.1 Úvod do předmětu Náplní předmětu je seznámení jednak s historií a rozdělením integrovaných obvodů, ale především s aspekty návrhu a nároky kladenými na analogové integrované obvody (AIO). Používané technologie (bipolární, CMOS a BiCMOS) -jejich vlastnosti a srovnání. Seznámení s modelováním integrovaných obvodů a s modely jednotlivých prvků (obvodové modely bipolárních a unipolárních tranzistorů, rezistory). Návrh a simulace základních bloků AIO (proudové zrcadla a referenční obvody, zesilovače, děliče napětí, spínače ). Postupy a pravidla pro návrh topologií (masek) AIO. Seznámení s pokročilejšími technikami kompenzací analogových obvodů na čipech. Cvičení na počítačích zaměřená na simulaci a návrh funkčních bloků I0. K této části výuky doporučujeme skriptum Laboratorní cvičení z předmětu, kde naleznete manuály k ovládání používaných výukových programů OrCAD Pspice pro simulaci obvodů a Microwind určený k návrhu topologie obvodu (layoutu). 1.2 Vstupní test Jako základ pro snadné zvládnutí učiva tohoto skripta se předpokládá jistá znalost ze studia předchozích elektrotechnických předmětů. Nezbytná je znalost základních elektrotechnických zákonů a pouček, schopnost matematického řešení jednoduchých elektrických a elektronických obvodů a alespoň základní znalost vlastností a chování primitivních elektronických prvků a součástek. Pro velmi stručnou autoevaluaci vašich znalostí lze využít následující krátké otázky a příklady. První část je zaměřena na základní znalosti z obvodové techniky, druhá na znalosti elektronických součástek. Odpovědi a případná řešení naleznete na konci tohoto skripta. 1. Nakreslete základní strukturu bipolárního tranzistoru a vysvětlete podstatu tranzistorového jevu. 2. Uveďte složky proudu v bipolárním tranzistoru typu NPN. 3. Do čtyř kvadrantů souřadného systému zakreslete základní charakteristiky bipolárního tranzistoru. 4. Uveďte používané pracovní režimy tranzistoru. 5. Uveďte tři základní zapojení bipolárního tranzistoru a jejich vlastnosti.

Návrh a konstrukce elektronických přístrojů 5 6. Jak jsou vyjádřeny zesilovací schopnosti tranzistoru? 7. Nakreslete Ebersův-Mollův model tranzistoru a uveďte význam jeho jednotlivých prvků. 8. Co je to bezpečná pracovní oblast tranzistoru jak ji lze vyjádřit ve výstupních charakteristikách? 9. Za jakých okolností dochází k průrazům tranzistorové struktury 10. Co je to Earlyho jev? 11. Co jsou linearizované modely tranzistoru a jaký mají vztah k parametrům dvojbranu? 12. Jak jsou vyjádřeny mezní kmitočty bipolárního tranzistoru? 13. Jak pracuje bipolární tranzistor ve funkci spínače? 14. Jak se provede volba a nastavení pracovního bodu zesilovače s bipolárním tranzistorem.

6 Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně 2 NÁVRH A KONSTRUKCE ELEKTRONICKÝCH ZAŘÍZENÍ A JEJICH ZAVÁDĚNÍ DO VÝROBY Výroba elektronických přístrojů a zařízení tvoří významnou součást průmyslové výroby, ať již jako samostatný obor, nebo součást jiných oborů. Vyznačuje se vysokou dynamikou vědeckotechnického rozvoje a její produkty se musí prosazovat v náročných konkurenčních podmínkách, neboť trh elektronických přístrojů a zařízení je charakteristický svou otevřeností v mezinárodním měřítku. K dosažení ekonomického úspěchu na trhu vzrůstá význam technické tvůrčí práce, ale současně i požadavky na větší provázanost s takovými disciplinami jako je obchod, marketing, ekonomika a organizace. Současný trend se projevuje tím, že vzrůstá podíl řídících pracovníků s vysokoškolskou kvalifikací ve dvou oblastech - v technické a v ekonomické (vč. obchodu). Nezbytné interdisciplinární znalosti se však stávají nutností i ve výkonných inženýrskotechnických profesích (tj. i pro výzkumné a vývojové pracovníky). Rozumět celému procesu vzniku a zavedení nového výrobku, ekonomickým souvislostem jak v průběhu přípravy, tak při výrobě, je účinnou cestou dosažení vysoké efektivity práce a následného ekonomického úspěchu. Z pohledu tvůrce "sebedokonalejší a sebezdařilejší, příp. sebekrásnější" řešení postrádá smysl, nelze-li jej ekonomicky zavést do výroby, či vyrábět, nesplňuje-li konkrétní potřeby uživatele, není-li se schopno prosadit parametry, spolehlivostí, designem a cenou v konkurenci jiných výrobků. Celý proces vzniku elektronického přístroje zahrnuje řadu činností od vzniku námětu, záměru až po rozběh sériové výroby, jejichž cílem je až splnění ekonomických záměrů na straně dodavatele (podnikatelského subjektu) uspokojením potřeb odběratelů (zákazníků). Návrh řešení a zhotovení vzorku, který v zásadě splňuje očekávané funkce (často za podmínky, že je obsluhován a udržován v provozu svým tvůrcem) je jen malou částí z celkového objemu prací nutných k dosažení uvedeného cíle. Tento stav ještě nezajišťuje ani neprokazuje dosažení technických a ekonomických parametrů ani ve výrobě ani v užití. Soubor všech činností od stanovení záměru - formulace zadání až po rozběh seriové výroby bývá označován jako technická příprava výroby (někdy také jako příprava nové výroby či předvýrobní činnosti). Je zřejmé, že rozsah a náplň jednotlivých činností je v konkrétních případech různá a závisí na a) výrobku - jeho charakteru a složitosti, na situaci na trhu, b) řešiteli/výrobci - na vnitřních podmínkách, tj. schopnostech, zkušenostech pracovníků, technických prostředcích, organizační struktuře. Technická příprava výroby probíhá v řadě etap; za základní můžeme označit 1. Stanovení záměru (zadání). 2. Výzkumná etapa. 3. Vývojová etapa. 4. Technologická příprava výroby. 5. Náběh sériové výroby. Poznámka: Termínem technická příprava výroby bývá někdy v užším smyslu označována pouze etapa technologické přípravy výroby. Organizace a řízení technické přípravy výroby jsou firemně specifické. Jinak budou postupovat malí výrobci omezeného sortimentu, jinak velké společnosti pokrývající několik výrobních oborů.

Návrh a konstrukce elektronických přístrojů 7 Předpokládejme proto, že modelovým příkladem bude firma působící dlouhodobě v oboru výroby elektronických přístojů a trvale zajišťující svůj technický rozvoj i přímý odbyt své produkce. Pro takovou firmu je typické, že má zavedenou propracovanou vnitřní organizaci, posloupnost a náplň činností technické přípravy výroby má popsánu vnitřními akty řízení (organizačními směrnicemi, normami apod.). Jejich význam spočívá mimo jiné v tom, že poskytují konkrétní informace a návody pro práci odborných útvarů i jednotlivých pracovníků a zavádějí potřebnou terminologii, neboť význam některých obecně používaných termínů není v praxi (v různých podnicích) jednotný. Náplň etap technické přípravy výroby 1. Zadání úkolu Zadání úkolu soustřeďuje požadavky a náměty, popř. údaje k zakázce (1.1). Vychází se přitom zejména z dlouhodobé strategie firmy, ze záměrů na udržení či rozšíření podílu na trhu v daném sortimentu. Pojem strategické plánování je u zavedených výrobců jedním z klíčových a pohybuje se v horizontu jednotek až desítek let. Od strategického plánování se odvíjí investiční politika, tj. zejména obnova a rozšiřování technologií (instalovaných zařízení, strojů, výstavba). Vyžaduje to hluboké znalosti vývoje techniky, trhu, pracuje se s dlouhodobými prognózami. Záměry a rozhodnutí vycházející ze strategického plánování jsou často orientovány na vlastní nebo externí základní výzkum. Vedoucí firmy oboru se vyznačují tím, že realizace záměrů dlouhodobé strategie tvoří rozhodující náplň jejich technického rozvoje. Postup středních a menších firem je jiný, je založený na vysoké inovační pohotovosti. Firmy organizují svůj technický rozvoj na znalosti okamžitých nebo časově blízkých potřeb trhu a soustřeďují se na velmi rychlý průběh technické přípravy výroby, na rychlé uspokojení poptávky. Firemní koncepci ovlivňuje podstatně charakter výrobků z pohledu užití. Typické je rozdělení na výrobky určené pro konečnou spotřebu a na výrobky pro další zpracování. Konkretizace požadovaných vlastností, parametrů a ceny do zadání úkolu se provádí na úrovni hospodářského vedení (managementu) firmy. Základními podklady pro rozhodování jsou studie, zprávy a informace pracovníků marketinku, obchodu, výzkumu a vývoje, technologie (1.1). Obsahové a časové členění úkolu (1.2) je připraveno pro písemný akt řízení (zadávací protokol), který obsahuje tyto údaje: - kdo bude úkol řešit (hlavní řešitelé, spoluřešitelé), tj. které útvary budou řešit včetně jmen odpovědných pracovníků, - cílové požadavky (parametry, vlastnosti nového výrobku), - náplň a termíny jednotlivých etap řešení, - přidělené prostředky k řešení úkolu, - rozčlenění nákladů. Současně se vypracovává technicko-ekonomický rozbor (1.3), který rozvádí stručné informace obsažené v zadávacím protokolu, a který slouží jako podklad k rozhodnutí (1.4) o zařazení úkolu technického rozvoje (výzkumného, vývojového) do plánu (1.5). Rozhodnutí patří vrcholovému vedení (managementu) firmy. Technicko-ekonomický rozbor souhrnně hodnotí marketinkovou situaci a popisuje po technické i ekonomické stránce podnikatelský záměr zamýšlený vstupem výrobku na trh. Obsahuje

8 Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně - popis výrobku (jeho účel, funkci, použití), - základní parametry a jejich srovnání s konkurencí, - všeobecné a specifické požadavky (oblast bezpečnosti, spolehlivost, soulad s normami a předpisy), - rozvahy o technicko-ekonomické životnosti (době, po kterou se udrží výrobek na trhu), předpokládané množství prodaných (vyrobených) výrobků v této době, - odhad nákladů na vývoj výrobku, na nářadí a měřící vybavení, na speciální technologie, hardwarové (HW) a softwarové (SW) prostředky, - předpokládané náklady na technickou přípravu (zavedení) výroby, výrobní náklady ve vztahu k ceně, cenový limit, vyčíslení přínosů, zisku,... - návrh časového harmonogramu základních etap, případné upřesnění jejich nestandardního průběhu, - navrhovaný počet vzorků, prototypů, rozsahů zkoušek, rozsah konstrukční a technologické dokumentace. Poznámka: Průběh řešení zpravidla nesleduje celý vývojový diagram (obr. 1). - v etapě zadání se již přihlíží k náplni úkolu, např. při dílčí inovaci spočívající jen v návrhu nového designu (vnějšího provedení) bez podstatného dotčení původního obvodového řešení, nebude jistě zařazována výzkumná etapa, ani všechny vývojové etapy, - v průběhu řešení může pod vlivem získaných poznatků nebo změn na trhu docházet v časovém rozvrhu ke skluzům i záměrnému urychlování, může docházet ke změnám v čerpání nákladů. Průběh řešení je proto trvale sledován a vyhodnocován a v dílčích etapách rozhodováno o jeho dalším průběhu.

Návrh a konstrukce elektronických přístrojů 9 Obr.1.1 Náplň a návaznosti jednotlivých etap technické přípravy výroby

10 Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně 2. Výzkumná etapa Výzkumná etapa se zařazuje tehdy, nejsou-li známy některé principy nebo nejsou-li ověřeny do té míry, aby je bylo možno přímo použít při konkrétním řešení výrobku. Výzkumná etapa je charakteristická pro výrobky, které představují vysoký stupeň inovace oproti svým předchůdcům, nebo zavádění nové techniky. V průběhu řešení je nutné se seznámit s nejnovějším stavem techniky formou studia odborné literatury, patentových spisů a rešerší (2.1). Dále se provádí potřebné výpočty a návrh klíčových obvodů příp. i s nezbytným SW a jejich experimentální ověření (2.2). Získané poznatky a výsledky prací se shrnují ve výzkumné zprávě (2.3). O splnění cílů výzkumné eta py a dalším postupu (pokračování podle vývojového diagramu nebo "opakování" výzkumné etapy) rozhodne technické vedení firmy při oponentním jednání (2.4). 3. Vývojová etapa 3.1. Studium a funkční ověření. Tato etapa se nezařazuje, pokud se jedná o řešení poměrně propracovaných problémů, popř. když byly propracovány natolik v etapě výzkumu, že rozhodnutím v bodu 2.4 byla vynechána. V průběhu studia (3.1.1.) řešitel vytváří vlastní koncepci řešení, stanovuje dílčí části řešení, vymezuje technické, technologické, materiálové i výrobní podmínky pro úspěšné ověření a přípravu nového výrobku. Účelem etapy funkčního ověření (3.1.2.) je prokázat na navrženém a zhotoveném funkčním vzorku reálnost dosažení zadaných parametrů. Pojem funkční vzorek je myšlen jako takový "model", který se ještě nemusí blížit vzhledově konečnému výrobku, ale ověřuje jeho perspektivní funkčnost po stránce především vybraných technických parametrů a vlastností (zejm. základních obvodových a SW řešení). Ověření (kontrolu) splnění zadaných technických parametrů provede typová zkušebna. Uvedený postup nezávislé kontroly je příznačný pro zavedené systémy řízení jakosti. Zkušebnou vystavený protokol o typové zkoušce I (3.1.3) je podkladem pro rozhodnutí o pokračování vývojových prací, příp. opakování etapy (3.1.4). 3.2. Vývojový vzorek. V etapě vývojového vzorku je cílem dopracovat řešení i po konstrukční a SW stránce do takového stavu, aby jej bylo možno ověřit i po stránce technologičnosti provedení. Při řešení úzce spolupracuje s vývojovým pracovníkem konstruktér. Poznámka: Zejména ve strojírenských podnicích se někdy neužívá označení funkce výzkumně-vývojového pracovníka pro tvůrce elektrického (obvodového) návrhu, ale označuje se jako elektrokonstruktér, popř. jen konstruktér. V rámci tohoto textu je pod pojmem konstruktér myšlen pracovník, který navrhuje mechanickou konstrukci přístroje, vypracovává konstrukční podklady; výzkumně-vývojovými pracovníky jsou označováni tvůrci obvodového řešení a programového vybavení. Podle pokynů a podkladů vývojového pracovníka a konstruktéra je zhotoven vývojový vzorek (3.2.1), pomocí něhož je již v dílně vzorkovny ověřováno jeho obvodové a konstrukční řešení, jsou stanoveny nároky na potřebné technologie a měřící zařízení a předběžně se odhaduje potřebný čas ke zhotovení výrobku. V této fázi již musí být k dispozici SW nutný pro zajištění vlastní funkce výrobku (specifické "firmware"). Dopracování a optimalizace uživatelského SW, které již nevede k úpravám obvodového (HW) řešení může probíhat souběžně s výrobou prototypů (3.4).

Návrh a konstrukce elektronických přístrojů 11 Na vývojovém vzorku provádí typová zkušebna typovou zkoušku II (3.2.2). Typová zkouška II je poměrně obsáhlým ověřením vlastností vzorku i správnosti dokumentace. Ze zkoušky obvykle vyvstává řada připomínek, které musí vývojový pracovník a konstruktér vyřešit (3.2.4). Následuje rozhodnutí o ukončení etapy (3.2.5). 3.3. Zhotovení výrobní dokumentace pro prototypy. V této etapě se již zpracovává výrobní dokumentace se všemi náležitostmi tak, aby podle ní mohly být vyráběny prototypy - tj. vzorky výrobků, které provedením i parametry plně odpovídají budoucím výrobkům. Výkresová dokumentace prochází kontrolou, zda je v souladu s normami a předpisy, zda jsou správně voleny materiály a díly s přihlédnutím ke standardizaci a typizaci. Stanovuje se technologie zhotovení prototypů, vypracovávají se návrhy uživatelské dokumentace. 3.4. Zhotovení prototypů. Je-li to účelné, vypracovávají se některé technologie výroby tak, aby byly použitelné již i pro realizaci prototypů (3.4.1). Poznámka: Výsledkem technologické přípravy výroby je určení výchozí podoby a množství materiálu, vypracování technologických postupů (pro zhotovení, montáž, nastavení, kontrolu), stanovují se časové normy na jednotlivé operace. Zadává se příp. výroba speciálního nářadí, měřícího zařízení apod. Podle požadavku zadání se vyrobí stanovený počet prototypů (3.4.2). Všechny poznatky a připomínky z průběhu výroby prototypů se evidují. Připravují se všechny materiály, které budou kontrolovány spolu s prototypem (prototypy) v průběhu typové zkoušky III (3.4.3). Typová zkouška III prověřuje dosažení zadaných parametrů a vlastností včetně funkcí interního a externího řízení, uživatelského SW, úplnost a správnost výrobní a uživatelské dokumentace (návody,...). Při kladném výsledku typové zkoušky jsou připomínky z jejího průběhu spolu s připomínkami z výroby prototypů promítnuty do dokumentace (3.5), která se tím stává konstrukční dokumentací pro výrobu (výrobní dokumentace v užším slova smyslu). Jde o takový soubor podkladů, z nichž je možno přizpůsobením se instalovaným technologiím začít vyvinutý výrobek vyrábět a dodávat na trh. Tím také končí etapa vývoje a nastává etapa osvojení výroby. 4. Osvojení výroby je procesem, jehož cílem je co nejekonomičtěji připravit výrobu a vyrábět produkt předchozího vývoje. 4.1. Technologická příprava výroby (TgPV) Podklady pro TgPV se skládají z - technických podkladů - schémat, SW, konstrukčních výkresů a rozpisek (kusovníků), popisu funkce, metody elektrického nastavení a kontrol (testování); prototypu(ů) vč. připomínek a poznatků z jeho výroby, - ekonomických a organizačních údajů - nákladového limitu konečného výrobku, předpokládané sériovosti, stanovených termínů a nákladů pro etapu TgPv. Správné stanovení podkladů v etapě TgPV působí výrazně na ekonomiku produkce (v ovlivnění výše nákladů je TgPV hned za vlastním vyvojově-konstrukčním řešením výrobku). Musí být proto voleny nejvhodnější výrobní postupy, optimální volba výrobního zařízení, organizace práce a pracovišť, stanovení norem spotřeby materiálu a času. 4.1.1. Předběžná materiálová norma je souborem všech komponentů, které je nutno pořídit (zakoupit) a které při výrobě vstupují do daného výrobku. Sestavuje se z konstrukční dokumentace a je podkladem pro zajištění dodávek u dodavatelů a pro stanovení tzv. materiálových nákladů výrobku.

12 Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně 4.1.2. Technologické postupy vycházejí z technologických postupů zhotovení jednotlivých dílů až po technologické postupy kompletace celého výrobku vč. operací nastavení a testování. Např. na úrovni dílu se stanovuje výchozí rozměr materiálu, pořadí výrobních operací, použité nářadí, stroje, zařízení, pracoviště. Podobně se stanovují postupy montáží, nastavení, kontrol. Podle potřeby zadává technolog úpravy či pořízení potřebných technických zařízení a programového vybavení pro technologické a řídící procesy. 4.1.3. Normy času stanovují nutnou míru pracovního času k vykonání určité operace (dle technologického postupu). Jejich objektivní stanovení provádí technologové-normovači, a to technickým propočtem z údajů v technologickém postupu, využitím normativů nebo měřením (tzv. snímkem pracovního času). Poznámka Vypracované technologické postupy s normami času jsou základním podkladem pro plánování výroby - kapacitní a ekonomické propočty, harmonogramy výroby, atd. 4.1.4. Konstrukce a výroba účelového nářadí (prostředků) patří mezi nákladově náročné položky, proto se s požadavky technologa na konstrukci a výrobu nářadí prověřuje možnost využití modifikovaného standardniho nářadí, typizovaných prvků, apod. Jeho výroba, úprava, či nákup se uskutečňuje v termínech dle harmonogramu technologické přípravy výroby tak, aby jeho konečné ověření proběhlo při výrobě ověřovací série. 4.1.5. Konstrukce a výroba měřících (testovacích, zkušebních) zařízení je "elektrickým" ekvivalentem konstrukce a výroby nářadí pro zhotovení mechanických částí výrobku (tj. pro výrobu elektrických bloků, sestav a finálního výrobku). Technolog určuje technologický postup elektrického nastavení, kontrolní a testovací operace a určuje potřebná zařízení. Podle ekonomických kriterií volí stávající nebo nákup nové měřící techniky, či zadává konstrukci a zhotovení účelových přípravků a zařízení. 4.1.6. Příprava SW. Příprava programových prostředků technologického procesu závisí na technologickém vybavení a vnitřní organizaci firmy. Zajišťuje se pořízení či úprava SW pro jednotlivé programově řízené technické prostředky, příp. pro ucelené výrobní linky až po přípravu dat pro úplné výrobní systémy. Poznámka: Úplné výrobní systémy bývají organickou součástí systému technickoekonomického řízení celé firmy. Jednotlivé relativně procesně autonomní subsystémy jsou pak propojovány pomocí on-line datových sítí. Např. subsystém materiálového hospodaření může automatizovaně zabezpečovat po zavedení souboru výrobních podkladů výrobku a příkazu k jeho výrobě - vystavení objednávek pro dodavatele vč. optimalizace rozložení dodávek - evidenci dodávek, vč. propojení na subsystém ekonomiky (ceny, platby) - evidenci pohybu materiálu a dispozice k jeho přesunu na výrobní pracoviště v potřebném složení, množství a čase Např. subsystém řízení výroby zajišťuje - optimalizaci výrobního plánu (termíny, průchodnost, náklady) - vlastní řízení výrobního procesu - dispozice k průchodu přes jednotlivé technologické operace, evidence, provázanost se subsystémem ekonomiky (výrobní náklady, mzdy,...) SW těchto systémů je produktem specializovaných firem. V procesu technologické přípravy výroby hlavní náplň činností spočívá v přípravě dat předepsaným způsobem. Po kontrolním aktu (4.1.7) je rozhodnuto o výrobě ověřovací série. 4.2 Ověřovací série (OS) má za cíl prověření konstrukční dokumentace, technologických postupů, sledu a náplně jednotlivých operací, ověření nasazené techniky a programového vybavení, postupů elektrického nastavení, kontrolních a testovacích operací a norem času na výrobních pracovištích, včetně ověření předpokládaných ekonomických parametrů produkce. V průběhu mechanické výroby (4.2.1), montáže (4.2.2) a elektrického nastavení a testování (4.2.3) se vede evidence připomínek - optimalizují se technologické postupy, provádí se

Návrh a konstrukce elektronických přístrojů 13 operativní úpravy konstrukční a technologické dokumentace, nářadí, měřícího zařízení, technických a programových prostředků. O průběhu OS se vypracuje technická zpráva (4.2.4), provede se řádná úprava výrobní dokumentace (4.2.5) a definitivní úpravy nářadí a měřícího zařízení (4.2.6). Podle průběhu a výsledku OS a z posouzení připravenosti pro zahájení sériové výroby se rozhodne o uvolnění do opakované (sériové) výroby (4.2.7). Tím byl ukončen celý proces technické přípravy výroby v širším slova smyslu. V praxi úspěšných firem se ukazuje, že účinnou metodou rychlých inovací je vytvoření podmínek, kdy schopný řešitelský vývojový tým neuzavírá svou činnost ukončením etapy "vývoj", ale aktivně řídí proces přípravy výroby až po zahájení opakované výroby. Vybrané metody a zásady výzkumně vývojových prací a) Plánování práce. Termínová a obsahová náplň úkolu se rozplánovává až na úroveň jednotlivých řešitelů. Formulace úkolů musí být jednoznačná, zadání písemné. b) Studium a shromažďování informací. Základními zdroji informací jsou: - patentové a literární rešerše, - odborné časopisy a knižní publikace, - konference, semináře a sborníky z nich, - výrobní dokumentace výrobků vlastní produkce, - obchodně technická a uživatelská dokumentace výrobků jiných výrobců, - katalogy, aplikační návody a doporučení výrobců a dodavatelů součástek, dílů nebo funkčních bloků, - odborné konzultace. Doporučuje se, aby si pracovník vedl vlastní kartotéku (lístkový systém - s uvedením tématu, krátkého popisu, autora, pramene). Podrobnější informace nalezneme např. v knihách Jiřího Tomana. c) Vedení pracovní dokumentace. Propracování vlastního systému vedení pracovní dokumentace je účinnou metodou pro dosažení potřebné efektivity práce. Pečlivé vedení pracovních poznámek, teoretických výpočtů, výsledků experimentů, atd. formou pracovního deníku urychluje vlastní řešení a usnadňuje vypracování konstrukční, uživatelské a servisní dokumentace výrobku. d) Ekonomika výrobku. Zahraniční prameny uvádějí, že podíl vývoje a konstrukce na výrobních nákladech výrobku činí typicky 70%. Znalost cenových relací použitých prvků a schopnost kvalifikovaného odhadu pracnosti (např. analogií se srovnatelnými výrobky) je jedním ze základních požadavků na vývojového pracovníka, příp. konstruktéra. Typickým trendem snižování výrobních nákladů je odstraňování podílu lidské práce - eliminací dostavovacích operací, optimalizací obvodového řešení toleranční analýzou, automatizací kontrolních a kalibračních prací apod. e) Kvalita výrobku. Ovlivnění kvality výrobku ve fázi vývoje je podobné jako v d) a je dané zejména - výběrem a dimenzováním použitých prvků, - volbou obvodového řešení, - konstrukcí (technologičností) výrobku, - metodami kontrol testování, - použitím dynamického namáhání, resp. zahořování (stress screening). Mezi základní postupy patří teoretické výpočty spolehlivosti (střední doby bezporuchového chodu) výrobku, provádění typových zkoušek v jednotlivých vývojových etapách, praktické provádění zkoušek spolehlivosti na skupině výrobků a komplexní metrologické zajištění produkce. Poznámka: Předmětem typové zkoušky jsou mimo jiné zkoušky mechanické (rázy, chvění), zkoušky klimatické odolnosti, kontrola parametrů na hranicích pracovních podmínek

14 Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně (v okrajových teplotách, při mezních napájecích napětích ap.). Provádí se i interní zkoušky bezpečnosti, odrušení, kontroly správnosti a úplnosti dokumentace. Nejvyšším stupněm je zavedení úplného systému zajištění jakosti organizaci na úrovni certifikace (dle ISO řady 9000) - viz kapitola Řízení jakosti. f) Užitné vlastnosti výrobku rozhodují spolu s cenou (d) a kvalitou (e) o úspěšnosti výrobku na trhu. Technické zadání nemůže plně postihnout všechny "prvky" úspěšnosti. Pro dosažení co největší úrovně užitných vlastností je předpokladem především hluboká znalost potřeb uživatele a stavu techniky - zejména znalost konkurenčních výrobků a vývojového trendu trhu. Kromě technických parametrů sem patří zejména vzhledové provedení vč. důsledného uplatňování zásad ergonomie - při volbě a rozložení ovládacích prvků a přípojových míst (design přístroje). g) Bezpečnostní požadavky musí vycházet ze splnění závazných předpisů a norem platných v zemi uživatele. Typickým trendem je mezinárodní sjednocování normativních požadavků, přičemž v oblasti technických vlastností mají charakter doporučení, kdežto v oblastech bezpečnosti a ekologie jsou závazné. Jejich znalost je základním předpokladem pro úspěšné prosazení na zahraničních trzích. Při konstrukci výrobků, zejména síťových částí, je nutno počítat s použitím prvků, které jsou typovány u pověřených národních organizací - síťové přívody, pojistková pouzdra a vložky, síťové spínače apod. Úvodní kapitola měla za cíl objasnit souvislosti celého procesu vzniku nového výrobku v rozsahu potřebných znalostí jeho tvůrců. Je zřejmé, že hluboká a komplexní znalost problematiky nebude převážně soustředěna ve vědomostech jediného pracovníka, ale cíleně rozdělena na členy řešitelského kolektivu. Vznik a organizace práce tvůrčího týmu - typického představitele technického rozvoje - je neméně složitým úkolem než vlastní vývoj a zavedení výroby nového produktu. Toto téma je již nad rámec této publikace, ale nemělo by být opominuto. 2.1 Dokumentace elektronických zařízení Výsledky vývojových prací musí být dokumentovány tak, aby další pracoviště mohla výrobu připravit a aby nová zařízení mohla být vyrobena, vyzkoušena a uvedena do provozu. K tomuto cíli slouží výrobní a uživatelská dokumentace. Tato dokumentace má části prováděcí, definující výrobní proces, a části vysvětlující, které umožňují pochopení činnosti zařízení při výrobě, provozu i údržbě. Dokumentace bývá značně obsáhlá (zvl. u velkých elektronických zařízení), obsahuje tyto části: 1. Konstrukční dokumentace: - výrobní výkresy a rozpisky sestav, podsestav a polotovarů včetně dokumentů pro výrobu desek plošných spojů, - výrobní dokumentace vnitřních propojovacích kabeláží, ev. zadních panelů, - výkresy pro zhotovení vnějších připojovacích kabeláží, - dokumentace pro balení, - dokumentace definující kompletaci dodávky a její příslušenství. 2. Elektrická dokumentace: - funkční, principiální a obvodová schémata, - zkušební a různé další předpisy pro celek, díly, desky a kabeláže, - elektrické rozpisky, - tabulky a slovníky signálů, - funkční a časové diagramy.

Návrh a konstrukce elektronických přístrojů 15 3. Uživatelská a obchodně-technická dokumentace (stručně: Průvodní dokumentace): - technický popis, - návod k použití (návod k obsluze), - servisní dokumentace, - předpis pro instalaci - katalogový list. Vytvoření této dokumentace a její udržování ve stavu odpovídajícím měnícím se podmínkám výrobního procesu i vzrůstající technické úrovni, představuje značný podíl objemu vývojových prací. Některé činnosti při vytváření této dokumentace mají opakující se charakter a jsou proto vhodné pro počítačové zpracování. Zvláštní pozornost se musí věnovat uživatelské a obchodně-technické dokumentaci, jejichž zpracování po obsahové stránce náleží tvůrci zařízení. Při zpracování dokumentace musí být uplatněna zásada plné konkurenceschopnosti dokumentace v - obsahové náplni - správná a úplná specifikace parametrů, perfektní textové (slohové) zpracování i v cizím jazyce (prioritně angličtina a němčina), - grafické úpravě a kvalitě tisku. Podrobněji si nyní všimněme návodu k použití, jehož úroveň u domácích výrobců je obecně nedostačující až špatná. Forma a obsah návodu nemohou být vždy stejné. Měly by však záviset více na potenciálním uživateli výrobku a jeho vztahu k němu než na typu zařízení. Složitost zařízení bude podmiňovat jen rozsah návodu. Z tohoto hlediska můžeme dokumentaci k výrobku rozdělit do čtyř kategorií: A. návod k obsluze spotřební elektroniky pro laického uživatele; B. návod k obsluze laboratorní a speciální elektroniky pro odborné pracovníky neelektronické (např. lékařská elektronika, mikropočítače); C. návod ke speciálním využitím laboratorní a průmyslové elektroniky pro pracovníky erudované v elektronice (např. přístrojové stavebnice); Je třeba pouze zdůraznit, že z hlediska uživatele obvykle návod k obsluze velmi znehodnocuje, jestliže je prolnut detailními konstrukčními popisy obvodů, mezi kterými je nutno vlastní obsluhu zařízení složitě hledat. Technický popis je třeba uvádět samostatně. Bez ohledu na typ (A až C) by měl každý návod obsahovat tyto složky: 1. Úvodní list (jméno nebo ochranná značka výrobce, název, typové označení a výrobní číslo přístroje), 2. Úvodní údaje 2.1 Obsah, tj. seznam kapitol a odstavců s odkazy na strany. 2.2 Abecední rejstřík hlavních termínů a klíčových slov s odkazy na strany. 2.3 Výčet příslušenství dodaného se zařízením. 2.4 Základní technická data. Všechny tyto informace je nejvhodnější uvádět na začátku návodu, kde se nejsnadněji při časté potřebě vyhledávají. Jako by dnes neměla být vydána jakákoliv odborná kniha bez věcného rejstříku, tak by měl být rejstřík i součástí každého rozsáhlejšího návodu k obsluze. Je totiž nutno si uvědomit, že návod se obvykle systematicky studuje jen jednou, zato velmi často je využíván pro vyhledání určité konkrétní informace.

16 Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně Bod 2.4 obsahuje popis vlastností zařízení, zejména zaručované údaje o technických vlastnostech zařízení, chybách a třídách přesnosti, vlivech vnějšího prostředí, referenčních a pracovních podmínkách. 3. Princip a použití zařízení 3.1 Účel zařízení a rozsah jeho použití (druhy měření, rozsahy měřených hodnot, provozní podmínky zařízení, příklady a schémata měřicích obvodů). 3.2 Teorie funkce nebo metody využití. 3.3 Principiální popis, blokové schéma. Bod 3.2 nebude samozřejmě většinou nutný u návodů typu A, zato by neměl nikdy chybět u dalších dvou typů. V případě, že zařízení umožňuje více funkčních režimů, ke kterým je účelné uvádět příslušnou teorii (např. návod k měřiči impedancí), bude tento bod obsažen i v odstavci 6. 4. Přehled ovládacích prvků a přípojných míst se stručnou charakteristikou jejich funkce Tento přehled sice částečně supluje popisy uvedené v odstavcích 5. a 6., ale u složitějších zařízení je nezbytný pro rychlé ovládnutí obsluhy a pro usnadnění dodatečného ověřování její správnosti. Může být řešen formou tabulky a uspořádán nejlépe podle čísel označujících jednotlivé prvky v obrázcích (viz dále). 5. Uvedení do chodu 5.1 Podmínky instalace, zapojení, požadavky na napájecí zdroje. 5.2 Příprava pro činnost, kontrola výchozích nastavení. 5.3 Zapnutí, principiální kontrola správnosti funkce. 6. Obsluha pro jednotlivé funkční režimy Popisy v odstavcích 4. až 6. se musí odvolávat na obrázky zařízení (fotografie, schematické kresby) s označenými ovládacími a přípojnými prvky, nejlépe čísly. Pokud jsou funkce zařízení a s tím spojená obsluha značně složité, je výhodné jejich pochopení usnadnit pomocí vývojových diagramů. Vzhledem k tomu, obrázky budou využívány vícekrát v různých místech návodu, je možno je umístit na záložce tužšího obalu návodu tak, aby po vyklopení byl obrázek trvale po straně všech stran textu. Sled dílčích úkonů obsluhy je účelné popisovat v postupně číslovaných bodech, neboť se tak nejspolehlivěji zajistí jejich dodržení. (I v návodech typu B a C: snad se ani nejkvalifikovanějšího pracovníka nedotkne, když obdrží pokyny ve formě "proveď za prvé, za druhé, za třetí...). Pokud je funkčních režimů velmi mnoho (např. analogový počítač), musí být u jejich popisů zajištěno logické a přehledné rozdělení a jednotná struktura textů. Patrně nejpřehlednější je důsledně dodržovat označování všech kapitol, odstavců a bodů desetinnými čísly. 7. Závěrečné informace 7.1 Pokyny pro bezpečnost obsluhy a provozu. 7.2 Údržba. 7.3 Přehled běžných funkčních závad zaviněných obsluhou nebo vnějšími vlivy a jejich odstranění. 7.4 Seznam dalších možných doplňků zařízení s objednacími čísly. 7.5 Záruční podmínky (pokud se liší od běžných), adresy servisních míst. 7.6 Podmínky pro skladování.

Návrh a konstrukce elektronických přístrojů 17 Po formální stránce je nezbytnou podmínkou návodu jeho přehlednost. Zahraniční výrobci se často snaží jí dosahovat mezi jiným též nejrůznějšími typy tisku, včetně barevného. V tomto srovnání těžko obstojí forma návodů s textem psaným na psacím stroji (byť elektronickém) či zpracovaným běžným textovým procesorem a vytištěným 9ti jehličkovou tiskárnou.. Nepřehledný však může být i tištěný text, pokud nejsou využity možnosti, které tisk poskytuje, a též vinou nemístného šetření papírem. Nový přístroj je uživatele obvykle více či méně "černou" skříňkou. Jistě není žádoucí, aby k jeho poznávání musel používat kybernetických metod identifikace, spočívajících např. v hledání vztahů mezi podněty a reakcemi a vytváření hypotéz o jeho vnitřní struktuře. Bez kvalitního návodu k obsluze však vlastně k podobnému postupu často dochází (točí se náhodně knoflíky a zjišťuje se, co to udělá), což nepochybně nepřispívá hodnotnému využití přístroje nebo jej dokonce ohrožuje. Na druhé straně špatná kvalita návodů spolu i další vlivy vedly k formulaci tzv. Cahnova axiomu: "Selže-li všechno, přečti návod" (je z kategorie Murphyho zákonů). Úměrně platí výše uvedené i pro dokumentaci počítačových programů. 2.2 Ekonomický význam elektronického průmyslu Aplikace elektroniky a mikroelektroniky v elektronických výrobcích v "neelektronických oborech", působí dvojím směrem - inovačním efektem (nové generace výrobků) - racionalizačním efektem (změna výrobních prostředků a technologických procesů, tj. nový způsob výroby a další tím vynucené změny) Moderní elektronika umožňuje realizaci dosud obtížně řešitelných nebo vůbec neřešitelných po žadavků uživatelů. Také pracnost se přesouvá od výrobců elektronických přístrojů a zařízení k výrobcům součástek (integrovaných obvodů). Výrobci elektronických přístrojů a zařízení se potom orientují na systémové řešení. Racionalizační a inovační dopady nasazování IO velké integrace nepůsobí ve stejných dimenzích jako běžné činitele hospodářského rozvoje, poněvadž v řadě případů dochází k tak zásad nímu zvýšení užitné hodnoty výrobků, že vzniká dodatečná poptávka, která přesahuje řádově potřebu původního výrobku, v jiných případech dochází na základě pronikavé generační inovace k výrobě a nabídce zcela nových výrobků (jako příklad je možné uvést digitální hodinky a kapesní kalkulátor nebo osobní počítač). Důsledky mikroelektronických inovací pro podniky a pro trh Průbě žným snižováním cen zařízení (relativním, někdy i absolutním) a rychlým inovačním cyklem se urychluje proces morálního opotřebení výrobních prostředků a vytváří se značný tlak na přezbrojení výrobních kapacit, ke kterému dochází v cyklech determinovaných ve značné míře inovačním cyklem integrovaných obvodů. Na jedné straně vzrůstá užitná hodnota výrobků a na druhé straně klesá jejich hodnota - to vyvolává zvýšenou poptávku u spotřebitelů a tlak na rozšiřování výroby. Tím se na různé výroby přenáší trend vznikající ve výrobě integrovaných obvodů a vzrůstá současně význam mikroelektroniky jako stimulátoru rozvoje průmyslu a celého hospodářství státu. Důsledky mikroelektronických inovací na výrobní program podniků: - snižuje se podíl vlastní výroby na finálním výrobku - zvyšuje se závislost na kooperacích

18 Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně - v hodnotě finálního výrobku se zvyšuje podíl nehmotných dodávek (software) - snižuje se stabilita výrobních programů Další důsledky pro neelektrotechnické podniky: Snižuje se význam výrobní tradice. O generační úrovni a funkci výrobku včetně jeho spolehlivosti rozhoduje elektronika a programové vybavení (software) - tedy netradiční kooperace a netradiční profese. To usnadňuje přístup na trh netradičním výrobcům, což vede k obohacení nabídky na trhu. Inovace využívající výpočetní techniku, vyžadují změny celkové funkční kvality výrobku. Nahrazení dosavadní řídicí části mikroelektronickým systémem při zachování dosavadní užitné hodnoty je neperspektivní. Důsledky mikroelektronických inovací pro řízení podniku Zrychlený inovační rytmus a vyšší závislost podniku na vlivy z vnějšího prostředí vyvolávají nutnost změn ve stylu řízení a podnikání vč. plánování výrobního programu a zabezpečování výrobního procesu. Řízení podniku přechází od zajišťování produkce, produktivity práce a nákladů v globálu na vyhledávání a stanovení koncepce a odbytové strategie jednotlivých inovovaných výrobků. Předmětem výrobkového plánování je cena, termín dodávek na trh, užitná hodnota, spolehlivost a vnější vzhled. V organizační struktuře podniků se vytvářejí předpoklady pro technické řízení výrobkových projektů. Útvary, které jsou řízením projektu pověřeny, jsou vybaveny i příslušnými kompetencemi. U pracovníků větší význam než dlouholeté zkušenosti v oboru má tvůrčí přístup, důležitá je schopnost týmové spolupráce. Plynule probíhá doškolování a přeškolování pracovníků na všech úrovních. Zcela novou problematikou je testování složitých přístrojů a zařízení. U finálních výrobců těžiště testování leží na vstupní kontrole, protože platí, že náklady na testování a opravy vadných dílů na úrovni: součástka - plošný spoj - zařízení = 1:10:100. Zvláštní pozornost je nutno věnovat financování. Prodejní ceny relativně klesají. Pokud má být udržena obvyklá míra zisku, je nutno zvyšovat objem výroby. K tomu je nutno zabezpečit dodatečné finanční zdroje, a to buď dalšími úvěry nebo postupně dochází ke koncentraci kapacit (převzetí finančně silnými podniky). Obr. 3.2. Charakteristika japonských firem zabývajících se výrobou a prodejem elektrotechnických výrobků z hlediska počtu zaměstnanců.