WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

На правах рукописи

Жаднов Иван Валерьевич РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ РЭА Специальность 05.12.04 Радиотехника, в том числе системы и устройства радионавигации, радиолокации и телевидения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2006

Работа выполнена на кафедре «РТУиС» Московского государственного института электроники и математики (ТУ).

Научный руководитель к.т.н, доц. Тумковский Сергей Ростиславович Официальные оппоненты д.т.н Семин Валерий Григорьевич к.т.н Андреев Александр Иванович Ведущая организация Корпорация тактическое ракетное вооружение

Защита состоится _ 2006 г. в _ на заседании Диссертационного совета в Московском государственном институте электроники и математики (ТУ) по адресу:

109028 Москва, Б.Трехсвятительский пер., д. 1-3/12, стр.8, ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного института электроники и математики (ТУ).

Автореферат разослан «» 2006 года.

Ученый секретарь Диссертационного совета _ Грачев Н.Н.

2

Общая характеристика работы

Актуальность работы В связи с бурным развитием радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), появления нового поколения элементной базы и постоянного ужесточения требований к качеству и надежности, возрастает актуальность проблемы повышения точности оценки показателей надежности РЭА на ранних этапах проектирования. На практике задачу обеспечения показателей надежности РЭА на предприятиях призваны решать службы надежности, основными задачами которых являются:

• Разработка Программы обеспечения надежности при разработке (ПОНр).

• Разработка схемы и модели расчета надежности РЭА.

• Расчет эксплуатационной интенсивности отказов составных частей (СЧ) схемы расчета надежности.

• Контроль за правильностью применения электрорадиоизделий (ЭРИ).

• Расчет надежности РЭА.

Однако, в силу сложившейся экономической ситуации, эти службы либо не имеют в своем штате достаточно квалифицированных специалистов, либо просто отсутствуют. В тоже время к их работе предъявляются все большие требования, поскольку точность проводимого анализа надежности напрямую влияет на экономические факторы производства и эксплуатации проектируемого РЭА.

С другой стороны постоянное обновление номенклатуры ЭРИ, применяемой при проектировании РЭА, ставит проблему оперативного получения данных о коэффициентах и моделях надежности применяемых ЭРИ. Эти данные могут быть получены при сертификации новых типов ЭРИ, в результате которой органы сертификации предоставляют информацию (в т.ч. и по характеристикам надежности). В настоящее время проведение анализа надежности РЭА без учета этих параметров или применение усредненных значений не допустимо, поскольку приводит к не адекватным результатам. Поэтому, полученные в процессе проектирования РЭА параметры модели надежности передаются в отдел надежности для проведения расчета эксплуатационной интенсивности отказов (ЭИО), после чего, при не удовлетворительных результатах, итерация повторяется: вносятся изменения в схему и конструкцию РЭА, и формируются новые исходные данные для проведения повторного анализа надежности.

Наличие всей исходной информации для проведения расчета эксплуатационной интенсивности отказов СЧ и возможности внесения изменений в схему и конструкцию РЭА позволяет сократить количество итераций при обеспечении надежности СЧ РЭА за счет автоматизированного расчета ЭИО разработчиками РЭА. Особо стоит отметить, что отдел надежности, разработав схему и модель расчета надежности РЭА, формирует требования к надежности СЧ, входящих в состав РЭА и передает их разработчикам, которые разрабатывают СЧ в соответствии с этим требованиями.

Кроме того, необходимость решения задачи обеспечения надежности РЭА отражена и в комплексе стандартов "МОРОЗ-6", в состав которого входит стандарт "Требования к программам обеспечения надежности и стойкости к воздействию ионизирующих и электромагнитных излучений".

Среди мероприятий, предусмотренных в программе обеспечения надежности (ПОН), обязательным является проведение расчетов надежности РЭА (в т. ч. и комплектующих электрорадиоизделий (ЭРИ)) на всех этапах ее проектирования. Для расчета эксплуатационной интенсивности отказов ЭРИ ЦНИИИ 22 МО РФ выпускает справочник, который предназначен для обязательного использования во всех организациях и предприятиях изготовителей ЭРИ, предприятиях-разработчиках и изготовителей аппаратуры, приборов, устройств и оборудования военного назначения, независимо от их отраслевой принадлежности и правовых форм собственности, и организаций Министерства обороны Российской Федерации. Зарубежными производителями вместе с ЭРИ поставляется информация о моделях и ее коэффициентах для расчета эксплуатационной интенсивности отказов, которая должна быть использована для анализа надежности ЭРИ.

Существующие сегодня программные средства анализа надежности, используемые на предприятиях не позволяют решать задачу оперативного изменения информации, поскольку основаны на локальных БД, в которых отсутствуют средства автоматизированного обновления данных. Такое положение приводит к необходимости в процессе анализа надежности СЧ, либо использования не специализированного программного обеспечения, либо эти расчеты проводятся в ручную.

В свою очередь, в настоящее время, существует тенденция создания территориально распределенных по стране холдингов. Это делает актуальной задачу создания единой информационной среды обеспечения расчетов надежности. Реализация которой требует использование распределенных БД, что позволит обеспечить обновление параметров надежности с достаточной степенью регулярности, либо по запросу. Использование единой информационной среды обеспечения расчетов надежности сделает доступной информацию о новых характеристиках надежности ЭРИ всем участникам проектирования и обеспечить инженеров-схемотехников возможностью самостоятельно проводить расчет эксплуатационной интенсивности отказов СЧ.

Цель работы Целью диссертационной работы является формирования единого информационного пространства обеспечения надежности РЭА для повышения качества проектных решений при одновременном снижении временных и материальных затрат.

Для достижения поставленной цели в диссертации поставлены и решены следующие задачи:

1. исследование процесса проведения расчета и обеспечения надежности РЭА с целью выбора пути достижения поставленной цели;

2. разработка метода формирования модели класса ЭРИ;

3. разработка модели класса ЭРИ;

4. управление списком пользователей информационной среды. Разграничение прав доступа к информации, хранящейся в БД;

5. разработка способа кодирования математических моделей эксплуатационной интенсивности отказов;

6. разработка инженерных методик информационной поддержки обеспечения надежности;

7. практическая реализация и внедрение результатов работы.

Учитывая исключительную актуальность работ по разработке и внедрению средств поддержки ИПИ-технологий, методическое обеспечение информационной поддержки расчетов надежности должно быть ориентировано, в первую очередь, на пользователей ПС – инженеров-проектировщиков РЭА, не имеющих специальных знаний ни в области информационных технологий, ни в теории надежности. В этом плане наиболее важными являются следующие аспекты:

1. Полное соответствие требованиям стандартов в области ИПИ-технологий, а именно стандартов, ориентированных на обеспечение PDM-технологии систем хранения и управления данными о надежности ЭРИ и РЭА.

2. Создание конструкторской документации (КД) по расчетам надежности ЭРИ и РЭА в электронном виде.

3. Разработка нормативной базы применения ИПИ-технологий для информационной поддержки расчетов надежности РЭА (стандартов, РД, методических рекомендаций и др.).

Методы исследования В процессе решения поставленных задач использовались: теория математического моделирования; общая теория систем; теория надёжности; теория вероятностей и математической статистики; теория структурного анализа; теория принятия решений;

методы объектно-ориентированного программирования; методы непрерывной информационной поддержки наукоемких изделий.

Новые научные результаты, заключаются в том, что:

Разработана модель класса ЭРИ, отличающееся от известных тем, что основана на объектном подходе и включает в себя массив аналитических выражений, численные значения коэффициентов и описание параметров.

Разработан метод формирования модели класса ЭРИ Разработан набор инженерных методик, позволяющий создавать новый класс ЭРИ в едином хранилище характеристик надежности ЭРИ Разработан комплекс методик расчета надежности составных частей РЭА отличающийся от известных единым для всех пользователей хранилищем характеристик надежности ЭРИ, доступном на всех этапах проектирования, что в свою очередь позволяет уменьшить сроки проектирования за счет создания единого информационного хранилища.

Практическая ценность работы Разработанный в диссертационной работе комплекс методик, предназначенный для эксплуатации единой информационной среды обеспечения расчетов надежности, и позволяет обновлять параметры надежности ЭРИ с достаточной степенью регулярности.

Разработанные программные средства позволяют:

• провести расчеты анализ надежности СЧ, а так же проводить анализ причин, влияющих на их надёжность и, на этой основе, обеспечивать требуемый уровень надёжности РЭС уже на ранних этапах ее проектирования.

• Непрерывно эксплуатировать Систему анализа надежности СЧ за счет оперативного добавления новых математических моделей эксплуатационной интенсивности отказов путем автоматизированного изменения ее распределенной БД и интерфейса пользователя.

Реализация и внедрение результатов работы. Основные результаты работы внедрены в практику проектирования следующих предприятий: ЦКБ «Алмаз» (г. Москва), ЦКБ «Геофизика» (г. Москва), ЦНИИ «Гранит» (г. Ленинград), ЦНИИ «Циклон», (г. Москва), ЦНИИАГ (г. Москва), ВНИИРТ (г. Москва), НИИПМ (НПО «Ротор», г. Москва), НИИРК (НПО «Система», г. Москва), НИИРП (г. Москва), МНИИРИП (г. Мытищи), ДНИИРА (ПО «Азимут», г. Махачкала), ПО «Прожектор» (г. Москва), Севастопольский приборостроительный завод им. В.И. Ленина (г. Севастополь), ИП ММС НАН Украины (г.

Киев), ФГУП «НИИ «Автоэлектроника» (г. Москва), ФГУП «МНИРТИ» (г. Москва), ФГУП «НИИ ТП» (г. Москва), ФГУП «НИИ АА им. акад. В.С. Семенихина» (г. Москва), ФГУП «КБ «Аметист» (г. Москва), ФГУП «НИИ ИТ» (г. Москва), ОАО «РИРВ» (г. С-Петербург), ОАО «УПКБ «Деталь» (ОАО «Концерн «Тактическое ракетное вооружение», г. КаменскУральский), ФНПЦ «РПКБ» (г. Раменское), ФНТЦ «Модуль» (г. Москва), ГУДП «КБ ИГАС «Волна» (г. Москва), ДООО «ОКБ «ИРЗ» (г. Ижевск). Результаты работы также внедрены в учебный процесс вузов: МИЭМ (г. Москва), НТУУ «КПИ» (г. Киев), ЗНТУ (г. Запорожье), КГТУ (г. Красноярск), КГТА (г. Ковров) и учебно-консультационного центра ОАО «РОДНИК СОФТ» (г. Москва).

Апробация результатов работы. Работа в целом и ее отдельные результаты докладывались и обсуждались на 22 российских и 7 международных конференциях.

Публикации. По теме диссертации опубликована монография, учебное пособие, статьи и 12 тезисов докладов.

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, списка литературы и приложений, включающих в себя акты внедрения, эксплуатационную документацию на программный комплекс АСОНИКА-К, примеры расчета с помощью программного комплекса.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проведен анализ информационных потоков, циркулирующих в процессе проектирования РЭА и информации, необходимой для расчетов эксплуатационной интенсивности отказов ЭРИ. Информацией для анализа послужили данные, приведенные в руководящих документах, таких как Справочник «Надежность ЭРИ» (Россия), MIL HDBK217 (США), TR 322 – Bellcore Issue 6, SR 322 – Telcordia 2001, RDF 95 – French Telecom (Франция), UTEC 80810 (CNET 2000), HRD – British Telecom (Великобритания), GJB 299 – Chinese Standard (Китай), IRPH 93 – Italtel (Италия), ALCATEL, RADC 85-91, NPRD – 95, NSWC – 98. На основе анализа построена классификация информационной составляющей процесса проектирования в части обеспечения расчетов надежности ЭРИ, которая включает:

• математические модели эксплуатационной интенсивности отказов, которые представлены в аналитическом виде и содержащие арифметические действия и элементарные функции, такие как экспонента, показательная функция и т.п.;

• переменные характеризующие режимы работы ЭРИ в аппаратуре и их предельнодопустимые значения. К ним относятся такие параметры, как напряжение, мощность, температура и т.д.;

• коэффициенты математических моделей эксплуатационной интенсивности отказов;

• параметры математических моделей эксплуатационной интенсивности отказов;

• параметры представляют собой аналитические выражения, которые могут содержать арифметические действия и элементарные функции, такие как экспонента, показательная функция и т.п.

Например, для резисторов группа «Резисторы постоянные не проволочные» подгруппа «Металлодиэлектрические кроме прецизионных» математическая модель эксплуатационной интенсивности отказов имеет вид:

' (1) э = б * К * К * К * КR * КМ * К пр р э стаб ' К коэффициентам математической модели относится б, которая представляет собой постоянную величину.

Коэффициент режима К относится к параметрам математической модели и описывается р следующей формулой:

H P G (2) Pн* t+t+B Ns Nt К = А*e *e р Коэффициенты A, B, Nt, Ns, H, G – представляют собой постоянные величины.

Переменными в формуле 2 являются P, Pн, t.

Стоит отметить, что Pн относится к переменным поскольку типономиналы резисторов выпускаются с различной номинальной мощностью согласно установленным рядам.

В главе показано, что информацию о характеристиках надежности любого класса ЭРИ можно представить в виде объекта с функциями, процедурами и атрибутами. Из приведенного примера видно, что класс ЭРИ «Резисторы» можно представить в виде объекта при этом к функциям относятся математические модели (1) и (2), к атрибутам все коэффициенты, а к процедурам определение параметров математической модели пользователем.

Pages:     || 2 | 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»