Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Современное состояние проблемы обеспечения контролепригодности электронных средств 14
1.1. Контролепригодность электронных средств и методы ее обеспечения 14
1.2. Автоматизированное проектирование электронных средств 27
1.3. Методы диагностирования электронных средств 33
1.4. Технические средства диагностирования электронных средств... 40
1.5. Постановка задачи исследования 47
1.6. Выводы по главе 1 49
ГЛАВА 2. Метод автоматизированного проектирования контролепригодных электронных средств 50
2.1. Формирование требований к методу проектирования контролепригодных электронных средств 50
2.2. Разработка метода проектирования контролепригодных электронных средств 51
2.3. Формирования набора диагностируемых элементов 53
2.4. Разработка метода обеспечения контролепригодности электронных средств 61
2.5. Информационная модель процесса проектирования контролепригодных электронных средств 82
2.6. Выводы по главе 2 89
ГЛАВА 3. Программный комплекс автоматизированного обеспечения контролепригодности электронных средств 91
3.1. Требования к программному комплексу автоматизированного обеспечения контролепригодности электронных средств 91
3.2. Разработка алгоритмов функционирования программного комплекса 96
3.3. Разработка структуры программного комплекса 106
3.4. Разработка руководства пользователя подсистемы «T-Designing» 107
3.5. Выводы по главе 3 114
ГЛАВА 4. Инженерная методика автоматизированного обеспечения контролепригодности при проектировании электронных средств . 115
4.1. Разработка методики обеспечения контролепригодности электронных средств 115
4.2. Разработка программы экспериментальных исследований 120
4.3. Экспериментальная проверка разработанных методов и методик 124
4.5. Выводы по главе 4 149
Заключение 150
Список литературы
- Методы диагностирования электронных средств
- Постановка задачи исследования
- Разработка метода проектирования контролепригодных электронных средств
- Разработка программы экспериментальных исследований
Введение к работе
Актуальность темы
Современные темпы развития науки и техники привели к появлению новых технологий, увеличению степени интеграции и росту производства сложных электронных устройств и систем. Одновременно с этим, в условиях рыночной экономики, возрастают требования, предъявляемые к качеству электронных средств (ЭС), сокращению сроков проектирования и снижению затрат на их производство и ремонт в процессе эксплуатации.
Одним из средств, повышающих эффективность процесса создания ЭС, является повсеместное внедрение автоматизированных систем, это и системы автоматизированного проектирования (САПР), позволяющие разработчикам решать многопараметрические, оптимизационные задачи, и системы автоматизации производства и технологических процессов.
Решающую роль в управлении качеством электронных средств играет контроль технического состояния. Расходы на него составляют от 3% до 20%, а в отдельных случаях — до 70% от стоимости выпускаемых ЭС и имеют тенденцию к возрастанию из-за увеличения сложности объектов контроля.
Как правило, процесс выявления неисправностей современной аппаратуры проводится отдельно методом электрического, теплового, виброакустического или другого способа контроля и диагностирования. При этом трудно учесть особенности взаимовлияния разнородных физических процессов.
Такой подход, в итоге, сводится к использованию специализированных сложных и дорогостоящих средств технического диагностирования и, зачастую, оказывается не эффективным, в связи с низкой контролепригодностью ЭС. Под контролепригодностью понимается приспособленность ЭС к проведению контроля и диагностирования заданными методами и средствами.
Различные вопросы обеспечения контролепригодности аппаратуры рассматривались в работах А.В. Мозгалевского, Е.С. Согомоняна, В.И. Сагунова, Л.С Ломакиной, Н.Н. Новикова, СУ. Увайсова и др.
Существующие методы обеспечения контролепригодности, описанные в стандартах и других источниках литературы, на практике оказываются малоэффективными, вследствие своей сложности и неоднозначности.
Их основные недостатки заключаются, во-первых, в ориентированности на широкий класс объектов диагностирования, что не позволяет учитывать специфические особенности электронных средств. Во-вторых, существующие методы нацелены на повышение контролепригодности относительно базового образца, а не на ее безусловное обеспечение.
Таким образом, невозможность эффективного использования существующих методов обеспечения контролепригодности актуализирует проблему создания методов и средств автоматизированного проектирования контролепригодных ЭС.
Объект исследования: процесс контроля технического состояния ЭС.
Предмет исследования: метод, модели, алгоритмы и программно-методическое обеспечение автоматизированного проектирования контролепригодных ЭС.
Цели работы
Общая цель: повышение эффективности диагностирования электронных средств за счет безусловного обеспечения контролепригодности при их проектировании на основе диагностического моделирования разнородных физических процессов.
Частная цель: разработка метода и средств обеспечения контролепригодности при автоматизированном проектировании ЭС.
Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решены задачи:
-
Анализ современного состояния проблемы обеспечения контролепригодности ЭС при проектировании.
-
Разработка метода проектирования контролепригодных ЭС.
-
Разработка алгоритма формирования набора диагностируемых элементов.
-
Разработка информационной модели процесса обеспечения контролепригодности ЭС на стадии проектирования.
-
Определение состава и разработка алгоритма и структуры программного комплекса контролепригодного проектирования.
-
Разработка инженерной методики обеспечения контролепригодности ЭС.
-
Проведение экспериментальных исследований разработанного метода проектирования контролепригодных ЭС.
-
Внедрение результатов диссертационной работы в промышленность и учебный процесс вузов.
Методы исследования. При решении поставленных задач были использованы принципы системного подхода в проектировании ЭС, теория функций чувствительности, методы математического моделирования, технической диагностики, решения систем дифференциальных уравнений и построения информационных систем, а также численно-аналитические и экспериментальные методы исследований.
Наиболее существенные научные результаты
При решении задач, поставленных в диссертационной работе, получены следующие новые научные результаты:
-
Разработан метод обеспечения контролепригодности, основанный на методах моделирования разнородных физических процессов, отличающийся введением на стадии автоматизированного проектирования этапа диагностического моделирования, что позволяет повысить эффективность контроля технического состояния ЭС.
-
С целью выполнения требований по полноте проверки ЭС при заданной глубине, разработан алгоритм формирования набора диагностируемых элементов, основанный на анализе функций параметрической чувствительности и показателей надежности комплектующих электрорадиоэлементов (ЭРЭ).
-
Предложена информационная модель процесса обеспечения контролепригодности, в которой заложены все основные свойства и информационные связи при автоматизированном проектировании с учетом разнородности протекающих физических процессов, и отражается взаимосвязь подмоделей для приема, обработки, хранения и передачи данных.
-
Разработан алгоритм и структура программного комплекса автоматизированного проектирования ЭС, отличающегося введением дополнительных модулей для формирования множества диагностируемых элементов и расчета показателей контролепригодности.
-
Для обеспечения контролепригодности электронных средств в процессе автоматизированного проектирования разработана инженерная методика, отличающаяся введением дополнительных процедур по оценке степени приспособленности объекта к определению его технического состояния.
Практическая полезность состоит в том, что предложенные программно-методические средства позволяют повысить эффективность организации жизненного цикла ЭС, за счет автоматизации проектных процедур по обеспечению контролепригодности, и своевременно выявлять на этой основе неисправности и предвестники отказов электронных средств.
Реализация и внедрение результатов работы. Разработанные в диссертационной работе методы, программное и методическое обеспечение использовались при выполнении фанта по хоздоговору № 8/ЛТ на кафедре «Радиоэлектронные и телекоммуникационные устройства и системы» Московского государственного института электроники и математики, а также грант от фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере «УМНИК». Отдельные результаты работы в настоящее время используются при выполнении Государственного контракта № 2010-1.1-400-150-089 в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы по теме: «Разработка методов и аппаратурных средств лазерно-информационной технологии мониторинга газотранспортных объектов».
Основные результаты диссертационной работы внедрены в практику проектирования Избербашского радиозавода им. Плешакова П.С., ОАО «НИИ ТП», ОАО «Аэроприбор-Восход», а также в учебный процесс Московского государственного института электроники и математики.
Апробация результатов работы. Работа в целом и ее отдельные результаты докладывались и обсуждались на международных и российских конференциях: научно-практическая конференция «Инновации в условиях развития информационно-коммуникационных технологий» (Сочи, 2006-2009), международная научно-практическая конференция «Инновации на основе развития информационных и коммуникационных технологий» (Сочи,2010,2011), международная научно-практическая конференция «Системные проблемы надёжности, качества, информационно-телекоммуникационных и электронных технологий в инновационных проектах» (Сочи, 2006-2009), Ежегодная научно-техническая конференция
студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ (Москва, 2008-2011), международная научно-практическая конференция «Информационные технологии в образовании, науке и производстве» (Серпухов, 2007-2008), международный симпозиум «Надежность и качество» (Пенза, 2008-2011).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 22 работы, в том числе 2 в издании, рекомендованном ВАК, а также получены 3 свидетельства о регистрации программ.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, списка литературы и приложений, включающих акты внедрения и свидетельства регистрации программ.
Основные научные результаты, выносимые на защиту:
-
Метод обеспечения контролепригодности электронных средств при автоматизированном проектировании.
-
Алгоритм формирования набора диагностируемых элементов.
-
Информационная модель процесса обеспечения контролепригодности ЭС на стадии проектирования.
-
Алгоритм и структура программного комплекса контролепригодного проектирования.
-
Инженерная методика обеспечения контролепригодности ЭС.
Методы диагностирования электронных средств
При применении на стадии проектирования методов обеспечения контролепригодности, связанных с формированием и расчетом наборов показателей, необходимо учитывать особенности их взаимосвязи, с характеристиками ЭС : . Из всего множества показателей приведенных в ГОСТах и литературе, можно выделить следующие, наиболее важные, показатели контролепригодности: коэффициент глубины поиска дефекта; ( гя); коэффициент унификации, параметров сигналов ( -уя); вероятность правильного диагностирования или достоверность контроля (Я); коэффициент оперативности контроля: ( к-); коэффициент однозначности: локализации места неисправности (-К.////); коэффициент унификации контролируемых параметров (i W); коэффициент использования: специальных средств: диагностирования; (- //с); коэффициент унификации; , устройств сопряжения (- ус ); коэффициент аппаратной избыточности, (Ки ); коэффициент автоматизации1 съема: диагностической , информации (; с); коэффициент средней трудоемкости подготовки- к проверке, ;( гд); коэффициент влияния? стыковочно-расстыковочных операций ( дср);: , В качестве эксплуатационных характеристик можно выделить: погрешность измерения параметра ( ); структурную избыточность ( toi), которая вводится в виде дополнительных элементов для? организации? и проведения диагностирования; вероятность необнаруженного отказа ( яо); достоверность контроляї ( ); время восстановления ( в); вероятность. безотказной- работы ( ьр); стоимость объекта(л ) [62; 79]1 Качественная оценка взаимовлияния перечисленных показателей приведена в таблице-1:1у где стрелка«t» означает увеличение, возрастание показателя или величины,. стоящей рядом со стрелкой, а стрелка « » означает уменьшение: той; или иной величины. Таблица 1.1 Анализ взаимосвязи показателей контролепригодности
Из таблицы 1.1 можно сделать вывод, что изменение диагностических показателей приводит в основном к изменению избыточности, времени восстановления, вероятности безотказной работы и стоимости. Наиболее информативными диагностическими показателями являются коэффициент глубины поиска дефекта гяи достоверность контроля. Наименее информативным показателем является коэффициент унификации
К контролируемых параметров укп, который влияет только на стоимость разрабатываемого объекта, причем когда на стоимость нет существенных ограничений, то этот показатель при расчётах контролепригодности можно не учитывать. В таблице 1.1 можно выделить диагностические показатели контролепригодности, увеличение значений которых взаимосвязано с уменьшением времени восстановления. Это ок з Д 5 КЛН . Конструктивные показатели контролепригодности увеличение которых R К К взаимосвязано с уменьшением.времени восстановления: с, "с, и : Изменение технологических показателей контролепригодности тд-и ИП в основном связано с изменением времени восстановления. Вариация значений величины, характеризующей достоверность функционирования объекта связана; с изменениями,- таких коэффициентов К- п: К-контролепригодности, как; Значения этих показателей должны задаваться в техническом задании .и жестко контролироваться на этапе проектирования. Анализ? таблицы 1. Г позволяет выделить в ней две группы показателей контролепригодности, изменения значений которых приводят к изменению структурной избыточности объекта. Первая группа: 7, KjI",A,K -, В -. Вторая группа: К с, Куп, кпс,кп j КВСР} ки кок. Увеличение значения любого показателя контролепригодности из первой группы приводит/ к; усложнению диагностируемой: структуры. Увеличение значений; показателей контролепригодности из второй группы имеет обратное действие.
По аналогии- с этим можно выделить две группы, показателей контролепригодности, изменение значений: которых приводит к изменению значения ;вероятности безотказной работы диагностируемой структуры. . Первая группа: К ж,Кж, КУП.;КИС}КП} КВСР км. Втораягруииа.:К п,К ,Д,Вс: Увеличение значения показателя контролепригодности в первой группе приводит к увеличению значения вероятности безотказной? работы диагностируемой структуры, а увеличение показателей во второй группе имеет обратное действие. Применяя метод выделения. центрального ядра в матрице к таблице 1.1, можно выделить показатели контролепригодности, увеличение значений которых приводит к уменьшению вводимой структурной избыточности в диагностируемую структуру, к увеличению вероятности безотказной работы тс структуры и к сокращению времени восстановления структуры. Это: ,
С целью учета взаимовлияния существующего многообразия показателей, а также оценки уровня контролепригодности можно выделить программу по расчету показателей контролепригодности [26; 37, 49, 5 Г]. Данная программа позволяет автоматизировать процесс формирования списка необходимых показателей контролепригодности, и «их расчет (рис. 1.2, 1.3).
Расчет показателей контролепригодности начинается с выбора групп конструктивного исполнения изделия по контролепригодности для проверки исправности и (или) работоспособности, функционирования и для поиска дефектов, нарушающих исправность и (или) работоспособность, функционирование, определяется; набор показателей контролепригодности. Выбор производится. в» каждом из выпадающих списков (рис. 1.2, 2), причем набор элементов второго списка (групп конструктивного исполнения для поиска дефектов, нарушающих исправность и (или) работоспособность, функционирование), зависит от элемента, выбранного в первом списке.
Постановка задачи исследования
Входными данными этапа диагностического моделирования служат электрическая (FD), тепловая (FT) и механическая (FM) модели, перечень контрольных точек (7V), тестовых воздействий (Ф), а также список возможных дефектов. Диагностическое моделирование проводится относительно набора диагностируемых элементов, отвечающих требованию по полноте контроля.
Результатом диагностического моделирования является электронный диагностический справочник, включающий в себя значения измеряемых характеристик в контрольных точках при возникнуть неоднозначность в выявлении дефекта различных видах дефектов. Диагностическое моделирование может проводиться в несколько итераций, до тех пор, пока требования по контролепригодности не будут выполнены. Проверка достигнутого уровня контролепригодности проводится в соответствии с критерием: Nka К=—2- = 1, где Л - набор диагностируемых видов дефектов, Nk4 — количество однозначно выявляемых видов дефектов заданными методами диагностирования. Т.е. при обеспечении 100%-ой контролепригодности все виды дефектов из набора рассматриваемых должны однозначно выявляться. Но при составлении справочника неисправностей может или группы дефектов. В таком случае нельзя говорить о полном обеспечении контролепригодности, т.е. К 1. Данная проблема в разработанном методе решена путем комплексного взаимодействия методик электрического, теплового» и механического моделирования электронных средств. Дефект, который однозначно не влияет на электрические характеристики и, следовательно, не выявляется электрическими методами диагностирования, может быть выявлен путем применения теплового или механического диагностирования.
Контроль и диагностирование электронных средств на этапах выходного контроля и эксплуатации может занимать достаточно много времени и требовать немалых финансовых затрат. Это неприемлемо при современных темпах проектирования и производства. Особенно это относится к серийным устройствам, на диагностирование которых, с учетом технологических требований, должно затрачиваться от долей секунды до нескольких минут. Но, к сожалению, за данное время сложно охватить весь набор ЭРЭ, размещенных на печатном узле. Как показал анализ современных методов диагностирования, в настоящее время отсутствуют способы выбора диагностируемых элементов. Зачастую контроль технического состояния заключается в проверке выходных характеристик, что является недостаточным для полной оценки состояния ЭС.
Блок-схема процесса формирования набора диагностируемых элементов изображена на рис. 2.2. Каждый блок включает в себя множество последовательных действий, алгоритмы которых описаны далее. Необходимость описания внутреннего алгоритма обусловлена сложностью, цикличностью и строгой упорядоченностью набора решаемых задач.
Блок-схема процесса формирования набора диагностируемых элементов Из всего множества ЭРЭ, размещенных на печатном узле, выбираются элементы в соответствии с их значимостью. Т.е. проводится анализ, в результате которого выбираются элементы, степень влияния которых на выходную характеристику максимальна. Для этого проводится ранжирование ЭРЭ на основе соответствующих значений весовых коэффициентов, коэффициентов значимости. Расчет коэффициента значимости включает в себя ряд операций, описанных далее.
Основным требованием при формировании набора диагностируемых параметров является коэффициент полноты проверки, иначе, коэффициент полноты контроля или диагностирования Кпп , который показывает необходимую степень охвата ЭРЭ методами и средствами диагностирования. к -N" где г - все множество ЭРЭ, входящих в состав рассматриваемой схемы. q - множество диагностируемых ЭРЭ. Значение Кпп зависит от многих факторов и может быть представлено в виде функции Knn=f(T,C,S,h,KnP), где Т - время, отведенное на процесс контроля или диагностирования, J- = я " "- #, где Тп - среднее время подготовки ЭС к контролю или диагностированию (среднее время установки и снятия измерительных устройств, среднее время монтажно-демонтажных работ на изделии), Тк -среднее время подачи тестовых воздействий на изделие, снятие полученных характеристик, анализ полученных данных системой контроля или диагностирования; С - финансовый показатель, определяющий затраты на процесс контроля или диагностирования, а именно, амортизация оборудования, аренда или разработка специальных средств контроля и диагностирования, а также оплата труда специалистов; S - средняя трудоемкость подготовки ЭС к контролю или диагностированию (средняя трудоемкость установки и снятия измерительных устройств, средняя трудоемкость монтажно-демонтажных работ на изделии); h - параметр, условно определяющий серийность производства (единичное, серийное и пр.), КПР - коэффициент приемки, отражающий два уровня качества изготовления изделий: общего военного применения (ОВП) - приемка "5" и повышенной надежности (ОС) -приемка "9".
Разработка метода проектирования контролепригодных электронных средств
Используя математические модели физических процессов, протекающих в объекте, проводится электрическое, тепловое и механическое моделирование (Ф2) с применением современных программных средств (MicroCap, OrCad, ТРиАНА, АСОНИКА-ТМ, ANSYS и др.), эффективность которых подтверждается их широким распространением в промышленности.
Результаты моделирования, формирующие массив Т5, должны удовлетворять всем требованиям технического задания 77. Ф1 и Ф2 — это сложные операции, в которых могут протекать многоитерационные процессы по подбору требуемых параметров, элементной базы и элементов конструкций. Т5 представляет собой матрицу М р , где N — число элементов, а Р - число расчетных параметров (потенциалы в узлах, токи через элементы, локальные температуры элементов и др.).
Важным звеном в автоматизированном информационном процессе является оператор-эксперт (ФО). Операции, которые осуществляются эекспертом, используя данные 77, 72, ТЗ и Т4, позволяют получить массив Тб, который используется на дальнейших стадиях контролепригодного проектирования. Обработка входных массивов проводится с использованием . имеющегося множества баз знаний Ех [5]. ЕХ={П„П1,...,П1:П1={Р„Р2,...,Р11}} где Я, - /-ая база знаний; Рп- множество правил. Тб - мнение эксперта, которое учитывается при формировании набора диагностируемых элементов и представляет собой массивы данных в виде вектор-строки коэффициенту-го элемента, по мнению эксперта.
Данная информационная модель описывает, в первую очередь, все процессы, связанные с обеспечением контролепригодности. Первым этапом в процессе обеспечения контролепригодности является формирование набора диагностируемых элементов. Анализируя элементную базу объекта, его схемно-конструкторское решение и технологию проектирования и производства, мы получаем информацию о достаточном наборе элементов (770), обеспечивающем требование технического задания ТІ по коэффициенту полноты проверки
Формирование массива ТІ0 осуществляется на основе процедур обработки информации о степени значимости каждого ЭРЭ. Для этого операции ФЗ позволяют формировать информацию о чувствительности выходных характеристик к внутренним параметрам элементов (77) в виде матрицы чувствительностей ANY, где N — число параметров элементов; Y — число выходов ЭС. При этом используется множество математических моделей Т4, описывающих связи выходных характеристик и внутренних параметров Т2. Используемые методы расчета функции чувствительности достаточно подробно изложены в [60].
Параллельно происходит преобразование информационных массивов ТІ, Т2 и ТЗ в формат входных данных программного комплекса АСОНИКА-К [44] (системы расчета надежности составных частей), где с помощью процедуры Ф4, на основе математических моделей, взятых из справочников по надежности, формируется массив данных Т8. Т8 представляет собой матрицу, содержащую результаты расчета надежности ЭРЭ.
Процедура (Ф5) обработки массивов- 77 и Т8 дает набор весовых коэффициентов, которые приводят множество ЭРИ к ранжированному виду (7Р) по степеням значимости. Т9 - это массив данных в виде упорядоченной вектор-строки: N = UNr\,...,N k,...,NmH):rl ... rk ... rn J = lj где п - количество ЭРИ; гк - значение к-то весового коэффициента, определяющего степень значимости элемента. Далее проводится выборка (Ф6) из массива T9 количества элементов, удовлетворяющего/требованиям по полноте проверки. Таким образом . W" формируется массив . Учет мнения эксперта и имеющихся рекламаций N происходит путем замены последних элементов і на элементы массивов ТЗ и Тб, в результате чего формируется Т10. !;
Наборы данных ТІ, Т4, Т5 и ТІ О поступают в блок обработки диагностической информации. Для формирования массивов,, достаточных для проведения диагностического моделирования необходимо сформировать список возможных неисправностей и контрольных точек относительно выбранного количества диагностируемых-элементов.
В результате процедур обработки входной информации (Ф7 и? Ф8) формируются:Til wT12. ТИ представляет собой матрицу Мщ, где N — число ЭРЭ, а О — количество возможных, дефектов; 772 представляет собой матрицу MRK, где R - количество узлов; К —количество, контрольныхточек. ТІ 2 соответствует предварительным набором контрольных точек. В результате диагностического моделирования число контрольных точек и места1, их расположения- могут меняться. Причем, если для электрического моделирования в; кaчёcтвe, первоначальных контрольных точек могут быть выбраны выходы схемы, то! для теплового моделирования контрольной точной является;корпус;каждого Диагностическое; моделирование (ФЇ2) представляет собой многоэтапный информационный процесс, в течении котором осуществляется несколько операций: Ф9,.Ф]0; Ф11. Для формирования тестовых воздействий {ТІ3) обрабатывается информация о возможных дефектах и местах размещения контрольных точек (Til,ТІ2). Процесс формирования перечня контрольных точек (Ф10) напрямую связан с набором неисправностей и видами и значениями тестовых сигналов. Правильный выбор контрольных точек позволяет повысить эффективность диагностирования.
Разработка программы экспериментальных исследований
Разработанные в диссертационной работе метод проектирования, алгоритм формирования набора диагностируемых элементов, а также существующие программы диагностического моделирования и оценки уровня контролепригодности, позволили .разработать инженерную методику обеспечения контролепригодности на стадии проектирования, которая, представлена на рисунке 4.1. Она включает в.себя-этапы формирования набора диагностируемых элементов, формирования-набора дефектов, диагностического моделирования (Al, А2, A3), а также этап оценки достигнутого уровня контролепригодности (А 4): Представленная методика дополняет классическую методику проектирования ЭС и позволяет предусмотреть -ряд мероприятий, повышающих эффективность диагностирования на этапе выходного контроля и стадии эксплуатации.
Результатом инженерной работы по обеспечению- контролепригодности на стадии проектирования, является- база диагностических данных, которая содержит в себе набор контрольных точек, перечень тестовых воздействий и справочник неисправностей. Тестовые воздействия принимают различные формы и значения в-зависимости от вида диагностического моделирования и- последующего диагностирования: Это могут быть различные сигналы для электрического диагностирования, тепловые режимы- и электрические нагрузки для диагностирования по тепловым характеристикам, механические воздействия для виброакустического метода диагностирования. Тестовое воздействие напрямую связано с видом применяемого средства технического диагностирования и источником воздействий (ос циллограф, вибростенд и пр.)
Ограничения ЭВМ и ПО ТЗ.ТУнаЭРИ1 ГЭпрктричргкяя і і j принципиальная — Формирование t схема набора 1 ! диаі ностнруемых элементов Д1 К і Рекомендации по изменению диагностических параметров : Математическая і г /-/ надежности механического диагностического 1 - набор диагностируемых элементов моделирования 2 - набор контрольных точек перечень тестовых воздействий, справочник характерных неисправностей АО
Укрупненная методика обеспечения контролепригодности электронных средств на стадии проектирования Этап работ по формированию набора диагностируемых элементов представлен на рисунке 4.2.
1) Расчет функции чувствительности (АН). С помощью модуля программы T-Designing проводится расчет чувствительности выходных характеристик (например, напряжение на выходе схемы, температура на элементах) к изменениям внутренних параметров. При этом выбирается максимальное значение и принимается за чувствительность выходной характеристики к изменению параметров элемента.
2) Используя программу обеспечения надежности АСОНИКА-К, проводится расчет вероятности безотказной работы каждого элемента (А 12). Выходной файл программы, содержащий необходимые данные конверти 116 руется в модуль программы обеспечения контролепригодности, отвечающий за определение значимости ЭРЭ.
3) Полученные значения вероятности безотказной работы преобразуются в значения вероятности отказа.
4) Путем перемножения значения чувствительности и вероятности отказа, которое проводится в автоматическом режиме программой Т-Designing, получаем коэффициент значимости каждого элемента (А13).
Следующим этапом обеспечения контролепригодности является этап диагностического моделирования (А2).
1) Формирование перечня дефектов (А21). Для каждого вида диагностирования определяются дефекты, которые выявляются соответствующими м етодами. В программах диагностического моделирования DiaEl, DiaTerm, Integrity это проводится в автоматизированном режиме.
2) Первоначально контрольными точками электрической схемы назначаются выходы, т.е. места, где снимаются выходные характеристики по ТЗ. Потенциально контрольными точками могут быть все узлы электрической схемы, но такой подход приведет к чрезмерной избыточности. В качестве контрольных точек конструкции выбираются корпуса элементов (для теплового диагностирования) и центр масс (для виброакустического диагностирования)
3) С использованием программных пакетов MicroCap, PSpice интегрированных с T-Designing для электрической схемы подаются тесты в стационарном режиме (если схема приспособлена для работы в данном режиме), которые выбираются автоматически, исходя из диапазона разрешенных сигналов, погрешности измерительных приборов и шага разрядной сетки ЭВМ. В случае, когда в схеме имеются пассивные элементы, необходимо проведение частотного анализа с целью выявления частоты подаваемых тестовых сигналов. Данная операция проделывает в T-Designing.
4) Диагностическое моделирование со сформированным перечнем дефектов и при подаче серии тестовых воздействий. Процедура электрического диагностического моделирования проводится с использованием программного комплекса - DiaEl, теплового диагностического моделирования с использованием DiaTerm и механического диагностического моделирования с использованием Integrity. В результате формируется справочник характерных неисправностей, т.е. выходные характеристики и соответствующие им дефекты.
Оценка достигнутого уровня контролепригодности (A3).
1) Процедура выявления неоднозначностей (А31) проводится в ПК Т-Designing на основе анализа однозначности различимости выходных характеристик. В результате отсеивания схожих выходных характеристик формируется набор однозначно выявляемых дефектов.
2) Сравнение количества однозначно выявляемых дефектов с общим количеством рассматриваемых дефектов в схеме и конструкции.
3) В случае, когда не все дефекты однозначно выявлены, возникает необходимость в повторном диагностическом моделировании, а именно: назначаются дополнительные контрольные точки, помимо стационарного и частотного анализа, проводится динамический анализ. Для механических дефектов проводится анализ на ударные воздействия и акустический анализ.
