CC BY
40
Иванов И.А.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ ПО ПОЛНОТЕ КОНТРОЛЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ
Предложен метод формирования набора диагностируемых элементов электронного средства, относительно которого проводится обеспечение контролепригодности.
Процесс разработки и выпуска современных устройств сложно представить без использования систем автоматизированного проектирования. Но, к сожалению, подобные систем недостаточно полно учитывают вопросы обеспечения контролепригодности.
Недостатком известных методов обеспечения контролепригодности, описанных в литературе и стандартах заключается в ориентированности на объекты диагностирования вообще, без учета особенностей радиоэлектронных средств (РЭС). Также существующие методы не обеспечивают контролепригодность, а ориентированы на ее повышение относительно базового образца.
Невозможность эффективного использования этих методов, актуализирует проблему создания методов и средств обеспечения контролепригодности РЭС способных внедрится в автоматизированный процесс проектирования новых изделий электронной техники.
В работе предлагается метод, позволяющий обеспечить контролепригодность радиоэлектронных средств с заданной полнотой диагностирования, основанный на современной технологии автоматизированного проектирования. Объектом исследования являются печатные узлы преимущественно аналогового типа, глубина обеспечения контролепригодности, т.е. глубина диагностирования - до съемного элемента.
С целью эффективного обеспечения контролепригодности на этапе проектирования необходимо сформировать список наиболее вероятные дефектов, т.е. выявить множество элементов ^, являющихся наиболее важными и при этом потенциально ненадежными, для чего проводится ранжировка элементов по степени значимости, т.е. по степени влияния на выходную характеристику. Проведение данной оценки возможно с помощью функции чувствительности. При этом все элементы имеют набор внутренних параметров, чувствительности к которым различны, с целью однозначного определения коэффициента значимости элемента выбирается максимальная относительная чувствительность к одному из параметров. Т.е.
Я = шах(Лу (п) • —) = шах(^у^- • —) ,
У дрк (п) у
где Я- коэффициент значимости элемента п1; Лр (п) -функция чувствительности выходной характеристики у! к параметру р элемента п±, причем п. еN , где N - общее количество элементов на печатном узле.
Не маловажной характеристикой, которую также необходимо учитывать при определении значимости элеетрорадиоэлементов, является расчетное значение вероятности отказа ( 1 — Р(/)), где Р(?) - вероятность безотказной работы. Расчет вероятностных параметров надежности, в рамках данной работы, предлагается проводить с использованием программного пакета АСОНИКА-К. Таким образом коэффициент значимости элемента примет вид:
Я = [шах(ЛрУ1 (N ) •р)] -[1 — Р(0] ^ У
В результате проделанной операции получаем упорядоченное по коэффициенту значимости Я множество N .
Множество элементов должно удовлетворять требованию по полноте диагностированию:
Na
Кпп =—^ • 100% ,
N
где КПП - коэффициент полноты диагностирования (проверки);
В соответствии с вышеизложенным требованием, подряд из проранжированного списка отбирается необходимое количество элементов ^.
При эксплуатации определенного класса изделий, находящихся в равных условиях зачастую происходят однотипные неисправности, отказы одних и тех же элементов, составляющие список рекламаций ^. Данные об отказах этих элементов позволят скорректировать список значимых элементов, основанный в первую очередь на расчетных значениях. Таким образом, нижние элементы списка ^ могут быть заменены элементами из списка ^, сформировав новое множество значимых элементов N .
При разработке РЭС опытный проектировщик также может учесть свое мнение относительно возможного списка дефектов, оформив его в виде множества элементов Ж. Как правило, такими элементами выбираются наиболее нагруженные.
Таким образом, множество элементов N включает в себя множество N3 и Ж, т.е. N ^ (N5 ^ NE) , причем все элементы nq множества Nlq ранжированы по коэффициенту значимости Я.
Множество ^, удовлетворяет требованию по полноте диагностирования и включает в себя набор
элетрорадиоизделий, размещенных на печатном узле, относительно которых обеспечивается контролепригодности.
Диагностирование элементов и присущим им дефектов проводится различными методами диагностирования. В раках данной работы контролепригодность обеспечивается для диагностирования электрическим, тепловым и механическим методами диагностирования. На этапах схемотехнического проектирования и проектирования конструкции с учетом тепловых и механических параметров составляются справочники неисправностей по электрическим, тепловым и механическим характеристикам соответственно.
С целью оценки достигнутого уровня контролепригодности предлагается критерий обеспечения контролепригодности:
К
К = -^ ,
к
где К - уровень контролепригодности; - элементы, для которых однозначно выявляется весь
набор рассматриваемых дефектов.
Максимальный уровень контролепригодности равен 1, при этом все рассматриваемые дефекты должны быть однозначно различимы.
При составлении справочника неисправностей может возникнуть неоднозначность в выявлении дефекта или группы дефектов, в таком случае нельзя говорить о полноценно обеспеченной контролепригодности, т.е. К < 1. Решение данной проблемы в разрабатываемом методе предполагается путем комплексного взаимодействия методик электрического, теплового и механического моделирования радиоэлектронных средств.
Информационная модель предлагаемого метода определяет потоки информации о состоянии проектируемого объекта от этапа технического задания до выхода изделия в производство. Разработанная информационная модель позволяет управлять процессом проектирования на всех его этапах.
В качестве средства, позволяющего автоматизировать процесс обеспечения контролепригодности на стадии проектирования, предлагается программный комплекс «T- Designing» (Testabi^ Designing -контролепригодное проектирование). Особенностью данного программного комплекса является возможность подключения внешних модулей схемотехнического и конструкторского проектирования, таких как PSpice, АСОНИКА-Т, АСОНИКА-ТМ и др. Обработка внешней информации и количественная оценка проводится в центральном модуле программного комплекса.
С целью практического применения разработанного метода и имеющихся программных средств, возникает необходимость в разработке инженерной методики обеспечения контролепригодности на стадии проектирования. Она включает в себя этапы электрического, теплового и механического диагностического моделирования, а также этап оценки контролепригодности.
Таким образом, метод позволяет обеспечить контролепригодность на стадии проектирования и в свою очередь повысить эффективность диагностирования при выходном контроле и эксплуатации радиоэлектронных средств.
