CC BY
390
она является чувствительной, в отличие от энтропии Шеннона, при решении экстремальных задач при ограничениях, заданных неравенствами.
Функция неопределенности второго рода обладает тем свойством, что ее максимум для простого отношения порядка
Р! > р2 > ...> р. > ...> рп > 0 (7)
достигается на оценках Фишборна (6).
Действительно, решая задачу на условный
п ! п
экстремум Н2(р)=ПР^ ^ тах, 2 Р. = 1 при
условии (7) с помощью метода неопределенных множителей Лагранжа, можно найти экстремальные оценки (6).
Таким образом, ранжировав ранговые последовательности с помощью мер Д., можно определить весовые коэффициенты р., перейти к расчету критерия и упорядочению системы расчетных случаев. Следствием этого является возможность комплексной верификации результатов прогноза различными методами.
Литература
1. Мартыщенко Л.А., Филюстин А.Е., Голик Е.С., Клавдиев А.А. Военно-научные исследования и разработка вооружения и военной техники. СПб: МО РФ, 1993. Ч. I. 302 с.
2. Арефьев И.Б., Мартыщенко Л.А. Теория управления (современные проблемы управления и принятия решений). СПб: Изд-во СЗТУ, 2000. 176 с.
ОПТИМИЗАЦИЯ СЕРТИФИКАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРОРАДИОИЗДЕЛИЙ ИНОСТРАННОГО ПРОИЗВОДСТВА
Л.А. Ершов; Р.Г. Левин, к.ф.-ж.н.; В.А. Бабенко, к.т.н.; А.В. Уханов
(ЗАО «Спарта», г. Санкт-Петербург, kss59@mail.ru)
В работе авторы предлагают расчетно-аналитический метод оптимизации сертификационных испытаний элек-трорадиоизделий иностранного производства.
Ключевые слова: сертификационные испытания, расчетно-аналитический метод, оптимизация, критерий.
Применение иностранной электронной компонентной базы в отечественных образцах радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) является объективной реальностью. В соответствии с требованиями действующих нормативно-правовых документов оно осуществляется на основании Решения о порядке применения электронной компонентной базы (ЭКБ) иностранного производства (ИП) в изделии, в котором указано, что планируемые к применению электрорадиоизделия (ЭРИ) ИП должны пройти сертификационные испытания на соответствие требованиям отечественных стандартов с учетом модели внешних воздействующих факторов (ВВФ).
Проведение сертификационных испытаний ЭРИ ИП обусловлено целым рядом объективных и субъективных обстоятельств, основные из которых следующие [1]:
- отсутствие возможности контроля технологического процесса производства ЭРИ ИП;
_ отсутствие нормативно-технической документации на поставляемые ЭРИ ИП (технических условий на ЭРИ ИП);
- отсутствие обоснованного ограничительного перечня ЭРИ ИП, разрешенных к применению в РЭА;
- рассогласования в требованиях отечественных и зарубежных стандартов (проблема гармонизации).
В то же время небольшие объемы поставок ЭРИ ИП, высокая стоимость проведения сертифи-
кационных испытаний (зачастую она в несколько раз, а иногда и на порядок превышает стоимость партии ЭРИ ИП) и невозможность решать эту задачу полномасштабно и оперативно вследствие недостаточной оснащенности экспериментальной базы требуют разработки и внедрения новых подходов для оптимизации этого процесса.
В современных условиях актуальность решения данной проблемы становится еще более очевидной. Одним из наиболее эффективных путей ее оперативного разрешения сотрудники ЗАО «Спарта» (г. Санкт-Петербург) видят в скорейшей реализации подходов и методов, разработанных в предложенной «Концепции организации проведения сокращенных сертификационных испытаний электронной компонентной базы ИП в процессе комплектования предприятий-производителей РЭА РФ» [2].
Концепция определяет направления организации сокращенных сертификационных испытаний ЭРИ ИП и порядок их проведения, а также обосновывает выработку рекомендаций о возможности отказа от их проведения (то есть проведение их расчетно-аналитическим методом) и перехода к испытаниям в составе образца специальной техники в процессе комплектования предприятий-производителей ЭКБ ИП предприятиями - вторыми поставщиками.
Реализация этой концепции базируется на внедрении технологий обработки и учета информации о качестве ЭКБ ИП, полученной на основе
использования результатов маркетинговых исследований иностранных производителей и предварительных расчетов показателей их качества, в процессе составления программ и разработки методик сертификационных испытаний.
Предлагаемая ЗАО «Спарта» концепция сокращенных сертификационных испытаний ЭРИ ИП направлена, в первую очередь, на решение основной задачи: выбранная к применению и поставляемая ЭКБ ИП должна гарантированно отвечать уровню качества, достаточному для обеспечения требований, предъявляемых к свойствам РЭА конкретного типа.
Поэтому, говоря об оптимизации сертификационных испытаний ЭРИ ИП, следует помнить, что она прежде всего заключается в сокращении сертификационных испытаний и/или в их замене расчетно-аналитическими операциями, то есть целевой функцией является минимизация затрат на их организацию и проведение при условии достижения необходимой эффективности (степени идентификации качества ЭРИ ИП) в конкретной информационной ситуации.
Информационная ситуация определяется областью возможного изменения факторов, оказывающих существенное влияние на качество поставляемых ЭРИ ИП. Нетрудно выделить их совокупность в следующем виде:
- действующая система качества управления производством изделий;
- принятая система технических условий применения изделий;
- реализуемая программа поддержки выпуска изделий необходимого типа;
- установленная система контроля качества;
- состав гарантийных обязательств на изготавливаемые (поставляемые) изделия;
- объем и качество предлагаемой информации о производимых изделиях;
- степень защищенности от подделки;
- ценовая политика предприятия-изготовителя (дистрибьютора).
При выборе к применению ЭРИ ИП целесообразно ориентироваться на ЭРИ, которые отвечают всем требованиям, предъявляемым Центром поставок агентства логистики Минобороны США (DSCC/DLA) к функциональной достаточности, надежности и качеству элементов, применяемых на этапах проектирования и производства РЭА в интересах Минобороны США.
Данный выбор обусловлен ведущим положением США на мировом рынке технологий проектирования и производства электронных компонентов (в первую очередь, интегральных микросхем как наиболее высокотехнологичных и сложных), четко отработанной системой управления качеством технологических процессов производства, наличием соответствующей нормативно-технической базы и фактически сформированным
постоянным блоком предприятий-производителей электронных компонентов для нужд Минобороны США (класса military) [3].
При этом следует учитывать, что принятая на государственном уровне программа стандартизации Минобороны США направлена на максимальное использование коммерческих элементов в военных применениях путем доведения уровня их надежности до военных требований. Данное обстоятельство является достаточно важным для российского рынка, который практически полностью комплектуется из электронных компонентов ИП классов industrial и commercial.
Именно поэтому главным критерием, обеспечивающим высокую степень достоверности качества ЭРИ ИП, является уровень квалификации производителя. Программы квалификации, утвержденные Минобороны США, не зависят от закупки или контракта и гарантируют, что технология, изделие или семейство изделий изначально соответствуют заданным характеристикам и качеству, что проект изделия, производственный процесс, а также программы контроля качества непрерывно обеспечивают производство ЭРИ, соответствующих заданным характеристикам.
Среди систем качества, в максимальной степени гарантирующих необходимый уровень надежности поставляемых ЭРИ, могут рассматриваться только утвержденные Минобороны США системы QML и QPL квалификации технологического процесса и продукции соответственно. (QML - Qualified Manufacturing List (перечень аттестованных производителей) - программа квалификации процесса производства. Включение предприятия в Перечень QML является гарантией обеспечения требований, предъявляемых Объединенным советом по электронным устройствам Ассоциации электронной промышленности США к изделиям индустриального уровня качества, в том числе по составу, методам и условиям проведения квалификационных испытаний ЭРИ. QPL - Qualified Product List (перечень квалифицированных изделий) - программа квалификации изделий, гарантирующая, что изделия производителя не только изначально, но и на непрерывной основе отвечают требованиям спецификации.)
Рассмотрим возможные пути оптимизации сертификационных испытаний в различных типовых информационных ситуациях.
Информационная ситуация № 1: ЭРИ ИП, заявляемые для применения в специальной технике, идентифицируются как продукция класса military, что на российском рынке по понятным причинам встречается крайне редко, или изделия класса industrial, изготовленные QML/QPL квалифицированными производителями.
При условии удовлетворения ЭРИ ИП требованиям функционального назначения, допустимым весовым, геометрическим, стоимостным и
временным параметрам такие изделия рассматриваются как основные кандидаты на проведение оценки соответствия их партии требованиям модели внешних воздействующих факторов расчет-но-аналитическим методом (то есть без проведения сертификационных испытаний в традиционной форме - методом натурных экспериментов).
В настоящее время вероятность возникновения подобной ситуации, полученная на основе результатов работы ЗАО «Спарта» по обеспечению заказов за последние 3 года, составляет не более 30 % по номенклатуре и не более 17 % по объему всех поставок ЭРИ ИП.
Информационная ситуация № 2: возникает тогда, когда ЭРИ ИП, заявляемые для применения в специальной технике, идентифицируются как продукция классов industrial и commercial (более 70 % по номенклатуре и более 80 % по объему всех поставок ЭРИ ИП), производители которой работают без полной QML/QPL квалификации, но реализуют различные программы обеспечения ее высокого качества и надежности. В частности, если на предприятии принят и внедрен в производство Стандарт JESD47 «Квалификационные испытания интегральных схем в нагрузочных режимах» Объединенного совета по электронным устройствам (JEDEC) Ассоциации электронной промышленности США (EIA) - документ, специально разработанный для изделий, отвечающих требованиям высокой надежности и качества.
Сравнение состава и значений характеристик внешних воздействий, определенных JESD47 и ГОСТ РВ 20.39.414.1, позволяет сделать следующие выводы:
- состав и значения внешних воздействующих факторов, установленных в стандарте JESD47, соответствуют составу и значениям внешних воздействий, установленных стандартом ГОСТ РВ 20.39.414.1 для изделий группы унифицированного исполнения 4У;
- стандарт JESD47 предполагает проведение большего количества температурно-влажностных испытаний, активизирующих механизмы отказов, связанных с коррозией;
- стандартом JESD47 предусмотрены дополнительные испытания: термоудар и температурное циклирование силовых приборов, активизирующих такие механизмы отказов, как трещины по границе диэлектрик-область полупроводника, отслаивание электрических соединений, нарушение целостности проволочных соединений, усталость пайки (соединений, столбиковых и сферических выводов), трещины и отслаивание кристалла.
Таким образом, при установленном факте проведения иностранным производителем квалификационных испытаний ЭРИ коммерческого уровня качества в соответствии со стандартом JESD47 либо при действии другой программы экспериментальной отработки изделий в доста-
точном объеме и с необходимым уровнем текущего контроля их надежности допустимо принятие предварительного заключения о предъявлении этих ЭРИ ИП к оценке соответствия их партии требованиям модели ВВФ расчетно-аналитичес-ким методом.
Информационная ситуация № 3: отличается от предыдущей наличием удовлетворяющих предъявляемым требованиям сведений о действующих программах обеспечения качества выпускаемых ЭРИ классов industrial и commercial или информации о достаточности уровня текущего контроля их надежности.
В этом случае возможно предварительное решение о проведении сокращенных сертификационных испытаний в сочетании с расчетно-анали-тическим методом.
Во всех остальных случаях следует проводить сертификационные испытания ЭРИ ИП в полном объеме, предварительно убедившись в отсутствии аналога этого изделия, чтобы быть уверенным в том, что невозможно осуществить переход в одну из ранее приведенных информационных ситуаций, позволяющих решать оптимизационную задачу.
Процесс выбора пути решения задачи оптимизации сертификационных испытаний ЭРИ ИП в зависимости от идентифицированной на рассматриваемый момент информационной ситуации, возможно, целесообразно представить в виде алгоритма, изображенного на рисунке.
/ Исходная / информация /
Оценка производителей ЭРИ
не QML+ не JESD47 достаточна+ ТКН
1
Предварительное заключение об отказе от проведения испытаний (анализ ЭРИ расчетно-аналитическим методом)
Предварительное
заключение о проведении полных сертификационных испытаний
Предварительное заключение о проведении сокращенных сертификационных испытаний
Алгоритм оценки возможности проведения оптимизации сертификационных испытаний ЭРИ ИП
Принятые сокращения: СКП - система качества производителя; МВВФ - модель ВВФ ЭРИ; ТКН - текущий контроль надежности ЭРИ.
Основу предложенного алгоритма составляет процедура формирования информационной ситуации, представляющая собой мониторинг иностранных производителей, сущность которого заключается в оценке и установлении соответствия производителей ЭРИ ИП принятым требованиям (критериям оценки), предъявляемым к иностранному производителю ЭРИ, применяемых в образцах специальной техники.
Мониторинг основывается на сборе, анализе и обобщении информации об иностранных производителях и включает, в первую очередь, установление действующей у производителя системы управления качеством производства, принятой методологии квалификации, действующей программы организации и управления производством ЭРИ, другой информации, позволяющей объективно оценить уровень качества изготавливаемой продукции.
Теоретическую основу предложенного подхода составляют результаты целого комплекса связанных между собой научно-исследовательских работ, выполняемых в течение последних двух лет сотрудниками ЗАО «Спарта» с целью совершенствования системы комплектования предприятий-изготовителей специальной техники Российской Федерации ЭКБ ИП.
Основными результатами исследований являются:
1) методология проведения анализа планируемой к применению номенклатуры ЭРИ ИП на стадии опытно-конструкторских работ (ОКР);
2) методология создания перечня ЭРИ ИП, рекомендованных для применения в РЭА специальной техники;
3) методология проведения работ по оптимизации состава сертификационных испытаний.
Результаты апробации разработанного расчет-но-аналитического метода в процессе выполнения ОКР образцов РЭА специальной техники подтвердили его работоспособность и экономическую эффективность: экономия составила не менее 90 % от объема финансовых средств, обычно выделяемых для проведения сертификационных испытаний ЭРИ ИП.
Выполнение описанного комплекса работ, непосредственно предваряющих планирование, подготовку и собственно испытания, позволяет принять обоснованное решение о целесообразности:
_ отказа от проведения испытаний для QML/QPL продукции, применяемой в образце специальной техники;
_ проведения оптимизированных расчетно-аналитическим методом испытаний тех ЭРИ ИП, для которых возможна идентификация разногласий на уровне оценки производителя и в процессе которой установлена возможность удовлетворения характеристик качества;
_ проведения в полном объеме испытаний с целью подтверждения (неподтверждения) соответствия полному набору характеристик качества для продукции с неустановленной возможностью восполнения дефицитов надежности.
Окончательное решение принимается по результатам мониторинга производителей, анализа и оценки качества ЭРИ ИП.
Дальнейшая модернизация метода производится в направлении сокращения временных затрат на основе автоматизации процесса поддержки в принятии решений о проведении сокращенных сертификационных испытаний ЭКБ ИП, планируемых к применению в образцах специальной техники.
Литература
1. Левин Р.Г., Уханов А.В. Некоторые проблемы обеспечения электронной компонентной базой в процессе жизненного цикла образцов специальной техники // Анализ и прогнозирование систем управления: тр. IX Междунар. науч.-практич. конф. молодых ученых, студентов и аспирантов. СПб: СЗТУ, 2008. Ч. II. 287 с.
2. Концепция создания системы комплектования предприятий - изготовителей специальной техники высокотехнологичной электронной компонентной базой и материалами (проект). СПб: ЗАО «Спарта». 12 с.
3. Панкратов В.К., Уханов А.В. Комплексная система управления качеством технологических процессов производства электрорадиоизделий в США. СПб: ЗАО «Спарта», 2006.
4. Ершов Л.А., Бабенко В.А., Клавдиев А.А. Актуальные вопросы состояния и перспективы развития электронной компонентной базы в США // Анализ и прогнозирование систем управления: тр. IX Междунар. науч.-практич. конф. молодых ученых, студентов и аспирантов. СПб: СЗТУ, 2008. Ч. II. 287 с.
ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ВЫБОРА ЭЛЕКТРОННЫХ КОМПОНЕНТОВ ИНОСТРАННОГО ПРОИЗВОДСТВА
Л.А. Ершов; Р.Г. Левин, к.ф.-ж.н.; В.К. Панкратов; А.В. Уханов
(ЗАО «Спарта», г. Санкт-Петербург, kss59@mail.ru)
В статье излагаются методологические основы решения проблемы рационального выбора электронных компонентов иностранного производства для создания высоконадежной отечественной радиоэлектронной аппаратуры.
Ключевые слова: рациональный выбор, жизненный цикл, система управления качеством, достоверность.
Модернизация существующих и создание новых образцов специальной техники, отвечающих
мировым стандартам качества, основывается на современной, динамично развивающейся элек-
