CC BY
118
В соответствии с рассмотренным примером практической реализации устройства выделения параметров помех было разработано УКПО, позволяющее непрерывно контролировать параметры помех на шинах питания БА по четырем каналам измерения иСЭП, икш, иЭПС, идт в частотном диапазоне Д/и = 20—30 000 Гц и обрабатывать в цикле измерения Гци = 100 мс результаты дискретизации аналоговых параметров помех иоп(/), иоо(/), идз(/), инч(0, ограниченных верхней частотной составляющей ^ов = 300 Гц, которое прошло наземную экспериментальную отработку с положительными результатами. Для использования УКПО при штатной эксплуатации в составе служебных систем КА необходимо провести работы по введению в БА специальных цепей контроля напряжения питания и тока потребления, а также разработать для БЦВМ специальное программное обеспечение.
список литературы
1. Прокопьев Ю. М., Прокопьев В. Ю., Кочура С. Г., Максимов И. А., Маслов С. А., Иванов В. В., Кольцов А. В., Опенько С. И., Первухин А. В. Прибор контроля кондуктивных помех // Мат. Всеросс. науч.-технич. конф. „Навигационные спутниковые системы, их роль и значение в жизни современного человека" / Под общ. ред. Н. А. Тестоедова. Красноярск: Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т, 2007. С. 99—101.
2. Андреев Ю. А., Абрамзон Г. В. Преобразователи тока для измерений без разрыва цепи. Л.: Энергия, 1979. 144 с.
3. Баскаков С. И. Радиотехнические цепи и сигналы: Уч. для вузов. М.: Высш. шк., 1988. 488 с.
4. Лейтман М. Б. Нормирующие измерительные преобразователи электрических сигналов. М.: Энергоатом-издат, 1986. 144 с.
5. Горностаев А. И., Терпугов Н. И. Пиковый детектор. Патент РФ № 2029395. МПК в11С 27/00. Заявл. 14.03.91. Опубл. 20.02.95. Бюл. № 5.
6. Тимонтеев В. Н., Величко Л. М., Ткаченко В. А. Аналоговые перемножители сигналов в радиоэлектронной аппаратуре. М.: Радио и связь, 1982. 112 с.
Рекомендована Поступила в редакцию
НПО ПМ 12.01.08 г.
УДК 60:62:167.7
А. А. Носенков, В. И. Медведев, Е. Н. Сухарев
Сибирский государственный аэрокосмический университет им. акад. М. Ф. Решетнёва
Красноярск
ТЕХНИЧЕСКАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ ПРИБОРОВ КАК ОСНОВА ЭФФЕКТИВНОСТИ И КАЧЕСТВА СИСТЕМ
Представлены некоторые положения понятийного аппарата и общей теории технической совместимости приборов. Рассмотрена роль технической совместимости в обеспечении качества и эффективности создаваемых систем.
Согласно международному ГОСТ 30709-2002, принятому в десяти странах СНГ, техническая совместимость — совместимость изделий, их составных частей, конструкционных, горюче-смазочных материалов, технологических процессов изготовления и контроля [1]. В стандарте изложен ряд общих понятий, касающихся ТС, и даны определения девятнадцати ее видов. Несмотря на дискуссионность некоторых трактовок и определений, представленных стандартом, главная его ценность состоит в попытке директивно закрепить все понятийное многообразие совместимости современной техники. Для авторов настоящей статьи важность
стандарта объясняется еще и тем, что в нем нашли свое подтверждение некоторые ранее разработанные теоретические положения и определения.
Являясь одним из основных условий создания первого в мире технического устройства, совместимость (согласованность) составных частей техники превратилась по мере ускорения технического прогресса из рядовых задач, выполняемых интуитивно, в глобальную проблему современной техники, решением которой заняты значительные научные и инженерные силы. Начиная с середины прошлого века совместимость технических элементов теоретически и экспериментально исследуется как в дифференцированном (электромагнитная, тепловая, механическая и др.), так и в системном проявлении (совместимость АСУ, трибосистем и др.).
Авторы статьи убеждены, что технической совместимости как глобальному свойству техники следует дать общетеоретическое толкование. Кроме того, выполнен ряд разработок, касающийся диалектических основ ТС, формирования понятийного аппарата, повидовой классификации, выявления и трактовки закономерностей, моделирования ТС и т.д. [2—6].
Однако недостаточно исследованным является такой важный вопрос, как влияние совместимости на эффективность функционирования и качество техники. Это обстоятельство и определило цель настоящей статьи — показать на примере изделий приборостроения ведущую роль совместимости в обеспечении качества и эффективности техники. Изделия приборостроения (приборы) выбраны не случайно, так как на их основе строятся наиболее сложные и совершенные технические, например космические, системы, для которых характерны все установленные в настоящее время виды ТС (более 50, и это число продолжает расти).
Совместимость и качество техники. Зависимость качества техники от ее совместимости была рассмотрена авторами в диалектическом плане при установлении и формулировании методологических принципов теории технической совместимости (ТТС): принципов достаточной совместимости (ПДС), максимального совершенствования (ПМС) и рациональной преемственности (ПРП), обеспечивающих проявление в ТС основных законов диалектики (единства и борьбы противоположностей, взаимоперехода качественно-количественных изменений и отрицания отрицания соответственно) [3].
ПДС связан с первым законом диалектики. Физическую суть принципа можно показать на примере таких общих противоположностей, имеющих место в любой технической системе (устройстве), как взаимодействие и взаимовоздействие составных элементов. Взаимодействие является своего рода взаимопомощью элементов системы в процессе ее функционирования. Взаимовоздействие — вредное взаимовлияние элементов. И чем больше взаимодействие превалирует над взаимовоздействием, тем более высокая степень совместимости достигается и соответственно обеспечивается высокое качество функционирования системы. Уровень достаточной совместимости устанавливается исходя из индивидуального и совокупного (совместного) рассмотрения многочисленных факторов, сопутствующих разработке любой современной техники: назначения, гарантийного срока службы, срока морального старения, серийности производства, имеющегося научно-технического и экономического потенциала и т. д.
Со вторым законом диалектики связан ПМС: рекомендуется использовать результаты взаимного перехода качественных и количественных изменений техники таким образом, чтобы каждая вновь разрабатываемая система (устройство) получала наиболее совершенные параметры и характеристики, чем все ранее известные аналоги и прототипы. Иными словами, при изготовлении новой техники следует использовать только те новации, которые совместно с другими реализуемыми решениями придают новым изделиям максимум совершенства. Следовательно, в содержательно-смысловом уровне данного методологического принципа просматривается связь совместимости и качества техники, но несколько по-иному: грамотно выбранный вектор новых решений и их достаточная согласованность с другими реализуемыми решениями обеспечивают недосягаемое ранее качество новой техники.
Наконец, ПРП опирается на третий закон диалектики и трактует, что любое вновь разработанное устройство должно (в меру целесообразного, разумного и обоснованного) содержать в себе идеи, физические принципы и элементы, ранее отвергнутые, например, по причине устаревания, так как они совместно с другими решениями в условиях новых достижений научно-технического прогресса могут обеспечить наивысшее качество, причем при наименьших затратах на него. Следовательно, и в ПРП центральное место занимает связь совместимости и качества в процессе технического творчества, но с использованием ранее отвергнутых решений.
Переходя от диалектического уровня к инженерному обеспечению ТС, остановимся на ее связях с конкретными показателями качества техники, а именно систем, построенных на основе приборов, например, космического аппарата связи (КАС) и наземного оборудования, используемого при наземной отработке и летной эксплуатации КАС.
Опыт работы с этими системами и результаты выполненных исследований позволяют утверждать, что физические виды ТС (электромагнитная, тепловая, механическая, электрическая, конструктивная, технологическая, эксплуатационная, совместимость систем „человек— машина" — СЧМ и др.) непосредственно или опосредованно влияют на классификационные (например, мощность, дальность действия, объект—носитель), эксплуатационные (требуемые параметры окружающей среды, стабильность собственных параметров, диапазон их регулирования и др.) и конструктивные (удобство монтажа, габаритно-присоединительные размеры, уровень миниатюризации и др.) показатели назначения, на показатели надежности (безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость), на безопасность, на показатели эргономические (гигиенические, антропометрические, психофизиологические) и эстетические (выразительность, рациональность формы, целостность композиции, совершенство производственного исполнения), на показатели технологичности (трудоемкость, материалоемкость, себестоимость и др.) и унификации (применяемость, повторяемость).
Организационные виды совместимости могут опосредованно повлиять на любой из приведенных выше показателей качества техники, но основным объектом их воздействия являются патентно-правовые показатели (патентная защита, патентная чистота и др.). Такова общая концептуальная модель воздействия совместимости техники на показатели ее качества.
Количественная оценка такой связи пока возможна лишь для некоторых пар „вид со-вместимости—показатель качества" и то не во всем ее диапазоне, а например, за пределами допуска: „размерная (геометрическая) совместимость—безотказность", „размерная (геометрическая) совместимость—возможность монтажа на объекте (носителе)", „антропометрическая совместимость—безотказность СЧМ", „эксплуатационная совместимость—безотказность (сохраняемость)", „тепловая совместимость — безотказность (сохраняемость)" и т.п. Для количественной оценки абсолютного большинства связей „совместимость—качество" приемлемы вероятностно-статистические методы, что требует знания соответствующих законов распределения и всех сопутствующих параметров совмещаемых элементов.
Совместимость и эффективность техники. Эффективность Э является важной и наиболее общей характеристикой современной техники. Для объективной оценки влияния совместимости на эффективность техники необходимо выбрать соответствующие критерии последней. В свое время Х. Б. Волховером был предложен критерий Кэ, учитывающий результаты использования Ри техники по назначению, затраты Рз на ее создание и эксплуатацию и
назначение техники Рн, определяемый как результат применения техники в случае, когда
стоящие перед ней задачи выполнены в полном объеме [7]:
Р - Р
Кэ =-и--1. (1)
Рн
Выражение (1) довольно полно охватывает все факторы, влияющие на эффективность, но весьма затруднено для практического применения. Поэтому более широкое применение находит раздельное рассмотрение эффективности как технической Эт и экономической Ээ составляющих [8, 9]. При этом для оценки технической эффективности в каждом конкретном случае могут быть использованы критерии
кэт =Ри - Рн (2)
или
Кт = Ри/Рн , (3)
а для оценки экономической эффективности (Ээ) — соответственно критерии
Ч =Ри - Рз (4)
или
Кэ = Ри/Рз . (5)
Хотя эти критерии имеют высокий уровень обобщения, их введение позволяет перейти к дальнейшему изложению содержания статьи.
Рассмотрим на системном уровне КАС, бортовой аппаратурный комплекс которого и является совокупностью сотен приборов различного рода и назначения [9]. Естественно, первоочередной задачей для КАС является совместимость с воздействиями ракеты-носителя и условиями окружающей среды. К числу наиболее проблематичных для КАС относится обеспечение электромагнитной совместимости Сэм бортовых приборов. Причина здесь общая
для всех летательных аппаратов — абсолютное большинство бортовых приборов имеет постоянно возрастающую степень миниатюризации исполнения и плотность компоновки. Проблема усугубляется отсутствием достаточно достоверных теоретических методов расчета Сэм
и превалированием экспериментального подхода, а также профессиональной интуиции специалистов. Таким образом, нередки случаи, когда приходится выполнять значительный объем исследовательских работ даже на летных образцах КАС, чтобы установить причины непредвиденного появления в ходе заводских испытаний снижения Сэм бортовых приборов и устранить их. Это приводит к затягиванию сроков сдачи аппарата, увеличению затрат Рз и ухудшению показателей К ээ и Кээ . В случае ухудшения Сэм при орбитальном полете КАС снижаются показатели Ри и соответственно К , К , К и К .
Аналогичная ситуация имеет место и для тепловой совместимости (ст) КАС. Она обусловлена тем, что миниатюризация приборов происходит более быстрыми темпами, чем снижение их электропотребления. Это приводит к возрастанию удельного тепловыделения и проблемам при терморегулировании таких приборов и КАС в целом. Влияние ст приборов
на показатели эффективности КАС полностью совпадает с показателями для Сэм .
Обеспечение других видов ТС (информационной, электрической, параметрической и др.) аппаратуры имеет свои проблемы и специфику, но влияние их на показатели эффективности синтезируемых систем носит тот же характер, что и для Сэм и ст.
Общий смысл предлагаемой концепции состоит в том, чтобы научиться целенаправленно обеспечивать качество и эффективность техники исходя из их первоосновы — обеспечения технической совместимости, т.е. идти от причины к следствию, а не наоборот, как это принято сейчас. Методологически такой шаг означает замену регрессивного подхода прогрессивным и предполагает значительное снижение ресурсоемкости процесса обеспечения качества современной техники.
Задачи совершенствования информационного обеспечения отечественного приборостроения 37
список литературы
1. ГОСТ 30709-2002. Техническая совместимость. Термины и определения. Минск: Международный совет по стандартизации, метрологии, сертификации, 2002. 4 с.
2. Носенков А. А. О методологической концепции теории технической совместимости // Микроэлектронные устройства. Проектирование и технология. Межвуз. сб. Красноярск: КрПИ, 1990. С. 100—103.
3. Носенков А. А., Медведев В. И. Теория технической совместимости как новая дисциплина системного анализа // Вестн. САА им. акад. М. Ф. Решетнёва. Вып. 2. Красноярск, 2001. С. 231—236.
4. Носенков А. А . Теория технической совместимости: диалектический базис, содержательный уровень, практический потенциал // XXIV Росс. шк. по проблемам науки и технологии. М.: РАН, 2004. С. 35—46.
5. Медведев В. И. Совместимость техники: вопросы моделирования // Там же. С. 47 — 54.
6. Носенков А. А. Техническая совместимость: практика, наука, проблемы. Красноярск: Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т, 2005. 136 с.
7. Волховер X Г. Обобщенная эффективность как критерий сравнения работы сложных систем // Вопросы радиоэлектроники. Сер. XII. 1965. Вып. 12. С. 5—7.
8. Цветков А. Г. Принципы количественной оценки эффективности радиоэлектронных средств. М.: Сов. радио, 1971. 200 с.
9. Носенков А. А. Исследование путей повышения эффективности контроля технического состояния космических аппаратов связи. Автореф. дис. канд. техн. наук. Красноярск-26, 1979. 23 с.
Рекомендована Поступила в редакцию
НПО ПМ 12.01.08 г.
УДК 002.55
А. А. Носенков
Сибирский государственный аэрокосмический университет им. акад. М. Ф. Решетнёва
Красноярск
Р. П. Туркенич
Научно-производственное объединение прикладной механики им. акад. М. Ф. Решетнёва
Железногорск
ЗАДАЧИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОТЕЧЕСТВЕННОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ
Рассмотрены этапы становления и развития информационного обеспечения отечественного приборостроения, а также задачи его совершенствования на современном этапе, изложены рекомендации по решению этих задач.
Проектно-конструкторские и технологические работы по созданию изделий приборостроения относятся к наиболее ресурсоемкой области созидательной человеческой деятельности. Для получения достойного результата (выходного эффекта) этих работ они должны быть объектом высокоорганизованной системы управления, построенной на основе совершенного информационного обеспечения (ИО). Однако понимание важной роли ИО и необходимости его совершенствования в нашей стране формировалось крайне медленно и усугублялось отсутствием достаточных экономических возможностей государства.
