Обеспечение требований по полноте контроля при проектировании электронных средств

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.