Планирование и организация контрольных испытаний на надежность (безотказность) серийной аппаратуры

ЛИТЕРАТУРА

1. The temperature influence on the propagation characteristics of the signals in the printed conductors/Pavel Andreyev; Alexey Grishko; Nikolay Yurkov/2016 13th International Conference on Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science (TCSET)/Year: 2 016/Pages: 376 - 378/ DOI: 10.1109/TCSET.2016.7452063

2. Special features of structural design for a fiber-optic microdisplacement transducer/S. A. Brostilov; T. Yu. Brostilova; A. K. Grishko; N. K. Yurkov; I. I. Kochegarov/2 018 14th International Conference on Advanced Trends in Radioelecrtronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET)/Year: 2018/Pages: 431 - 435/ DOI: 10.110 9/TCSET.2 018.833 623 4

3. Application of the model of the printed circuit board with regard to the topology of external conductive layers for calculation of the thermal conditions of the printed circuit board / I. M. Rybakov, N. V. Goryachev, I. I. Kochegarov, A. K. Grishko, S. A. Brostilov, N. K. Yurkov // Journal of Physics: Conference Series. - 2017. - Т. 803, № 1. - С. 012130.

4. Generalized structural models of complex distributed objects / M. Yu. Mikheev, T. V. Zhash-kova, A. B. Shcherban, A. K. Grishko, I. M. Rybakov // Proceedings of 2016 IEEE East-West Design and Test Symposium, EWDTS 2016. - 2016. - С. 7807742.

УДК 621.396.6.019.3

Бахарева С.В., Ившина Н.С., Бухаров А.Е. АО «УПКБ «Деталь», Каменск-Уральский, Россия ПЛАНИРОВАНИЕ И ОРГАНИЗАЦИЯ КОНТРОЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ НА НАДЕЖНОСТЬ (БЕЗОТКАЗНОСТЬ) СЕРИЙНОЙ АППАРАТУРЫ

На этапе серийного производства радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) должен осуществляться контроль проведения периодических испытаний на безотказность. На основе требований научно-технической и нормативной документации СМК, а также учитывая накопленный опыт, были решены, вопросы организации испытаний и определен порядок контроля проведения периодических испытаний на безотказность

Ключевые слова:

БЕЗОТКАЗНОСТЬ, ПЕРИОДИЧНОСТЬ ИСПЫТАНИЙ, ПЛАН ИСПЫТАНИЙ, КОНТРОЛЬ ИСПЫТАНИЙ

Одной из наиболее острых проблем создания современной РЭА является проблема контроля надежности. Источники по данной теме очень многочисленны, хотя порой неполны и противоречивы [1-4]. Ряд работ, касающиеся этой темы, подчас излишне академичны, либо посвящены какой-либо одной узкой проблеме. Показатели безотказности являются основными характеристиками, которые определяют надежность технического объекта. Значения этих показателей оцениваются на различных стадиях жизненного цикла РЭА как расчетным, так и экспериментальным путем.

Испытания на надежность - испытания, проводимые для определения показателей надежности в заданных условиях [5]. На этапе серийного производства согласно [6] с целью контроля стабильности качества и уровня надежности РЭА и возможности продолжения ее выпуска должны быть проведены контрольные испытания на безотказность образцов выпускаемой РЭА, проводимые через установленные промежутки времени или по количеству изготовленных изделий (партии продукции). Предприятиям, производство которых носит ритмичный характер, целесообразно устанавливать периодичность испытаний РЭА по времени производства.

Вопросы организации испытаний, задачи сбора и обработки информации являются важными, но не ре-шеными однозначно в нормативной документации. Согласно [7], правила распространения результатов испытаний на надежность, и порядок приемки продукции осуществляется в соответствии с требованиями для периодических испытаний. Однако, это не совсем корректно, так как в соответствии с требованиями [8] контрольные периодические испытания на безотказность серийной РЭА всегда проводят как самостоятельный вид испытаний. Это обусловлено тем, что продолжительность этих испытаний носит случайный характер и может варьироваться в пределах в зависимости от фактического допустимого количества отказов на испытаниях установленных планом испытаний.

План испытаний на надежность - совокупность правил, устанавливающих объем выборки, порядок проведения испытаний, критерии их завершения и принятия решений по результатам испытаний. [911].

Для выбора плана контрольных испытаний используются следующие исходные данные [8], [9]:

наработка на отказ - ТСг ч, и/или наработка на отказ и повреждения - ТоПг ч;

номинальные значения риска поставщика аи риска заказчика в заданные в ТЗ;

отношение приёмочного/браковочного уровней наработки на отказ - , Тр - количество образцов изделия, подвергаемых на испытания - п. В [3] при принятых значениях а, в и по отношению Т выбирают шифр плана контроля и по уравнениям этого плана определяют линии границ области соответствия и несоответствия, величины Ъус, шус, необходимые для графического представления плана испытаний, величины а, б определяют наклон линий соответствия и несоответствия и являются составляющими уравнений.

Величинами Ъусг шус, соответствующими выбранному плану испытаний, пользуются при усечении испытаний, где Ьус - нормированный коэффициент, рассчитанный по методу одноступенчатых испытаний, шус - предельное (усеченное) количество отказов, которые определяются [3].

Пример графического представления плана испытаний, с разбивкой на периоды, приведен на рисунке 1.

Результаты контрольных периодических испытаний на безотказность являются основанием для решения вопросов приемки продукции в период после их проведения вплоть до получения результатов очередных испытаний. В силу вышеизложенного, к вопросу установления периодичности необходимо подходить внимательно перед началом серийного производства. При установлении периодичности необходимо учесть:

Периодичность испытаний на безотказность не должна быть меньше максимальной продолжительности успешных испытаний на безотказность (с максимальным допустимым количеством отказов). Время максимальной продолжительности успешных испытаний на безотказность определяется при разработке программы и методик контрольных испытаний на безотказность серийных образцов (выборе план испытаний и значение управляющих параметров). Продолжительность производственного цикла изготовления аппаратуры.

Время на техническое обслуживание и ремонт испытательного оборудования

Время на анализ причин отказов испытуемых образцов.

Время на восстановление работоспособности.

Все эти работы целесообразно проводить на этапе постановки на производство, так как в этот период уже известно число выпускаемых изделий с учетом мощности предприятия, необходимый резерв времени для технического обслуживания и ремонта испытательного оборудования, а также время максимальной продолжительности успешных испытаний на безотказность.

Т-

Рисунок 1 - Пример графического представления плана испытаний

Периодичность испытаний на безотказность, установленная с учетом приведенных выше требований, программы и методик контрольных испытаний на безотказность серийных образцов вносится в технические условия на РЭА и в дальнейшем, при условии положительных результатах испытаний, корректировке не подлежит.

На этапе серийного производства должен осуществляться контроль проведения периодических испытаний на безотказность. Однако, в действующих нормативных документах отсутствуют требования или рекомендации по первым периодическим испытаниям на безотказность.

На этапе постановки на производство автономные испытания изделий на безотказность могут не проводиться при условии, что требования к безотказности, установленные в техническом задании на разработку РЭА были подтверждены как на этапе ОКР, так и на этапе квалификационных испытаний.

Момент начала отсчета первого периода периодических испытаний на безотказность должен совпадать с началом испытаний на безотказность образцов, отобранных из первой партии изделий, изготовленной по конструкторской документации с литерой О1, принятой ВП МО РФ и планируемой для отгрузки потребителю.

В связи с этим возникает ряд вопросов, в части того, когда именно считать момент начала отсчета первого периода периодических испытаний на безотказность и их срок действия. Возможны несколько вариантов:

Первые испытания на безотказность начинаются на этапе квалификационных испытаниях, так как первая партия аппаратуры изготавливается по КД с литерой О1, принятой заказчиком и часть аппаратуры планируется для отгрузки, после их завершения с положительным результатом.

Первые испытания на безотказность проводят на этапе установившегося серийного производства. Тогда, в этом варианте возникают еще два вопроса:

Следует ли отгружать первую партию аппаратуры, изготовленную по КД с литерой О1 только после получения положительных результатов испытаний на надежность?

Можно ли на отобранных образцах проводить испытания на безотказность, а остальную партию отправить потребителю (не имея результатов испытаний)?

Первые испытания на безотказность проводят на этапе установившегося серийного производства в течении установленной периодичности (например если периодичность раз в 3 года, то в течении 3 лет), при этом отгружают первую партию аппаратуры, изготовленную по КД с литерой О1 потребителю, имея положительные результаты испытаний на надежность, проведенные на этапах выполнения ОКР (КД с литерой О).

Момент начала отсчета второго периода должен отстоять от момента начала отсчета первого периода на величину периодичности и т.д. Вторые испытаний на безотказность, при успешном проведении первых испытаний и независимо от момента их окончания, целесообразно начинать одновременно с началом отсчета второго периода периодических испытаний на безотказность для обеспечения их гарантированного завершения до начала следующих испытаний.

АО «УПКБ «Деталь» на основе имеющегося опыта проводит первые испытания на безотказность на этапе постановки на производство, а вторые на этапе установившегося серийного производства в течение установленной периодичности. При этом, отгружают первую партию, с этапа установившегося серийного производства, имея положительные результаты испытаний на надежность, проведенные на этапе постановки на производство. Пример:

Исходные данные

Начало первых периодических испытаний изделия «Колибри» - март 2013 г.

Периодичность испытаний на безотказность изделия «Колибри» - раз в 3 года.

Таблица 1

Форма графика проведения периодически:': испытаний на безотказность сер>ийны:: изделий

Завод- 5Й Предыдущие испытания Следующие испытания

№ п/ п Изделие Обозначение ТУ ской номер образца про-дукцнн изделия Периодичность проведения испытаний (годы) п о =1 г» О £ О О = О Начало испытаний Окончание испытаний Номер, дата утверждения акта испытаний Начало испытаний Фактическое начало испытаний Фактическое окончание испытаний Номер, дата утверждения акта проведенных испытаний Примечание

Следовательно, начало отсчета второго периода периодических испытаний на безотказность изделия «Колибри» - март 2016 г, независимо от окончаний первых периодически испытаний на безотказность.

Необходимо уточнить, что при возникновении трудно решаемых вопросов (при анализе допустимого отказа, договорных отношений с поставщиками

КИМП и т.д.) при проведении испытаний срок проведения может быть больше периодичности и тогда, согласно требованиям [7], приемка продукции должна быть остановлена до завершения испытаний, но вторые испытания изделия должны быть начаты вовремя.

В соответствии с требованиями [7], [12] для контроля периодических испытаний на безотказность серийной РЭА в АО «УПКБ «Деталь» для выполнения данного требования ежегодно разрабатывается График проведения периодических испытаний

на безотказность. Форма графика отработанная в АО «УПКБ «Деталь», приведена в таблице 1. Проведение периодических испытаний на безотказность контролируются при выполнении программы обеспечения надежности на стадии производства [13].

Таким образом, в АО «УПКБ «Деталь» определен порядок и организация контроля периодических испытаний на безотказность. Положительные результаты испытаний организованные указанным порядком позволяют подтвердить необходимые для заказчика основные требования по безотказности изделия.

ЛИТЕРАТУРА

1. Павленко К.И. Надежность радиоэлектронной аппаратуры при циклическом и непрерывном режимах использования. - М.: Советское радио, 1971;

2. Жаднов В.В., Жаднов И.В., Иофин А.А., Игнатовский А.Н. Информационная поддержка моделирования РЭА на ранних этапах проектирования. Надежность и качество - 2004: труды Международного симпозиума - Пенза: ПГУ, 2004;

3. Животкевич И.Н., Смирнов А.П. Надежность технических изделий. - М.: Олита, 2003.

4. htpp://www.avid.ru/pr/other/ntex/IB-12/IB-12_16/ Чернов В, Ким А. Обеспечение надежности промышленных ГТУ. созданных на базе авиадвигателей.

5. ГОСТ 27.002-2015 Надежность в технике. Термины и определения.

6. Федоров В., Сергеев Н., Кандрашин А. Контроль и испытания в проектировании и производстве радиоэлектронных средств. - М: Техносфера, 2005.

7. ГОСТ РВ 15.307-2002 СРПП ВТ. Испытания и приемка серийных изделий. Основные положения.

8. ГОСТ РВ 20.57.304-98 КСОТТ. Аппаратура, приборы, устройства и оборудование военного назначения. Методы оценки соответствия требованиям к надежности.

9. ОСТ 1 01204-2012 Надежность изделий авиационной техники. Эквивалентно - циклические испытания на безотказность авиационного бортового оборудования.

10. ГОСТ РВ 0 027-012-2009 Надежность военной техники. Планы испытаний для оценки вероятности безотказной работы.

11. Дорохов А.Н., Керножицкий В.А., Миронов А.Н., Шестопалов О.Л. Обеспечение надежности сложных технических систем. - Спб.: Издательство «Лань», 2016 г.

12. ГОСТ РВ 0015-002-2012 Система разработки и постановки на производство военной техники. Системы менеджмента качества. Общие требования.

13. Яблонских Н.С., Бухаров А.Е. Особенности планирования мероприятий по обеспечению надежности на стадии производства при внедрении организационных инноваций. Надежность и качество - 2 013: труды Международного симпозиума в 2 т. - Пенза: ПГУ, 2 013.

УДК 656.052

Сергушов1 И.В., Ермаков1 Р.В., Ульянина1 Ю.А., Серанова1 А.А., Львов2 А.А., Скрипаль1 Е.Н.

1АО «Конструкторское бюро промышленной автоматики», Саратов, Россия 2СГТУ имени Гагарина Ю.А., Саратов, Россия

АНАЛИЗ ИСТОЧНИКОВ ПОГРЕШНОСТЕЙ НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ МАЛОГО БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Приводится анализ источников навигационной системы малого беспилотного летательного аппарата, исследуется степень их влияния на итоговое навигационное решение. Показано, что сбои и недостоверная информация от отдельных датчиков могут быть исключены из итогового навигационного решения без существенного ущерба для последнего. Дан обзор статистических методов выявления недостоверных исходных данных для спутниковых навигационных систем. Приводятся данные моделирования и экспериментальные данные, полученные для некоторых датчиков комплексной навигационной системы беспилотного летательного аппарата. Ключевые слова:

НАДЁЖНОСТЬ, ПОГРЕШНОСТЬ, ИНЕРЦИАЛЬНАЯ НАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА, СПУТНИКОВАЯ НАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА, КОМПЛЕКСИРОВАНИЕ

Введение

Беспилотные летательные аппараты находят широкое применение в самых различных отраслях народного хозяйства. Они востребованы в строительстве, экологических исследованиях, мониторинге различных процессов и пр. Наибольшие трудности при разработке отечественных пилотажно-навигационных комплексов (ПНК) для беспилотных летательных аппаратов малого (до 100 кг) и сверхмалого (до 10 кг) классов вызывают существенные ограничения по габаритам, массе и по потребляемой комплексом мощности одновременно с достаточно высокими требованиями к надежности и отказобезопасности. При удовлетворении двух последних требований немаловажное значение имеет задача получения достоверного навигационного решения. Для решения данной задачи целесообразно использование избыточной информации от разнородных датчиков [1].

В случае использования навигационными устройствами измерений с нескольких датчиков для создания навигационного решения достоверность навигационного решения определяется возможностью устройства обнаруживать и устранять из расчётов недостоверные измерения, возникающие в любом из датчиков. Для решения этой проблемы в работе делается попытка определить основные сценарии сбоев в навигационных датчиках или системах, используемые для вычисления навигационного

решения. Для малогабаритных навигационных систем, которые реализуются с использованием недорогих микроэлектромеханических систем (MEMS), значительную роль в достоверности навигационного решения играет качество сигналов спутниковой навигационной системы (СНС) [2]. Отсутствие сигналов СНС или наличие смещенных измерений СНС может привести к значительным ошибкам в навигационном решении. Учитывая это, проблема надежности подразделяется на две группы, одна из которых связана с качеством определения положения по сигналам СНС, другая связана с погрешностями, возникающими при использовании других датчиков. Независимо от категоризации, надежность общего навигационного решения может быть улучшена только путем исключения использования опасной и вводящей в заблуждение информации, поступающей от любого из используемых датчиков.

1. Надежность СНС

Общие погрешности, возникающие при измерениях СНС, легко могут учитываться путем включения их в стохастическую модель [3]. Однако, из-за сбоя спутника, сцинтилляции ионосферы или многолучевого распространения, эти погрешности приводят к смещениям в навигационном решении. Таким образом, обнаружение и удаление таких выбросов имеет существенное значение. Наиболее распространенный подход, адаптированный на протяжении многих лет для обнаружения и устранения погрешностей