все объекты данного типа;
- 74 -
2. частные воздействия, которым могут подвергаться отдельные
конкретные конкретные образцы.
Как общие, так и частные воздействия могут быть постоянными или
переменными. Объективные можно разделить на рабочие, климатические,
биологические.
Надежность всех объектов сильно зависит от температурного режима
их работы. Особенно вредно сочетание тяжелого температурного режима с
ударами и вибрациями.
Можно выделить четыре группы мероприятий по повышению надежности
объектов при их проектировании: системные, структурные (схемные),
конструктивные и эксплуатационные. К системным относятся организацион-
но-экономические мероприятия по стимулированию повышения надежности
(премирование персонала за безотказную работу) и технические мероприя-
тия такие, как например, применение стойких к температурным изменениям
элементов. Очень велико значение организационно-экономических меропри-
ятий по стимулированию повышения надежности, Например, если в стои-
мость изделия включаются затраты на гарантийный ремонт, то при этом
изготовитель учитывает, что при повышении надежности объектов уменьша-
ются затраты на гарантийный ремонт. Таким образом стимулируются точные
оценки надежности и ее повышение. В качестве второго примера организа-
ционно-экономического мероприятия по стимулированию повышения надеж-
ности можно привести подход к обеспечению надежности заказываемых объ-
ектов путем планирования расходов на весь срок службы.
Технические мероприятия по формированию показателей надежности
проектируемых изделий необходимы при любой системе взаимоотношений за-
казчика и разработчика.
Структурные (схемные) методы объединяют мероприятия по повышению
надежности объектов путем совершенствования принципов их построения.
Эти методы отличаются большим разнообразием и интенсивно развиваются.
В качестве примера можно привести различные варианты построения ЭВМ,
нечувствительных к появлению отказов. При создании таких ЭВМ приходит-
ся значительно усложнять их структуру, вводя избыточные аппаратные и
программные средства и все более сложные схемные решения. Можно выде-
лить две группы таких ЭВМ, различающихся распределением функций между
аппаратными и программными средствами. Для ЭВМ обоих типов характерны
мультипроцессорная архитектура и оповещение о критических ситуациях.
Различие состоит в способах локализации неисправных элементов и восс-
тановления функционирования системы. В ЭВМ, использующих в основном
аппаратные средства защиты от отказов, они обнаруживаются схемами го-
лосования в трехкратно резервированной шине. Местонахождение отказав-
ших модулей определяется также аппаратными средствами. Восстановление
контролируется специальной управляющей программой. При этом назначение
всех модулей мультипроцессора может измениться в ходе эксплуатации.
При необходимости производится реконфигурация системы, отказавшие мо-
дули выключаются. В ЭВМ, использующих в основном программные средства
защиты от отказов, их анализ и реконфигурация системы производятся це-
ликом программными средствами. Ошибки обнаруживаются при сравнении ре-
зультатов избыточных вычислений. Каждая задача решается независимо
тремя или пятью процессорными модулями, и результаты сравниваются. От-
казавшие модули находятся с помощью программных таблиц, хранящих ин-
формацию об отказавших модулях и шинах. После анализа возможных комби-
наций ошибок главная управляющая программа производит реконфигурацию
системы. Для успешного применения структурных методов повышения надеж-
ности автоматизированных производственных систем необходима дальнейшая
разработка ряда проблем, методов рационального распределения функций
между аппаратными и программными средствами при обнаружении отказов
элементов и восстановлении системы, способов классификации отказов
технических средств и ошибок программ и защиты от них, методов и
- 75 -
средств объединения отдельных частей системы управления в единое це-
лое.
К конструктивным относятся мероприятия по созданию или подбору
элементов, созданию благоприятных режимов работы, принятию мер по об-
легчению ремонта и т.д. Обычно оказываются более надежными те элемен-
ты, которые не имеют перемещающихся деталей, накаливаемых нитей и тон-
ких обмоток.
Надежность элемента зависит от его конструкции, способа изготов-
ления и условий применения. При облегчении электрических, тепловых и
вибрационных режимов работы элементов интенсивности их отказов значи-
тельно уменьшаются. При конструировании транспортируемой электронной
аппаратуры можно обеспечить защиту от ударов и вибраций. Правильная
амортизация аппаратуры часто является основным фактором, определяющим
ее надежность.
При оценке условий работы элементов особое внимание нужно обра-
щать на переходные процессы, возникающие при включении и выключении, а
также при других изменениях режима работы аппаратуры. Перегрузки, ис-
пытываемые элементом при переходных процессах, могут быть одной из
причин пониженной надежности аппаратуры.
При проектировании должно учитываться изменение параметров мате-
риалов и деталей во времени (старение). Учет старения необходим и для
кратковременно работающих объектов, т.к они могут применяться после
долгого периода складского хранения. При этом целесообразно так подоб-
рать минимальные значения параметров элементов, чтобы обеспечить мак-
симальную параметрическую надежность системы.
Время устранения отказа можно уменьшить путем построения систем
по блочно-узловому способу. Вся система разбивается на отдельные функ-
ционально-законченные блоки, которые в электронных системах связывают-
ся кинематически. Блоки, в свою очередь, разбиваются на функционально
законченные узлы, выполняемые в виде легкосъемных конструкций. При та-
ком построении объектов восстановление состоит в замене вышедших из
строя блоков или узлов, что значительно ускоряет процесс ввода объек-
тов в строй. Осуществление блочно-узловых конструкций тесно связано с
унификацией элементов и систем, которая производится на основе отбора
наиболее надежных вариантов. При этом не только повышается надежность
объектов, но и снижается их стоимость и упрощается изготовление.
Для облегчения ремонта отдельных от основной системы неработоспо-
собных блоков также крайне необходима унификация блоков, деталей, нап-
ряжений и частот питания и т.д. Унификация облегчает снабжение запас-
ными частями и снижает стоимость эксплуатации, а также затраты на
средние или капитальные ремонты.
Планирование эксплуатационных мероприятий на стадии проектирова-
ния объектов состоит в разработке системы эксплуатационого обеспече-
ния. Проектирование объектов должно осуществляться в соответствии с
номенклатурой работ по техническому обслуживанию. Например, для плани-
рования периодического регулирования определяющих параметров устройств
необходимо предусмотреть возможность контроля и прогнозирования значе-
ний этих параметров.
Для повышения надежности при изготовлении необходимо проводить
мероприятия по обеспечению однородности выпускаемой продукции. Все эти
мероприятия можно объединить в четыре группы:
1. совершенствование технологии производства;
2. автоматизация производства;
3. технологические (тренировочные) прогоны;
4. статистическое регулирование качества продукции.
2.10. Проектирование технологических процессов с
использованием средств вычислительной техники.
- 76 -
Как уже ранее рассматривалось, наибольшую эффективность обеспечи-
вает создание непрерывной автоматизированной цепочки "проектирование -
изготовление" изделий (ИПК). Основная цель создания ИПК - повышение
производительности труда, сокращение трудоемкости и стоимости процес-
сов проектирования, подготовки производства, изготовления и испытаний
РЭА; повышение качества выпускаемых изделий, сокращение сроков освое-
ния новых видов изделий, получение экономии всех видов ресурсов за
счет оптимизации проектирования, испытания , изготовления и испытаний
РЭА, снижение всех затрат в целом, связанных с выпуском изделий РЭА.
Рассмотрим сначала процесс проектирования изделия.
Проектирование технического объекта связано с созданием, преобра-
зованием и представлением в принятой форме образа этого объекта. Про-
ектирование начинается с технического задания на проектирование, кото-
рое является первичным описанием объекта, а результатом проектирования
является полный комплект документации, содержащий достаточные сведения
для изготовления объекта в заданных условиях, который и представляет
собой окончательное описание объекта.
Т.о. проектирование - процесс, заключающийся в преобразовании ис-
ходного описания объекта в окончательное описание на основе выполнения
комплекса работ исследовательского, расчетного и конструкторского ха-
рактера.
Преобразование исходного описания в окончательное порождает про-
межуточные описания, которые являются предметом рассмотрения с целью
определения окончания проектирования или выбора путей его продолжения.
Это есть проектные решения.
При проектировании сложных объектов используются следующие прин-
ципы:
- декомпозиция и иерархическое описание объектов;
- многоэтапность и иттерационность проектирования;
- типизация и унификация проектных решений и средств проектирова-
ния.
Разделение описаний по степени детализации отображаемых свойств и