ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.05.2025
Просмотров: 354
Скачиваний: 0
2.2.5.3. Требования к надежности изделия.
Оговаривается только аппаратурная надежность. Основной критерий – безотказность работы генератора. Численное значение безотказной работы - не менее 0,96 за время 3000 часов. Доверительная вероятность оценок – 0,96.
2.2.5.4. Требования к уровню унификации и стандартизации.
При оценке уровня стандартизации следует принимать во внимание входящие в состав ТЭЗ изделия, изготовляемые как по государственным, отраслевым так и стандартам предприятий. Общий уровень стандартизации ТЭЗ должен быть не менее 0,99.
2.2.5.5. Требования к безопасности.
Нормы и требования по электробезопасности при монтаже и эксплуатации ТЭЗ должны соответствовать отраслевому стандарту по охране труда.
2.2.5.6. Требования к патентной чистоте разработки.
Требования отсутствуют, так как ТЭЗ усилителя на экспорт не поставляется.
2.2.5.7. Условия эксплуатации.
Для разрабатываемого усилителя в заявке на разработку регламентирован только диапазон рабочих температур: от -30°С до +60°С.
2.2.5.8. Требования к маркировке и упаковке. |
||
2.2.5.8.1. Маркировка на ТЭЗ и печатной плате должна содержать: |
||
- децимальные номера печатной платы и ТЭЗ; |
||
- оцифрованные обозначения точек подключения (входные, выходные, питания); |
||
- буквы, цифры, символы, позволяющие правильно устанавливать |
||
электрорадиоэлементы на плату; |
||
|
дата |
- места для простановки штемпелей ОТК. |
|
2.2.5.8.2. Маркировка должна быть нанесена металлизацией на печатной плате. |
||
|
Подп. и |
Шрифт №6. |
|
2.3. Анализ технического задания. |
||
|
№ |
В заявке на разработку четко указано, что во главу деятельности должен быть |
|
поставлен критерий надежности. Иные критерии: минимум оборудования, стоимость – |
||
|
инв. |
||
прямо не упоминаются. Однако в тексте заявки записано, что изделие должно |
||
|
Взам. |
||
изготавливаться серийно. Из этого можно уточнить критерий: изделие должно иметь |
||
уровень надежности не ниже предписанного в заявке при минимальной стоимости его |
||
|
дубл. |
изготовления. Иными словами критериев два: заданный уровень надежности и минимальная |
|
стоимость изделия. |
||
|
№ |
Известно, что уровень надежности изделия определяют четыре вида отказов: |
|
|
Инв. |
постепенные, внезапные, накапливающиеся и сбои. Однако в заявке оговариваются лишь два |
|
из них: постепенные и внезапные. Правильно ли это? |
||
Накапливающиеся отказы могут иметь место лишь в системах, где предусмотрено |
||
|
датаи.Подп |
резервирование (полное или поэлементное). В нашей ситуации резервирование генератора не |
|
предусматривается. |
||
|
№подп |
Лист |
|||
|
Инв. |
АБВГ.465032.001 ПЗ |
|||
Изм. |
№ докум. |
Подп. |
5 |
|
Ли |
Дат |
Сбои могут иметь место, если на устройство воздействуют помехи электромагнитного происхождения: полевые, емкостные, индуктивные, гальванические. Заказчик не указал на необходимость борьбы с ними, ибо конструкция ТЭЗ является низшей в иерархии конструкций устройства. Защита от сбоев предусмотрена там. А на уровне ТЭЗ возможно лишь проникновение электромагнитных помех по цепям питания. Но здесь заказчик предусматривает защиту (см. п/п 2.6) и требует введения фильтров помех.
Заказчик предписывает и алгоритм разработки: имитационное моделирование. И это понятно. Проверенный тысячелетиями метод проб и ошибок более невозможен. Ведь для доводки изделия этим методом требовались годы, а то и века. Ныне же на разработку даже сложного комплекса отводятся месяцы, иногда годы. Высокая стоимость и надежность разрабатываемой техники ограничивает число натурных испытаний (экспериментов).
Поэтому имитационное моделирование позволяет в некоторой степени компенсировать возможности или ограничения проведения натурных испытаний (экспериментов). Хотя и не может в полной мере заменить их. Ибо модель есть продукт нашего воображения. А критерием истины остается по-прежнему практика (т.е. натурные испытания).
2.4. Прогнозирование вероятности отказа с учетом только постепенных отказов.
Постепенные отказы развиваются сравнительно медленно (часы, недели и более) и являются следствием воздействия внешних дестабилизирующих факторов на элементную базу и конструкцию вычислительных средств. К числу таких факторов относятся:
температура, время, уровень влажности среды, ионизирующее излучение и многое другое. Деградация параметров изделий как следствие воздействия дестабилизирующих
факторов может быть зафиксирована приборами. А стало быть, замеченная своевременно она может быть уменьшена вплоть до достижения достоверной вероятности отсутствия постепенных отказов.
|
и дата |
2.4.1. Отыскание многомерной области устойчивой работы методом |
||||
|
. |
матричных испытаний. |
||||
|
Подп |
|||||
Под упомянутым выше заголовком имеется в виду многомерная область в |
|||||
координатах первичных параметров (аргументов функции), внутри и на границах которой |
|||||
|
№ |
выполняются условия работоспособности. |
||||
|
инв. |
Так, всегда в явной либо неявной форме существует зависимость между |
||||
представляющим интерес для заказчика параметрами Yi (выходными параметрами) и |
|||||
|
Взам. |
|||||
определяющее значение Yi аргументами (первичными параметрами). |
|||||
Y=Y(x1,x2,…,xn) |
|||||
|
дубл. |
Существуют и критерии полезности изделия по параметру Y (условия |
||||
работоспособности) в одной из трех форм: |
|||||
|
№ |
Yj<TTj (1) |
||||
|
Инв. |
Yj>TTj (2) |
||||
TTj-qj≤Yj≤TTj+qj (3) |
|||||
где: Yj – возможное j значение выходного параметра (j=1…Q); |
|||||
|
дата |
TTj – значения технических требований (норм), предъявляемых к j-ому выходному |
||||
параметру; |
|||||
|
. и |
qj – константа. |
||||
|
Подп |
|||||
|
№подп |
Лист |
||||
|
Инв. |
АБВГ.465032.001 ПЗ |
||||
Изм. |
№ докум. |
Подп. |
6 |
||
Ли |
Дат |
||||
Целью матричных испытаний является отыскание оптимальной многомерной области работоспособности. Дело в том, что число ограничений на выходные параметры много меньше влияющих на значения выходных параметров (аргументов). Поэтому возможно множество решений, в которых выполняются условия работоспособности. Однако, правильными из них будут только те, в которых возможна техническая реализация, основанная на использовании существующей элементной базы. Оптимальным среди правильных решений будет версия, отличающаяся наибольшим объемом области устойчивой работы.
2.4.1.1. Идея, алгоритм матричных испытаний, критерий отыскания области устойчивой работы.
Идея матричных испытаний состоит в последовательном просмотре многомерного пространства с целью поиска области работоспособности изделия.
Критерием успехов поиска служит вероятность пересечения исследуемой области с областью работоспособности изделия. Эта вероятность не имеет ничего общего с заданной в заявке вероятностью безотказной работы. А именно:
Если Р=0 – исследуемая область многомерного пространства не пересекается с областью работоспособности.
Если Р=1 – исследуемая область многомерного пространства находится внутри области работоспособности.
Если 0<P<1 – исследуемая область многомерного пространства частично пересекается с областью работоспособности устройства.
В математической модели матричных испытаний исследуемая область представляется дискретным числом точек многомерного пространства. Чем больше точек, тем надежнее результаты. Однако, резко возрастает трудоемкость исследований.
Алгоритм матричных испытаний на математический моделях состоит в следующем: 1. В программу заводится формула, отражающая на исследуемом структурном уровне функциональные связи между выходными и первичными параметрами.
T=0.32*C2(1+α1C2(T-20)+β1C2*t)*(R2(1+ α2R2(T-20)+ β2R2*t)+0.7)+ |
|||||
|
и дата |
+ 31 + 32 +0.32*C1*(1+ α1C1(T-20)+ β1C1*t)*(R1(1+ α2R1(T-20)+ β2R1*t)+0.7), |
||||
где: R1, R2 – действительные значения сопротивлений резисторов R1 и R2, |
|||||
|
. |
С1, С2 – действительные значения ёмкостей конденсаторов С1 и С2. |
||||
|
Подп |
|||||
В заявке задан уровень исследований: влияние технологических разбросов |
|||||
сопротивлений (R1 и R2) и ёмкостей конденсаторов (С1 и С2) при серийном изготовлении, |
|||||
|
№ |
температуры и времени (внешние первичные параметры). |
||||
α1, α2 |
- температурные коэффициенты сопротивлений резисторов (R1 и R2) и |
||||
|
инв. |
|||||
ёмкостей конденсаторов (С1 и С2) соответственно (размерность 1 |
). |
||||
|
Взам. |
β1, β2 |
С |
|||
- коэффициенты старения сопротивлений резисторов (R1 и R2) и ёмкостей |
|||||
конденсаторов (С1 и С2) соответственно (размерность 1 |
). |
||||
|
дубл. |
час |
||||
31 , 32 – значения задержки в тракте микросхемы К155АГ3 (размерность нс); |
|||||
|
№ |
|||||
|
Инв. |
Переменные температура (Т) и время (t) заданы заказчиком. Их необходимо |
||||
учитывать, но нельзя изменить с целью получения приемлемых результатов. Это внешние |
|||||
первичные параметры. |
|||||
|
Подп. и дата |
|||||
|
№подп |
Лист |
|||
|
Инв. |
АБВГ.465032.001 ПЗ |
|||
Изм. |
№ докум. |
Подп. |
7 |
|
Ли |
Дат |
2. Задаем исследуемый диапазон первичных параметров многомерного пространства
[xiм-xiб].
Здесь возможны два пути: поиск области устойчивой работы внешний или внутренний.
В первом случае мы исследуем весь возможный диапазон изменения аргументов: от минус до плюс бесконечности. Недостаток подхода – большие затраты времени; достоинства
– никаких предварительных расчетов. Пример (рис. 3) на двумерном пространстве
(y=f(x1,x2))
ОУР
7
Цифрами обозначены попытки исследователя при поиске области устойчивой работы.
Во втором случае мы влезаем внутрь области устойчивой работы (рис. 4). А затем, расширяя или смещая исследуемый диапазон первичных параметров, довольно быстро находим границы ОУР. Для попадания внутрь ОУР годятся самые примитивные методы. Например, оценка наихудшей ситуации.
ОУР |
|||||||
|
Подп. и дата |
|||||||
|
№ |
Рис. 4. |
||||||
|
инв. |
3. При любом подходе каждый первичный параметр многомерного пространства разбивается |
||||||
на несколько участков (минимально – два) равной длины, именуемых квантами. В файле |
|||||||
|
Взам. |
|||||||
данных указывается минимальное (хmin), максимальное (хmax) значения исследуемого |
|||||||
интервала и число квантов. |
|||||||
|
дубл. |
4. В матричных испытаниях квант представляется средним значением. Поэтому ЦВМ |
||||||
вычисляет эти «представители квантов». |
|||||||
|
№ |
х1 |
х11 |
х12 |
х13 |
х14 |
х11…х14 – представители аргумента х1 |
|
|
Инв. |
х21…х23 – представители аргумента х2 |
||||||
х21 |
х22 |
х23 |
|||||
х2 |
х31…х32 – представители аргумента х3 |
||||||
Ситуация – дискретная точка в многомерном |
|||||||
|
идата |
х31 |
х32 |
|||||
х3 |
(на рис.5. в трехмерном) пространстве |
||||||
Рис. 5. |
первичных параметров, соответствующая |
||||||
|
. |
определенному сочетанию представителей |
||||||
|
Подп |
квантов. |
||||||
|
№подп |
АБВГ.XXX465032-XXX.001 |
Лист |
|||
|
Инв. |
ПЗ |
||||
Изм. |
№ докум. |
Подп. |
Дат |
98 |
|
Ли |
5. Составляется «матрица ситуаций» (терминология изобретателя метода), иными словами программа полного перебора всех намеченных ситуаций.
Число возможных ситуаций равно
n
S i
i 1
где: i – число квантов i-ого первичного параметра; n – число значимых первичных параметров.
6.ЦВМ реализует полную программу перебора ситуаций (состояний). В каждой ситуации вычисляется значение выходного параметра; это значение сравнивается с условиями работоспособности и оценивается характер ситуации: отказ или работоспособность состояния. С целью сокращения объема исследований характер ситуации (отказ или работоспособность) распространяется на окружающую исследуемую точку область в пределах соответствующего кванта.
7.Цикл матричных испытаний состоит из серии опытов. В каждом опыте рассматривается интересующий исследователя участок многомерного пространства.
Поскольку матричные испытания представляют, по сути, цикл опытов по программе полного перебора матрицы ситуаций, трудоемкость их велика. И она резко возрастает при увеличении размерности матрицы ситуаций.
Поэтому в процессе подготовки матричных ситуаций весьма актуальна проблема создания адекватной и простой математической модели.
2.4.1.2. Создание адекватной математической модели.
При создании адекватной математической модели усилителя полезно взвесить |
||||||
значимость аргументов и их суть, с целью сокращения размерности матрицы ситуаций. |
||||||
Незначимые первичные параметры в матрицу ситуаций не вносятся. В |
||||||
математической модели они представляются константой в формуле. |
||||||
Внешние первичные параметры (заданы заказчиком) непременно вносятся в матрицу |
||||||
ситуаций, ибо их нельзя не учитывать и нельзя изменять. |
||||||
Значимые первичные параметры непременно вносятся в матрицу ситуаций с целью |
||||||
|
.и дата |
прогнозирования влияния их производственных и эксплуатационных изменений на |
|||||
закономерности случайного дрейфа выходного параметра. |
||||||
Формула, отражающая функциональные связи между выходными и первичными |
||||||
|
Подп |
параметрами имеет вид: |
|||||
T=0.32*C2(1+α1C2(T-20)+β1C2*t)*(R2(1+ α2R2(T-20)+ β2R2*t)+0.7)+ |
||||||
|
№ |
+ 31 + 32 +0.32*C1*(1+ α1C1(T-20)+ β1C1*t)*(R1(1+ α2R1(T-20)+ β2R1*t)+0.7), |
|||||
|
инв. |
где: R1, R2 – значения сопротивлений резисторов R1 и R2 при Т = 20°С [Ом]; |
|||||
|
Взам. |
С1, С2 – значения ёмкостей конденсаторов С1 и С2 при Т = 20°С [Ф]; |
|||||
α1, α2 |
- температурные коэффициенты сопротивлений резисторов (R1 и R2) и |
|||||
|
дубл. |
||||||
ёмкостей конденсаторов (С1 и С2) соответственно (размерность 1 |
). |
|||||
|
№ |
β1, β2 |
С |
||||
- коэффициенты старения сопротивлений резисторов (R1 и R2) и ёмкостей |
||||||
|
Инв. |
||||||
конденсаторов (С1 и С2) соответственно (размерность 1 |
). |
|||||
час |
||||||
|
датаи. |
Т – температура окружающей среды [°С]; |
|||||
t – время работы [час]. |
||||||
|
Подп |
31 , 32 – значения задержки в тракте микросхемы К155АГ3 [нс]; |
|||||
|
№подп |
Лист |
|||||
|
Инв. |
АБВГ.465032.001 ПЗ |
|||||
Изм. |
№ докум. |
Подп. |
Дат |
9 |
||
Ли |
||||||