Министерство образования Республики БеларусьУчреждение образования

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники

Аранин Дмитрий Викторович

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА РАСЧЁТА БЕЗОТКАЗНОСТИ ЭЛЕКТРОННЫХ АППАРАТОВ

И ПРИБОРОВ

Научный руководителькандидат технических наук, доцентБоровиков Сергей Максимович

Минск, 2009

1-38 80 04 Технология приборостроения

Презентация к диссертациина соискание степени магистра технических наук

Актуальность

λЭ = 5,2·10-7 1/ч

λЭ = 1,4·10-6 1/ч

λЭ = 3·10-6 1/ч

Сокращение времени решения задачи по оценке надёжности электронных устройств.

Решение проблемы недостаточности данных для оценки показателей безотказности элемент-ной базы зарубежных производителей.

Системы зарубежных производителей

RELEX® Software Corporation, США

RISK SPECTRUM, Швеция

ALD Group,США-Израиль

ISOGRAPH, Великобритания

Системы отечественных производителей

ПК АСОНИКА-К, МИЭМ-ASKsoft

Россия

АСРН, ФГУП«3 ЦНИИ МО РФ»

Цель диссертационной работы

Разработка структуры автоматизированной системы расчёта показателей надёжности электронных устройств, ориентированную на условия недостаточности данных о надёжности комплектующих элементов электронных устройств.

База данных

Ядропрограммы

Модульпредставления результатов

Модуль анализарезультатов расчета

Модуль управления подпрограмми

Модуль расчетапоказателей безотказности

Модуль ввода исходнойинформации

Модуль работы сбазой данных

Модуль редактированиябазы данных

Модуль 1Модуль 2

Задачи диссертационной работы

Уточнение моделей расчёта показателей безотказности электронных устройств в условиях недостаточности информации об элементной базе как зарубежных, так и отечественных производителей.

Разработка структурной схемы автоматизированной системы расчёта показателей безотказности электронных аппаратов и приборов, использующей разработанную методику расчёта.

Создание методики расчёта основных показателей безотказности электронных аппаратов на основе уточнённых (адаптированных) моделей.

Задачи диссертационной работы

Уточнение моделей расчёта показателей безотказности электронных устройств в условиях недостаточности информации об элементной базе как зарубежных, так и отечественных производителей.

Справочники и стандарты, используемые для уточнения (адаптации ) моделей пересчёта показателей безотказности

Стандарт Франции

Стандарт КитаяGJB/z-299B

Справочник министерстваобороны России

Справочник СШАMIL-217F

Данные зарубежных справочников и стандартов были адаптированы к условиям оценки надёжности электронных устройств в РБ, основной особенностью которых является недостаточность данных о безотказности элементов производства стран СНГ и крайне ограниченная информация о безотказности элементов производства стран дальнего зарубежья.

Уточнение моделей

Математическая модель расчёта суммарной интенсивности отказов аппаратуры:

Ка – коэффициент качества производства аппаратуры; λэi – эксплуатационной интенсивность отказов i-го элемента; n – количество изделий.

n

iэiаК

1рэа

Уточнение моделей

Математические модели расчёта эксплуатационной интенсивности отказов электрорадиоизделий:

λб.с.г (λб.с.г. j) – базовая интенсивность отказов ЭРИ (j-го потока отказов); Кi (Кij) – коэффициенты, учитывающие изменения эксплуатационной интенсивности отказов в зависимости от различных факторов эксплуатации (j-го потока отказов); n (nj) – число учитываемых факторов (j-го потока отказов).

Простые ЭРИ:

Составные ЭРИ:

Обобщённые показатели базовой интенсивности отказов полупроводниковых приборов

Группа элементов λб.с.г·10-6, 1/ч

Диоды выпрямительные 0,4

Стабилитроны 0,016

Транзисторы биполярные 0,24

Резисторы постоянные металлодиэлектрические 0,2

Терморезисторы 0,032

Сравнение моделей расчета

Интегральные микросхемы

λкр – интенсивность отказов кристалла (значение зависит от количества базовых ячеек цифровых ИС, от количества транзисторов аналоговых ИС, от объёма памяти ИС памяти); Кt (Кt.х) – коэффициента режима (расчет проводится в зависимости от температуры кристалла ИС); λкорп – интенсивность отказов корпуса ИС (зависит от количества выводов N);

λб. – базовая интенсивность отказов группы ЭРИ; Кс.т (Кt.х) – коэффициент режима (значение зависит от сложности ИС и температуры окружающей среды); Ккорп – коэффициент корпуса; Кv – коэффициент зависимости от максимальных значений напряжения питания.

KЭ – коэффициент эксплуатации; Кпр – коэффициент приёмки (качества).

Справочник США Справочник России

Уточненные модели расчета эксплуатационной безотказности

Группа элементов Модель расчёта λЭ

Диоды, кроме стабилитронов.

СтабилитроныТранзисторы биполярные, транзисторные сборкиТранзисторы полевыеТиристорыДиоды СВЧТранзисторы биполярные мощные СВЧ

ПЭДФРГ0Э КККККК U

ПЭРГ0Э ККК

ПЭДФРГ0Э КККККК U

ПЭФРГ0Э КККК

ПЭДРГ0Э КККК

ПЭДРГ0Э КККК

ПЭФГ0Э ККККК Ft

Разработка методики расчёта

Разработка методики расчёта основных показателей безотказности электронных аппаратов на основе уточнённых (адаптированных) моделей.

Исходные данные

1. Электрические принципиальные схемы функциональ-ных частей и устройства в целом, перечни элементов ксхемам.

2. Спецификации к сборочным единицам и сборочныечертежи функциональных частей и устройства в целом.

3. Результаты расчёта теплового режима ЭУ .

4. Информация о категории исполнения по ГОСТ 15150–69и объекте размещения ЭУ или указание о требованиях кклиматическим факторам и механическим воздействиям.

5. Функциональные, эксплуатационные, конструктивно-технологические и другие особенности элементов, входя-щих в состав ЭУ.

Методика расчёта

Общие правила расчёта безотказности ЭУ регламентируются ГОСТ 27.301–95

1. В рассматриваемом ЭУ (РЭУ, РЭС) выделяют функциональные части, которые с точки зрения надёжности будут рассматриваться как самостоятельные.

2. Рассчитывают показатели безотказности модулей;

3. Используя показатели безотказности модулей, оцени- вают безотказность ЭУ в целом.

Элемент Модуль Электронное устройство

Разработка структурной схемы

Разработка структурной схемы автоматизированной системы расчёта показателей безотказности электронных аппаратов и приборов, использующей разработанную методику расчёта.

Окно выбора элементов устройства для учёта при расчёте (прогнозировании) показателей безотказности РЭУ

Доступные в БД элементы

Характеристики выбранного элемента

Окно выбора элементов устройства для учёта при расчёте (прогнозировании) показателей безотказности РЭУ

Возможность изменения модели пересчёта показателей надёжности элемента (компонента)

Окно отображения вклада элементов в общую ненадёжность рассматриваемого устройства

Протокол уточнённого расчёта эксплуатационной интенсивности отказов элементов в составе устройства

Основные преимущества разработанной системы автоматизированного расчёта безотказности приборов

1. Адаптация системы для расчёта (прогнозирования) показателей надёжности в условиях ограниченности или недостаточности данных о показателях безотказности.

2. Возможность редактирования как моделей расчета, так и значений коэффициентов этих моделей.

Спасибо за внимание