Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования Белорусский государственный

Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Аранин Дмитрий Викторович АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА РАСЧЁТА БЕЗОТКАЗНОСТИ ЭЛЕКТРОННЫХ АППАРАТОВ И ПРИБОРОВ 1 -38 80 04 Технология приборостроения Презентация к диссертации на соискание академической степени магистра технических наук Научный руководитель кандидат технических наук, доцент Боровиков Сергей Максимович Минск, 2009

Актуальность Сокращение времени решения задачи по оценке надёжности электронных устройств. λЭ = 3· 10 -6 1/ч λЭ = 5, 2· 10 -7 1/ч λЭ = 1, 4· 10 -6 1/ч Решение проблемы недостаточности данных для оценки показателей безотказности элементной 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. Модуль 2 Модуль 1 Модуль ввода исходной информации Модуль управления подпрограмми Модуль редактирования базы данных Модуль работы с базой данных Ядро программы Модуль анализа результатов расчета Модуль представления результатов База данных Модуль расчета показателей безотказности

Задачи диссертационной работы Уточнение моделей расчёта показателей безотказности электронных устройств в условиях недостаточности информации об элементной базе как зарубежных, так и отечественных производителей. Создание методики расчёта основных показателей безотказности электронных аппаратов на основе уточнённых (адаптированных) моделей. Разработка структурной схемы автоматизированной системы расчёта показателей безотказности электронных аппаратов и приборов, использующей разработанную методику расчёта.

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 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. Справочник США MIL-217 F Стандарт Франции Стандарт Китая GJB/z-299 B Справочник министерства обороны России

Уточнение моделей Математическая модель расчёта интенсивности отказов аппаратуры: суммарной Ка – коэффициент качества производства аппаратуры; λэi – эксплуатационной интенсивность отказов i-го элемента; n – количество изделий.

Уточнение моделей Математические модели расчёта эксплуатационной интенсивности отказов электрорадиоизделий: Простые ЭРИ: Составные ЭРИ: 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).

Обобщённые показатели базовой интенсивности отказов полупроводниковых приборов Группа элементов Диоды выпрямительные λб. с. г· 10 -6, 1/ч 0, 4 Стабилитроны 0, 016 Транзисторы биполярные 0, 24 Резисторы постоянные металлодиэлектрические Терморезисторы 0, 2 0, 032

Сравнение моделей расчета Интегральные микросхемы Справочник США Справочник России 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).

Уточненные модели расчета эксплуатационной безотказности Группа элементов Диоды, кроме стабилитронов. Стабилитроны Транзисторы биполярные, транзисторные сборки Транзисторы полевые Тиристоры Диоды СВЧ Транзисторы биполярные мощные СВЧ Модель расчёта λЭ

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

Исходные данные 1. Электрические принципиальные схемы функциональных частей и устройства в целом, перечни элементов к схемам. 2. Спецификации к сборочным единицам и сборочные чертежи функциональных частей и устройства в целом. 3. Результаты расчёта теплового режима ЭУ. 4. Информация о категории исполнения по ГОСТ 15150– 69 и объекте размещения ЭУ или указание о требованиях к климатическим факторам и механическим воздействиям. 5. Функциональные, эксплуатационные, конструктивнотехнологические и другие особенности элементов, входящих в состав ЭУ.

Методика расчёта Общие правила расчёта безотказности ЭУ регламентируются ГОСТ 27. 301– 95 Элемент Модуль Электронное устройство 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, оценивают безотказность ЭУ в целом.

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