Статья
Simulation modeling in estimating reliability of fail-safe electronic equipment
Предприятия отечественной радиопромышленности, занимающиеся разработкой и производством электронных средств (ЭС) для космических аппаратов (КА), сталкиваются с проблемами обеспечения надежности, и, в первую очередь, безотказности. Об этом свидетельствуют как отказы при проведении приемо-сдаточных испытаний ЭС, так и аварии при эксплуатации КА. Одной из причин такой ситуации является применение устаревших и не точных методов оценки надежности ЭС КА на этапе проектирования, где закладывается та надежность, которая будет реализована при изготовлении и поддерживаться при эксплуатации.
С другой стороны, использование «нижних» оценок показателей безотказности может привести к снижению конкурентоспособности ЭС КА, так как в этом случае для повышения надежности необоснованно используют различные дополнительные способы, что ведет к ухудшению экономических, массогабаритных и др. показателей. Поэтому повышение точности расчетной оценки надежности ЭС КА с длительными сроками активного существования, особенно для ЭС, в которых для обеспечения надежности используются и резервирование, и реконфигурация является актуальной задачей.
В статье рассматривается вопросы оценки надежности механических элементов, применяемых в электронных средствах на ранних этапах проектирования. Приведены расчеты интенсивностей отказов пружин виброизоляторов по различным методикам. Показано, что применение моделей интенсивностей отказов механических элементов, учитывающих особенности их конструктивно-технологического исполнения, позволяет решать не только задачи расчета, но и обеспечения требуемого уровня надежности и механических элементов, и содержащих их электронных средств.
В данной работе приведена сравнительная характеристика ПК АСОНИКА-К и ПС расчетов надежности.
Рассмотрена модель интенсивности отказов КМОП СБИС, предложенная в статье Пискуна Г.А., Алексеева В.Ф. «Совершенствование математической модели расчёта надёжности КМОП СБИС с учётом особенностей воздействия электростатического разряда», опубликованной в первом номере журнала «Технологии электромагнитной совместимости» за 2016 год. Показано, что утверждение авторов о том, что эта модель «…позволит более точно осуществлять оценку надёжности КМОП СБИС» в корне не верно и её применение неизбежно приведёт к неадекватным результатам. В качестве альтернативы предложена модель интенсивности отказов КМОП СБИС, также позволяющая учитывать вид ЭСР, но основанная на использовании характеристик стойкости КМОП СБИС к воздействию ЭСР.
The article suggests and describes a laboratory stand, allowing analysis printed board assembly electronic equipment (low-frequency amplifier) with the aim of monitoring the technical condition and diagnosis. This method has been implemented stand "Troubleshooting Handbook." The stand is designed for laboratory work by students in the course "means and methods of technical diagnostics."
The monograph presents results by professor Dr. A. Shalumov’s Research School of Modeling, Information Technology and Automated Systems (Russia). The program, ASONIKA, developed by the school is reviewed here regarding reliability and quality of devices for simulation of electronics and chips during harmonic and random vibration, single and multiple impacts, linear acceleration and acoustic noise, and steady-state and transient thermal effects. Calculations are done for thermal stress during changes in temperature and power in time. Calculations are done for number of cycles to fatigue failure under mechanical loads as well as under cyclic thermal effects. Simulation results for reliability analysis are taken into account. Models, software interface, and simulation examples are presented.
For engineers and scientists involved in design automation of electronics.
В сборник вошли материалы докладов участников Летней школы молодых ученых, представленные 15-21 мая 2016 года на Научно-практической школе молодых ученых "Планетарные границы. Искусство моделирования"
Содержание монографии составили результаты многолетней работы Научной школы «Автоматизированная система обеспечения надёжности и качества аппаратуры АСОНИКА» Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» (научный руководитель школы — академик РАЕН, д.т.н., проф. Ю.Н. Кофанов) и длительного сотрудничества с учёными Киевского Института проблем математических машин и систем Национальной академии наук Украины (зам. директора по науке д.т.н. В.П. Стрельников). Окончательная структура монографии сформировалась в процессе обсуждения современных проблем надёжности аэрокосмического электронного оборудования на XVII Международной научно-технической конференции «Системные проблемы надёжности, качества, математического моделирования, информационных и инфотелекоммуникационных технологий в инновационных проектах». Данная конференция была посвящена 20-летию НИУ ВШЭ. Излагаются основы вероятностно-физического подхода к исследованию и оценке надежности бортового аэрокосмического оборудования. Представлены методы оценивания показателей надежности электронных компонентов, как по справочным данным, так и по результатам испытаний (эксплуатации) при наличии или отсутствии отказов. Разработаны методы расчета показателей надежности механических элементов аэрокосмического оборудования, а также методы исследования надежности нерезервированных и резервированных, невосстанавливаемых и восстанавливаемых систем на основе адекватных двухпараметрических диффузионных распределений. Создана теория планирования испытаний на надежность при сокращенных, безотказных, в том числе форсированных испытаниях с новыми методами обработки результатов испытаний и оценки показателей надежности. Предлагаются методы оценки и прогнозирования надежности аэрокосмического оборудования по измерению определяющих параметров. Развита методология оценки статистических характеристик процесса деградации по исследованию единичных образцов аэрокосмического оборудования с использованием информации о его репрезентативных миниобъектах (миниобразцах, миниреализациях). Все задачи надежности, которые решаются в данной монографии (математическое моделирование, расчет и экспериментальная оценка надежности систем) приводят к определению закона распределения наработки до отказа (или на отказ). Доказано, что при оценивании надёжности бортового аэрокосмического оборудования наиболее точные результаты даёт диффузионное DN-распределение. На основании закона распределения могут быть проведено оценивание всех необходимых показателей надежности аэрокосмического оборудования (математического ожидания наработки, гамма-процентной наработки, вероятности безотказной наработки за заданное время, остаточного ресурса и др.). В монографии приведено большое количество примеров и задач, подтверждающих работоспособность и эффективность предлагаемых методов. Материал монографии в большей своей части читается студентам НИУ ВШЭ в различных курсах лекций. Монография рассчитана на широкий круг специалистов, работающих в области проектирования, испытаний и эксплуатации бортового аэрокосмического оборудования, а также на студентов и аспирантов НИУ ВШЭ при выполнении ими курсовых работ, проведении самостоятельных научных исследований, при подготовке выпускных работ и диссертаций.
В материалах конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов представлены тезисы докладов по следующим направлениям: математика и компьютерное моделирование; информационно-коммуникационные технологии; автоматизация проектирования, банки данных и знаний, интеллектуальные системы; компьютерные образовательные продукты; информационная безопасность; электроника и приборостроение; производственные технологии, нанотехнологии и новые материалы; информационные технологии в экономике, бизнесе и инновационной деятельности; инновационные технологии в дизайне. Материалы конференции могут быть полезны для преподавателей, студентов, научных сотрудников и специалистов, специализирующихся в области прикладной математики, информационно-коммуникационных технологий и электроники.
В сборник трудов включены доклады Третьей Всероссийской научно-технической конференции «Радиовысотометрия - 2010», проходившей с 19 по 21 октября 2010 года в городе Каменск-Уральский.
В сборнике трудов рассмотрены актуальные проблемы радиолокации земной поверхности, совершенствования бортовых радиоэлектронных систем, повышения их точности, надежности и качества цифровой обработки информации, математическое и физическое моделирование бортовых радиоэлектронных систем.
Оргкомитет выражает свою признательность промышленным и научным предприятиям, которые приняли самое непосредственное участие в организации и проведении конференции, и благодарит всех авторов за представленные материалы.
Оргкомитет планирует проведение Четвертой Всероссийской научно-технической конференции по радиовысотометрии в сентябре - октябре 2013 г.
В книгу включены материалы ведущих предприятий, организаций, учреждений радиоэлектронной отрасли об истории, современном состоянии и перспективах развития отечественной компонентной базы, использовании новейших технологий в создании совремнных изделий электронной техники, их технических и конструктивных особенностях.
Атлас содержит 8 карт, графики и таблицы, иллюстрирующие основные закономерности и ограничения в области утилизации твердых бытовых отходов в Центральном Федеральном округе. Социальная значимость Атласа состоит в выявлении и типологизации основных "ядер" антропогенного загрязнения, представленных полигонами и свалками ТБО.
Создание атласа осуществлялось при финансовой поддержке Русского Географического общества (грант РГО №59-2013/Н7 "Экологические риски в пригородных и межселенных территориях")
В статье рассматриваются основы построения моделей измерительных приемников, предназначенных для виртуальных исследований в области ЭМС, в формах, отличных от схемной. Анализируются модели на основе цифровой обработки сигналов, формальные математические модели, а также базирующиеся на графическом программировании. Формулируется общий вывод о перспективах использования таких моделей при построении системы автоматизированного проектирования, реализующей процедуру виртуальной сертификации радиоэлектронных средств по эмиссии излучаемых радиопомех.
Излагаются результаты разработки моделей надёжности для проектных исследований надёжности радиоэлектронной аппаратуры, полученные в ходе выполнения II этапа научно-исследовательской работы «Разработка методов и средств для проектных исследований надёжности радиоэлектронной аппаратуры» выполняемой в рамках тематического плана МИЭМ по теме № 100077: «Разработка моделей надёжности для проектных исследований надёжности радиоэлектронной аппаратуры».
Приводятся результаты разработки унифицированных топологических моделей надёжности резервированных групп. Описываются формальные модели типовых групп для нагруженного резервирования, для ненагруженного резервирования, для комбинированного контроля работоспособности, для групп с переключателями и групп с восстановлением. Проанализированы способы реализации γ-процентного контроля работоспособности РЭА и СЧ и даны рекомендации по модификации алгоритмов формирования временных диаграмм состояний типовых резервированных групп для различных способов контроля. Предложены методы формирования временных диаграмм состояний для восстанавливаемых резервированных групп для «последовательного» и «параллельного» соединения компонентов. Приводятся результаты экспериментальной проверки разработанных моделей и методов для проектных исследований надёжности РЭА.
В работе была предложена схемная модель отдельных узлов фликерметра. Эту модель можно использовать для оценки уровня фликера в электросетях при виртуальных исследованиях кондуктивных помех, которые являются составляющей общей теории виртуальной сертификации. В будущем на основе этой модели могут быть разработаны инженерные методики, нацеленные на решение практических задач в области ЭМС с широким привлечением средств автоматизации и моделирования.
Документ содержит проект методологических рекомендаций по статистическому измерению технологий. Он включает предложения по формированию операциональных определений технологий, подходы к идентификации классификации новых и возникающих технологий, а также предложения по разработке системы показателей, характеризующих жизненный цикл технологий, и стратегиям сбора данных. Разработанные рекомендации предлагается использовать в качестве методологической основы гармонизированной системы сбора и интерпретации статистических данных о технологиях. В приложении приводятся сведения о доступных определениях технологий и краткие результаты исследования опыта национальных статистических служб в области статистического наблюдения науки и технологий.