Гелль П.П., Иванов-Есипович Н.К. Конструирование и микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры (1984) (1092053), страница 91
Текст из файла (страница 91)
Уровень миниатюризации представляет собой количественную меру совокупности технических решений, направленных на эффективное использование объема, массы н потребляемой энергии РЭЛ прн обеспечении характеристик, определяюших пригодность ее применения по заданному назначению. Оценить это приближенно можно, определив интенсивность применения и степень интеграции миниатюрных элементов новой техники (МЭНТ), к которым относят интегральные схемы, микропроцессорные комплекты, микросборки н гибридно-интегральные крупноформатные узлы. Расчет уровня миниатюризации основан на предварительном вычислении двух коэффициентов: коэффициента применяемости МЭНТ и коэффициента плотности компоновки.
Коэффициент применяемости МЭНТ Кп определяется как отношение числа элементов в эквивалентных схемах МЭНТ к общему числу элементов в изделии (узле, блоке), включая элементы в эквивалентных схемах МЭНТ и дискретные корпусные ЗРЭ: где ӄ— общее число элементов в эквивалентных схемах всех МЗНТ; ӄ— общее число дискретных корпусных ЭРЭ в изделии; ка — число элементов в эквивалентной схеме ю'-го МЭНТ; Агг — число 1-го МЭНТ в изделии.
Коэффициентом плотности компоновки эквивалентных элементов П, называется отношение общего числа эквивалентных и дискретных корпусных элементов к габаритному объему, занимаемому изделием. Он показывает число элементов в единице объема изделия (см'): уу Вэ+ ьл где Ъ' — габаритный объем изделия, см3. Показателем уровня миниатюризации Кв называют отношение общего числа элементов в эквивалентных схемах всех МЭНТ в рассматриваемом изделии к габаритному объему изделия. Он показывает число эквивалентных элементов в единице габаритного объема изделия (смз) и дает обобщенную оценку широты применения МЭНТ в изделии, в том числе по комплексной миниатюризации; К„=И =К П, и в Предельно достижимые значения показателя уровня миниатюризации в сильной степени зависят от класса и назначения РЭА, где по-разному может быть осуществлена ком- з1* Таблица Р-у Покязвтели уроввя мивиятюризвции конструкции Мвеемальямя помааатель уровня миниат!ормааоввв еорвмпмровочво! Бортовые специвлизироввцкые ЭВМ ракетной и ввизциовпой техвики; авзрийио-спзсвтельвея РЭА иидивидувльиого пользования (в звиациоииой и морской технике); носимая связная РЭА (мощвостью до ! Вт) Свмолетвзя РЭА (в том числе бортовые увиверсвльвые ЭВМ); измерительная РЭА Нзземввя РЭА ближпей навигации (обеспече:- 'вия безопасности полетов); перевозимая РЭА :.
средией мощности Наземизя РЭА дальней навигации„ стзциопяр' вые увиверсвльвые ЭВМ Рвдиолоквциоввые станции большой мощности вяземвой и морской техники; связные станции большой мощности стационарные 0,1 — 0,2 плексная миниатюризация в зависимости от уровня миниатюризации элементной базы и от технологии (табл. 9-2).
К конструктивным показателям назначения относится показатель заполнения объема К,,о, характеризующий отношение суммарного объема, занимаемого всеми ЭРИ, включая МЗНТ, к габаритному объему изделия: Ка.о =- УхэиЛ', где тд — общее число корпусов ЗРИ !)-го типа; Уд — габаритный объем корпуса ЭРИ ()-го типа; Š— число тицов корпусов ЭРИ. Для комплексной оценки уровня миниатюризации конструкции задаются в исходных требованиях на разработку четырьмя основными показателями: наибольшим допусти мым объемом, наибольшей допустимой массой, потребляе- где Ухари — суммарный объем корпусов ЭРИ (по габаритным размерам), смз; У вЂ” габаритный объем изделия, смз. Суммарный объем, занимаемый ЭРИ, определяется как Е Ухэви=- ~'„тд Уд, о=! мой мощностью и наименьшим допустимым показателем: уровня миниатюризации.
Показатели надежности. Надежность как сложное, комплексное свойство характеризуется четырьмя составляющими (безотказность, долговечность, сохраняемость и ремонтопригодность) и комплексными показателями: коэффициентом готовности, коэффициентом технического использования н др. Выбор показателей надежности осуществляется на стадии разработки технического задания. Показатели составляющих распространяются преимущественно на простые РЭА, которые в процессе эксплуатации могут находиться только в двух состояниях: работоспособном и неработоспособном, причем критерии перехода из одного состояния в другое точно определены. Расчет показателей безотказности восстанавливаемой' '- РЭА (без учета резервирования) проводят согласно ГОСТ ":- 20237 — 74. При расчетах безотказности принимают четыре допущения: 1) все отказы элементов приводятся к отказу " РЭА; 2) все отказы элементов независимы; 3) последствия, отказов устраняются путем замены отказавшего элемента на эквивалентный; 4) вынужденный простой РЭА из-за отказов не учитывается.
При этом под элементом понимают любую составную часть РЭА, рассматриваемую в данных условиях оценки как единое целое. В простых конструкциях РЭА действуют внезапные отказы в отличие от сложных конструкций и систем (комплексов), когда наряду с внезапными наблюдаются постепенные отказы. По отношению к внезапным отказам применима вероятностная оценка безотказности, которая позволяет производить расчеты на основе известных значений вероятности внезапных отказов элементов.
Но хорошо, если есть такие значения. В действительности вероятностных характеристик безотказности для вновь разработанных (т.е. более перспективных) МЭНТ либо вовсе нет к начальному периоду применения их в РЭА, либо они недостаточно достоверны из-за ограниченности статистических данных об отказах. Нельзя приравнивать вероятностные характеристики отказов для новых элементов к табличным характеристикам известных похожих элементов: нет и не может быть доказательств совпадения во всех подробностях конструкции и технологии изготовления нового элемента с каким- либо аналогом. А именно подробности имеют решающее значение для достоверности оценок. Показателем безотказности служит вероятность безотказной работы — вероятность того, что в пределах задан- 493 иой наработки отказ не возникает. Для конструкции более наглядна н распространена оценка по наработке до отказа, выраженная в часах, т, е.
суммарная продолжительность работы изделия во включенном состоянии до первого отказа. В вероятностных терминах средняя наработка до отказа является математическим ожиданием наработки изделия до первого отказа. Показатели долговечности связаны с понятиями ресурса и срока службы. Ресурсом называют наработку изделия в часах от начала эксплуатации до наступления предельного состояния, когда дальнейшая эксплуатация опасна или экономически нецелесообразна. Здесь речь идет о суммарном времени собственно работы„ обычно учитываемом в эксплуатационном журнале, Сроком службы называют продолжи-''' тельность эксплуатация изделия от ее начала до наступле.ния предельного состояния, т.
е. непрерывное время (календарное), отсчитываемое независимо от продолжительности фактического включенного состояния изделии в этот период (собственно работы). Наиболее распространены на практике для оценки долговечности конструкций три показателя: средний ресурс (математическое ожидание ресурса) Тр, средний срок службы до среднего (капитального) ремонта (от начала эксплуатации); средний срок службы до списания, обусловленного предельным состоянием. Срок службы измеряется в годах; обычно это 6 или 12 лет.
Дальнейшее увеличение срока службы не всегда необходимо из-за морального старения РЗА. Ресурс устанавливают обычно не меньше 10— 20 тысяч часов*. Основным показателем сохраняемости служит срок сохраняемости — календарная продолжительность хранения и транспортировки изделия в заданных условиях, в течение и по прошествии которого сохраняются в установленных пределах показатели назначения. Основным показателем ремонтопригодности является вероятность того, что время восстановления работоспособности РЭА не превысит заданного.
Время восстановления— время, затрачиваемое на обнаружение, поиск причины отказа н устранение его последствий. Для сложной РЗА применяют комплексные показатели надежности, которые позволяют учитывать частичную потерю работоспособности (см. $1-3) в результате постепен- * Методические указания. Промышленные изделия, Определение ресурса. — Мл Изд-во стандартов, 1972, иых отказов, т. е. не внезапного, а постепенного изменения' параметров изделия. Кроме того, при работе сложной циф-' ровой РЭА могут наблюдаться сбои — самоустраняющиеся отказы, приводящие к кратковременному нарушению рабо- тоспособности. Постепенные отказы и сбои ухудшают ка- чество работы.
Показатели надежности сложного комплекса определя- ются на основе сравнения показателей качества функцио- нирования реальной и идеальной (абсолютно безотказной) РЭА. Эти показатели отражают степень неизменности ка- чества работы комплекса при выполнении возложенных на него задач. Уровнем качества функционирования называ- ют отношение (в процентах) характеристики качества ра- боты РЭА (комплекса) в данном состоянии к характерис-' тике качества работы РЭА в исправном состоянии. Спадом ' функционирования называют снижение уровня качества ра- боты '. К комплексным показателям надежности относятся не- сколько коэффициентов, из которых в конструкторской практике наиболее распространены следующие три: коэф- фициент готовности изделия, коэффициент технического ис- пользования и коэффициент оперативной готовности.
Коэффициент готовности изделия есть вероятность того, что изделие окажется работоспособным в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых использование изделия не предусматривается. Коэффициент готовности, если принять, что работоспособ- ность изделия восстанавливают только при отказах, будет топ т„+т, где Т,п — средняя наработка до отказа; Т, — средняя продолжительность восстановления работоспособности РЭА, ч (ГОСТ 20788 — 75) .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
