МОНИТОРИНГ ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЭС ПРИ

МОНИТОРИНГ ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЭС ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧИ
ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО ПЕРЕЧНЯ ЭРИ
Невлюдов И.Ш., Омаров М.А., Андрусевич А.А.
Харьковский национальный университет радиоэлектроники.
г. Харьков, пр.Ленина 14. тел. 702-14-86
Email: [email protected]
Algorithm is proposed for monitoring the list of EEE in the design phase in the life cycle of the
RECs, which makes it possible to estimate the optimal choice of EEE on the criteria of reliability and value
in the problem of high dimensionality.
При проектировании РЭС решаются задачи, связанные с поиском наилучшего варианта,
удовлетворяющего требованиям технического задания и максимально учитывающего возможности
реализации всех этапов жизненного цикла РЭС. Очевидно, мониторинг РЭС на стадии
проектирования может рассматриваться как один из видов информационного обеспечения процесса
решения таких задач [1],. Многие вопросы проектирования можно рассматривать как задачи выбора
решений из заданного набора вариантов.
Существенной особенностью РЭС является то, что значительная часть выполнения
требований к жизненному циклу РЭС обуславливается выбором элементной базы, тогда основной
задачей мониторинга процесса проектирования РЭС может стать проверка оптимизации выбора
ЭРИ по критерию затрат на их приобретение при условии выполнения требований к безотказности.
Очевидно, сопряженная задача составляет выбор, обеспечивающий максимальный ресурс при
минимальных затратах.
В процессе проектирования решается задача оптимизации распределения требований к
значениям показателей безотказности ЭРИ с целью создания РЭС с заданным уровнем
безотказности при минимальном расходовании средств на изготовление.
Конкретное выражение, описывающее функцию себестоимости ЭРИ, аргументом которой,
является уровень безотказности, определяется, исходя из планируемого уровня технологии
производства, видов материалов, типа ЭРИ, квалификации обслуживающего персонала и других
факторов, влияющих на связь "надежность-стоимость".
Существуют эффективные методы, определения интенсивности отказов и вероятности
безотказной работы РЭС по показателям безотказности ЭРИ Расчет вероятности безотказной
работы проводится по схемам расчета надежности, разнообразие которых обусловлено различными
методами резервирования, диагностики и запланированного технического обслуживания РЭС.
Сопряженная задача состоит в минимизации значения интенсивности отказов РЭС путем
задания требований к базовым значениям интенсивности отказов ЭРИ так, что бы расходы средств
C общ на проектирование, разработку и производство, в совокупности, не превосходили
располагаемых C общ
расп .
Предприятия, специализирующиеся на изготовлении ЭРИ, большое внимание уделяют
дифференциации надежности изготавливаемой продукции по уровням. Тогда однотипные ЭРИ,
предназначенные для выполнения одних и тех же функций могут иметь различные уровни
надежности. ЭРИ этих уровней надежности имеют абсолютно одни и те же значения электрических
параметров. Различие составляет уровень их надежности и стоимости. В случае прямой постановки
задачи имеем набор параметров  q ,
q  1, Q , значения которых необходимо оптимизировать,

сводя к минимуму функцию себестоимости изготовления РЭС C изг    q ,

q  1, Q  min при
C
обеспечении заданного значения интенсивности отказов системы в целом тр или Cтр t  .
Ввод :  aq 
; min Сq 
; max Cq ; mp
   aq min cq  тр ; xq  Сq  min Cq ; max xq  max Сq  min Cq
qQ
q  Arc min aq
q Q
Нет
 / aq  max xq
xq0   / aq
Да
x  max xq
0
q
Q Q\q
i  Arc max min ai
i Q
xi0 
1
(    aq xq0 )
ai
qQ
qi
Нет
xq0  max xq
Да
C  min Cq  xq0
0
q
qn
Нет
Да
Конец
Рис. 1. Алгоритм оптимизации перечня элементов РЭС
Критерий оптимальности данной оптимизационной задачи состоит в минимизации
себестоимости изготовления РЭС

где  С  q ,
q  1, Q



C изг   С q , q  1, Q  min ,
– многомерная функция себестоимости изготовления РЭС,
аргументами которой являются значения номеров условного уровня надежности q ЭРИ.
В результате решения данной оптимизационной задачи определяются оптимальные
значения
параметров
оптимизации
q , q  1, Q , при которых достигается минимум
себестоимости изготовления РЭС и обеспечивается требуемый уровень ее безотказности.
Известные методы комбинаторики для решение приведенной оптимизационной задачи,
предусматривают перебор и анализ вариантов, количество которых определяется размерностью
задачи. Использование этих методов в условиях большого перечня элементов РЭС может
оказаться не реальным, так для  уровней надежности имеет место очень большое (  Q )
вариантов.
Можно принять в качестве аксиомы утверждение о том, что увеличение ресурса ЭРИ всегда
сопровождается увеличением стоимости ЭРИ, тогда выбирая ЭРИ из каталогов и коммерческих
справочников, можно использовать методы интерполяции и аппроксимации зависимостей между
стоимостью и интенсивности отказов ЭРИ с помощью выпуклых функций q (Cq ) , определенных
 
на выпуклых множествах C q , ограниченных предельными значениями min C q и max C q .
Предложен поиcковый алгоритм, значительно сокращающий время поиска за счет выбора
оптимального начала и направления поиска. Показано, что интерполяционный линейный
функционал  (Cq ) образует опорную гиперплоскость
 
Q
 ( a C
q
q
 bq )  mp к тетраэдральному
1
множеству C q , которая проходит через одну из его вершин. Найдены условия для нахождения
этой вершины, которая используется как начальная точка поиска оптимального решения по
алгоритму, приведенному на рис. 1.. В алгоритме для сокращения количества его структурных
элементов проведена замена переменных Cq на их приращения x q .
Для отображения результатов мониторинга можно использовать метод визуализации
перечня ЭРИ с помощью раскрашивания таблиц [2,3], отображающих и сопоставляющих
варианты оптимального, с учетом многорежимности, а так же воздействия нагрузок, и реального
выбора ЭРИ.
Таким образом, мониторинг переченя ЭРИ являющегося одним из основных
конструкторских документов РЭС, а разработанный метод его реализации дает возможность
оценить оптимальность выбора ЭРИ по критериям надежности и стоимости в условиях задачи
большой размерности.
Список литературы :
1. Андрусевич А.А., Невлюдов И.Ш. Мониторинг процессов проектирования, производства и
эксплуатации жизненного цикла электронной аппаратуры.- Харьков: ФЛП Цуварев А.Ф., 2009.256с.
2. Стулов Л.В., Новиченко С.В. Вариант оценки безотказности многорежимных объектов //
Системи обробки інформації. – Х.: НАНУ, ПАНМ, ХВУ, 2002. – Вип. 6 (22). – С. 112-116.
3. Стулов Л.В., Новиченко С.В. Расчет интенсивности отказов многорежимных систем,
учитывающий изменение их функционирующей структуры и позволяющий производить
сравнительный анализ безотказности различных структур многорежимных систем //
Радіоелектронні і комп’ютерні системи. – Х.: "ХАІ", 2003. – Вип. 4 (4). – С. 124-129.