Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Аранин Дмитрий Викторович 1-38 80 04 Технология приборостроения 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-217F Стандарт Франции Стандарт Китая GJB/z-299B Справочник министерства обороны России Уточнение моделей Математическая модель расчёта интенсивности отказов аппаратуры: суммарной n рэа К а эi i 1 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 Модель расчёта λЭ Диоды, кроме стабилитронов. Э 0 Г К Р К Ф К Д КU К Э К П Стабилитроны Транзисторы биполярные, транзисторные сборки Транзисторы полевые Э 0 Г К Р К Э К П Тиристоры Э 0 Г К Р К Д К Э К П Э 0 Г К Р К Д К Э К П Диоды СВЧ Транзисторы биполярные мощные СВЧ Э 0 Г К Р К Ф К Д КU К Э К П Э 0 Г К Р К Ф К Э К П Э 0 Г К t К F К Ф К Э К П Разработка методики расчёта 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, оцени- вают безотказность ЭУ в целом. 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