Введение к работе
Актуальность проблемы. Серийное производство современных радиоэлектронных средств (РЭС) предполагает массовое изготовление радиоэлектронных функциональных узлов (РЭФУ) на платах печатного монтажа. Обеспечение высоких показателей качества и надежности этой продукции в настоящее время невозможно без применения на заводах-изготовителях разнообразных методов и средств диагностирования на каждом этапе технологического процесса, особенно на этапах изготовления печатных плат к печатных узлов, когда возникает наибольшее число производственных дефектов. Анализ ряда технологических процессов производства печатных узлов показал, что в среднем от 10 до 30% смонтированных РЭФУ, поступающих на операцию регулировки или проверки функционирования, являются дефектными и требуют определенного ремонта. Примерно 20% дефектов - это дефекты в виде отклонении действительных значений электрических параметров и режимов работы комплектующих электрорадиоэлементов (ЭРЭ) за допустимые пределы.
В настоящее время наиболее полно теория диагностирования разра-ботака для цифровых объектов. Известные методы диагностирования аналоговых РЭФУ если и позволяют оценить действительные значения некоторых параметров ЭРЭ, то не дают информации об их режимах работы. В тоже время, режимы работы ЭРЭ требуется строго контролировать. Кроме того, из-за взаимной компенсации отклонения электрических параметров ЭРЭ за пределы допусков могут не сказаться на контролируемых выходных характеристиках узла, однако электрические режимы работы элементов будут нарушены и их интенсивность отказа возрастет. Подобные дефекты являются скрытыми, и известными методами диагностирования не выявляются.
Эффективное выявление подобного рода дефектов в процессе производства РЭФУ может быть обеспечено лишь с применением ЭВМ путем автоматизированного контроля электрических параметров и режимов работы комплектующих ЭРЭ и предварительного обеспечения его диагностируемо-сти на стадии проектирования.
Поэтому актуальной является задача разработки математического, программного и методического средств диагностирования, позволяющих выявлять дефекты РЭФУ в виде выхода действительных значений электрических параметров и режимов работы комплектующих ЭРЭ за допустимые пределы, и повышения тем самым надежности радиоэлектронных средств (ЮС).
Цель работы. Целью диссертационной работы является повышение надежности РЭФУ выявлением дефектов в виде выхода действительных зна-
чешій электрических параметров и режимов работы комплектующих ЭРЭ за допуски на этапе производства функциональных узлов.
Для достижения поставленной цели в диссертационной работе необходимо решить следующие задачи:
-
Разработать диагностическую модель, метод и алгоритм ее исследования для автоматизированного диагностирования электрорадиоэлемектов при производстве РЭФУ.
-
Разработать программный комплекс автоматизированного диагностирования электрорадиоэлементов при производстве РЭФУ.
3. Разработать методическое обеспечение процесса диагностирования электрорадиоэлементов при производстве ЮФУ.
4. Экспериментально проверить и внедрить результаты работы.
Методы исследования. В процессе решения поставленных задач использованы принципы системного подхода, аппараты теории цепей, технической диагностики, теории параметрической чувствительности, оптимизации, принципы структурного программирования, численные методы решения систем уравнений и экспериментальные методы исследований.
Новые научные результаты. При решении задач, поставленных в диссертационной работе, получены следующие новые научные результаты:
-
Разработана новая диагностическая модель РЭФУ, состоящая из системы нелинейных уравнений, являющейся математической моделью функционального узла в базисе узловых потенциалов, целевой функции, в которую входят измеренные и расчетные значения выходных характеристик узла, выбранных на этапе проектирования ЮФУ с учетом обеспечения его диапюстируемости, и уравнения, связывающие выбранные выходные характеристики и потенциалы в узлах схемы. Это позволяет, в отличие от других моделей, свести задачу диагностирования к минимизации целевой функции.
-
На основе разработанной диагностической модели предложен метод диагностирования ЭРЭ при производстве РЭФУ, отличающийся от извест» ных методов ( разработанных Чемодановим Е.С., Увайсовым С.У., Харой Ю.В. и др.) тем, что он основан на получении действительных значений параметров и режимов работы ЭРЭ расчетным путем на основе экспериментально полученных выходных характеристик ЮФУ с применением метода оптимизации, что позволило определять действительные значения как электрических параметров всех ЭРЭ в схеме, так и их электрических режимов работы для сравнения с допустимыми значениями.
-
В соответствии с принципами системного подхода и структурного программирования, а также с учетом принципов вложенности, взаимозаменяемости и открытости разработан программный комплекс диагностирова-
ния ЭРЭ в аналоговых РЭФУ, отличающийся своей структурой и составом. В состав комплекса включены как уже разработанные ранее и входящие в состав подсистемы анализа электрических характеристик РЭС АСОНИКА-Э системы АСОНИКА программные модули, так и новые модули, позволяющие расширить возможности подсистемы в плане диагностирования.
4. Разработаны методика обеспечения диагностируемости РЭФУ путем выбора эффективных тестовых входных воздействий и информативных контрольных точек измерений выходных характеристик, и методика автоматизированного диагностирования комплектующих ЭРЭ путем расчета их действительных значений но измеренным выходным характеристикам РЭФУ к сравнения с предельно-допустимыми значениями.
Практическая ценность работы состоит в том, что разработанные в ней программный комплекс и методическое обеспечение, включающее в себя методику проектирования с учетом обеспечения диагностируемости РЭФУ и методику автоматизированного диагностирования ЭРЭ на этапе производства РЭФУ позволяют:
обеспечить диагностируемоегь РЭФУ на стадии его проектирования, ц тем самым сократить сроки и трудоемкость выявления дефектов РЭФУ на стадии его производства;
повысить надежность и качество аналоговых РЭФУ за счет своевременного выявления дефектов в виде отклонений действительных значений электрических параметров и режимов работы комплектующих ЭРЭ за допустимые пределы.
Реализация а внедрение результатов работа. Разработанные в диссертационной работе метод, модель, алгоритмы, программное и методическое обеспечение использовались при выполнении хоздоговорной научно-исследовательской работы № 100022 на кафедре "Радиоэлектронные и телекоммуникационные устройства и системы" Московского государственного института электропики и математики.
Основные результаты диссертационной работы внедрены в практику проектирования и производства НПГЇ "ИНЭЛС" (г.Москва) и ЗНИИРС (г.Зашрожье), а также в учебный процесс Московского государственного института электроники и математики и Запорожского государственного технического университета.
Апробация результатов работы. Работа в целом и ее отдельные результаты докладывались и обсуждались на пяти международных и трех российских конференциях и семинарах, а также на научно-технических семинарах кафедры "Радиоэлектронные и телекоммуникационные устройства и системы" МГИЭМс 1993 г. по 1997 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, в
том числе 5 статей. ..
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, списка литературы и приложений, включающих в себя акты внедрения и результаты расчетов. .->
Работу консультировали к.т.н., доцент Увайсов СУ. (по технической диагностике), к.т.н., доцент Тумковский СР. (по теории оптимизации и численным методам решения систем уравнений) и к.т.н., доцент Жадное В.В. (по теории надёжности).
