В. Жаднов
Концепция реализации CALS-технологий в расчетах надежности РЭА
Расчёт надёжности РЭА является несколько своеобразной задачей, которая, тем не менее, является обязательной при проектировании аппаратуры, приборов, устройств и оборудования военного назначения. Расчётная оценка надежности военной аппаратуры различных классов должна проводиться, в соответствии с [1], на всех этапах её проектирования.
Расчёты надёжности аппаратуры и ЭРИ различных классов проводятся по данным, приведённым в официальном издании Минобороны РФ и отраслей-разработчиков и изготовителей ЭРИ [2]. Существующая в настоящее время схема информационной поддержки расчётов надёжности на предприятиях-разработчиках и изготовителях аппаратуры представлена на рис. 1.
![Схема информационной поддержки расчётов надёжности](/images/arhiv/02_05/inforeliability.gif) Рисунок 1. Информационная поддержка расчётов надёжности
Основой информационной поддержки расчётов надёжности является [2] (в печатной или CD-версии), который создаётся на основе результатов исследований специализированных НИИ и с использованием материалов МО РФ и предприятий промышленности, а также официально распространяемые программные средства (ПС) АСРН [3], в БД которой содержатся те же данные, что и в [2]. Вышеперечисленные издания и ПС передаются службам надёжности предприятий-разработчиков и изготовителей аппаратуры. ПС устанавливаются на рабочие станции пользователей и без каких-либо изменений эксплуатируются до момента выхода новой редакции справочника (соответственно, и новой версии АСРН). Если принять во внимание, что периодичность издания [2] составляет 2–2,5 года, то в течение всего этого времени пользователи остаются практически полностью без информационной поддержки со стороны разработчиков АСРН.
В то же время, применение новых типов ЭРИ, изменение численных значений характеристик надёжности и математических моделей эксплуа-тационной интенсивности отказов, широкое применение в отечественной аппаратуре ЭРИ зарубежного производства [4] требует постоянного обновления программного и информационного обеспечения, то есть непрерывной информационной поддержки расчётов надёжности. Непрерывная информационная поддержка и является одним из основополагающих принципов CALS-технологий. Исходя из этого и основываясь на созданных в настоящее время сетевых технологиях, можно предложить следующую концепцию непрерывной информационной поддержки расчётов надёжности (рис. 2), которая на практике позволяет реализовать современные методы проектирования.
![Концепция непрерывной информационной поддержки расчётов надёжности](/images/arhiv/02_05/continuousreliability.gif) Рисунок 2. Концепция непрерывной информационной поддержки расчётов надёжности
Возможность практической реализации этой концепции основана на использовании программных средств расчёта надёжности нового поколения, созданных в технологии “клиент–сервер” и непрерывно функционирующих в глобальной сети Internet.
К сожалению, новая версия [3], которая будет поставляться одновременно с новой, 2002 года, редакцией [2] (хотя уже и созданная под WINDOWS, а не под DOS), не является клиент-серверным приложением.
Выходом в создавшемся положении является, на наш взгляд, использование подсистемы АСОНИКА-К [5] для расчёта надёжности аппаратуры и ЭРИ различных классов. При создании подсистемы была решена задача инвариантности программного кода к практически любым изменениям информации о надёжности ЭРИ (то есть переизданию [2]). В результате было создано ПС, обладающее уникальными возможностями, реализованными в подсистеме, а именно:
- создание подсистемы в технологии "клиент–сервер";
- возможность изменения численных значений характеристик надёжно-сти ЭРИ;
- возможность изменения математических моделей эксплуатационной интенсивности отказов ЭРИ;
- возможность добавления новых классов ЭРИ;
- возможность изменения окон интерфейса пользователя и так далее.
Другими словами, появление новых данных о надёжности ЭРИ приводит лишь к изменению данных в БД справочной системы и файла инструкций работы клиентской части, хранящихся на сервере подсистемы, без изменения кода программных модулей. Установка сервера подсистемы в глобальную сеть Internet позволяет полностью реализовать концепцию непрерывной информационной поддержки расчёта надёжности. В этом случае время появления новой информации о характеристиках надёжности ЭРИ у конечных пользователей составит не более 1–2 дней с момента её официального появления. Естественно, что это требует проведения определённых организационно-методических мероприятий со стороны соответствующих подразделений МО РФ.
Другим важным аспектом практической реализации CALS-технологий является информационная поддержка непосредственно самого процесса расчётной оценки надёжности. Традиционная методика расчёта надёжности представляет собой то, что раньше называлось “пакетным режимом”: пользователь сначала вводит всю исходную информацию, проводит расчёт, а лишь затем получает результаты. Если же результаты оказываются отрицательными (не удовлетворяют требованиям ТЗ), то это влечёт, как правило, проведение повторных расчётов, число которых определяется количеством изменений, вносимых в документацию.
Подсистема АСОНИКА-К позволяет избежать напрасных трудозатрат, так как любое изменение проекта (добавление, изменение или удаление компонента) вызывает автоматический перерасчёт показателей надёжности РЭА, в результате которого пользователю сообщается о соотношении между требуемым и текущим уровнями надёжности. Эта информация отображается в графическом виде в окне постпроцессора интерфейса пользователя (рис. 3).
![Окно постпроцессора интерфейса пользователя](/images/arhiv/02_05/window1.gif) Рисунок 3. Окно постпроцессора интерфейса пользователя
В любой момент пользователь может запустить систему анализа результатов подсистемы (рис. 4), с помощью которой он не только может выбрать наиболее целесообразные направления повышения надёжности, но и определить необходимые количественные значения (предельно допустимые значения рабочей температуры ЭРИ, число резервных компонентов и так далее). После внесения необходимых изменений в проект пользователь может продолжить расчёт. Другими словами, применение подсистемы для расчётной оценки надёжности позволяет одновременно решать и задачи обеспечения требуемого уровня надёжности, что является практической реализацией CALS-технологий при выполнении программы обеспечения надёжности (ПОН).
![Окно системы анализа результатов](/images/arhiv/02_05/window2.gif) Рисунок 4. Окно системы анализа результатов
И, наконец, подсистема позволяет реализовать ещё один принцип CALS-технологий — безбумажный (электронный) обмен данными. В состав клиент-ской части подсистемы входят интерфейсы связи с промышленными САПР (конверторы выходных файлов P-CAD, АСОНИКА-Т и др.) и генератор отчётов, который создаёт протокол работы подсистемы в электронном виде (рис. 5). При установке сервера подсистемы в локальной или глобальной сети подсистема позволяет проводить расчёты надёжности как одного проекта РЭА с разных рабочих станций, так и различных проектов РЭА с одной рабочей станции, на основе электронного обмена данными между клиентскими приложениями.
![Фрагмент протокола результатов работы подсистемы](/images/arhiv/02_05/window3.gif) Рисунок 5. Фрагмент протокола результатов работы подсистемы
Для опытной эксплуатации подсистема была установлена в локальную сеть МИЭМ и глобальную сеть Internet. Подсистема использовалась для проведения расчётов надёжности как студентами очной и дистанционной форм обучения, так и пользователями, зарегистрировавшимися на сайте подсистемы (рис. 6). В процессе эксплуатации, по требованию пользователей пополнялась БД подсистемы (вносились характеристики надёжности ЭРИ зарубежного производства), добавлялись сервисные функции в интерфейс пользователя, развивалась справочная система подсистемы и так далее. Результаты опытной эксплуатации убедительно подтвердили предложенную концепцию реализации CALS-технологий в расчётах надёжности РЭА и высокие эксплуатационные характеристики подсистемы АСОНИКА-К.
![Сайт подсистемы. Окно регистрации пользователей](/images/arhiv/02_05/window4.gif) Рисунок 6. Сайт подсистемы. Окно регистрации пользователей
Литература
- ГОСТ Р В 20.39.302-97.
- Справочник "Надежность ЭРИ".
- Автоматизированная система расчета надежности.
- Хрусталев Д. Об особенностях применения импортных компонентов в военной и специальной технике // Компоненты и технологии. 2001. № 7.С. 4–5.
- Жаднов В.В., Жаднов И.В., Измайлов А.С., Сотников В.В., Марченков К.В. Подсистема АСОНИКА-К — расчет надежности аппаратуры и ЭРИ // EDA Express. Научно-технический журнал. 2002. № 5. С. 17–20.
|