Метод имитационного моделирования для проектной оценки показателей безотказности структурно-сложной радиоэлектронной аппаратуры

• Автор: Тихменев, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 211 с. : ил.

Введение

1 Глава. АНАЛИЗ ПРОЕКТНОЙ ПРОЦЕДУРЫ РАСЧЕТНОЙ ОЦЕНКИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ

1.1 Процедуры обеспечения надежности при проектировании РЭА

1.2 Типовая процедура расчетной оценки надежности РЭА

1.3 Анализ методов оценки показателей безотказности

1.4 Анализ методов имитационного моделирования

1.5 Постановка задач диссертационной работы

1.6 Выводы по главе

2 Глава. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ И АЛГОРИТМОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОТКАЗНОСТИ СТРУКТУРНО-СЛОЖНОЙ РЭА

2.1 Тип моделей

2.2 Модель отказа компонента

2.3 Способ задания структуры РЭА
2.4 Структурно-сложный компонент РЭА
2.5 Модель РЭА
2.6 Алгоритм имитационного эксперимента
2.7 Средства языка моделирования
2.8 Выводы по главе
3 Глава. РАЗРАБОТКА ЯЗЫКА МОДЕЛИРОВАНИЯ ОТКАЗОВ РЕКОНФИГУРАЦИЙ РЭА И ПОДСИСТЕМЫ АСОНИКА-К-РЭС
3.1 Синтаксис базовых элементов языка
3.2 Семантики базовых элементов языка
3.3 Синтаксис специализированных элементов языка
3.4 Семантика составных элементов языка
3.5 Структурирование и передача управления
3.6 Встроенные функции
3.7 Проектирование структуры программного средства
3.8 Численные эксперименты
3.9 Выводы по главе
4 Глава. АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ И РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА ИНЖЕНЕРНЫХ МЕТОДИК
4.1 Разработка модели блока телеметрии
4.2 Анализ результатов моделирования блока телеметрии
4.3 Построение модели РЭА с комплектом ЗИП
4.4 Сравнительный анализ применения имитационного моделирования и
развития аналитических моделей для систем ЗИП
4.5 Методика расчетной оценки показателей безотказности структурносложной РЭА
4.6 Методика анализа проектных решений по обеспечению надежности
структурно-сложной РЭА
4.7 Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложение 1 Акты внедрения
Приложение 2 Копия свидетельства о государственной регистрации программы
для ЭВМ
Приложение 3 Подсистема АСОНКИА-К-РЭС Описание применения.
Руководство оператора

Введение
Актуальность работы. Развитие радиоэлектронной промышленности и средств САПР приводит к быстрому росту функциональности выпускаемых изделий и усложнению структуры радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) при одновременном повышении требований к ее надежности, что требует развития методов анализа структурной безотказности, и, в первую очередь, автоматизированных средств, пригодных к использованию в САПР предприятий. На качество процесса проектирования отрицательно влияет недостаточное математическое обеспечение исследований надежности. Используемые модели и ПО имеют ряд недостатков, главным из которых является то, что они позволяют получить точную оценку показателей безотказности только в отдельных случаях. Для большинства применений, особенно для бортовой аппаратуры, требуется длительный анализ, не поддающийся автоматизации, результатом которого часто является только «нижняя» оценка показателей безотказности. Такая оценка пригодна для подтверждения требований ТЗ, но не дает возможности провести сравнительный анализ различных вариантов реализаций структуры РЭА по уровню безотказности. Это затрудняет принятие проектных решений и может привести к неоправданному применению дополнительных мер по повышению надежности, что влечет дополнительные затраты времени и средств на проектирование и негативно сказывается на себестоимости, массогабаритных характеристиках и, в конечном итоге, на конкурентоспособности РЭА.
Тематика проектной оценки показателей надежности освещена во
многих исследованиях, посвященных как вопросам проектирования радиоэлектронной аппаратуры, так и методам теории надежности. К основным работам в этой области следует отнести труды И.А. Ушакова[1], Б.А.

Построение модели расчета ВБР по методу перебора гипотез, основанный на формуле полной вероятности [63] в соответствии с заданным временным графиком работы, где основными параметрами будут ИО в сеансом режиме и в режиме хранения и промежутки времени.
Использование методов временной декомпозиции - это разбиение модели расчета ВБР в соответствии с заданным графиком функционирования на режимы работы и хранения. На каждом из отрезков выбирается модель расчета ВБР из стандартного набора ОСТ или другого источника при условии, что ВБР в режиме хранения определяется, исходя из критерия отказа в момент включения.
Как уже упоминалось, основным недостатком аналитических методов является их ограниченная применимость к структурам, отличающимся от типовых. Для точных расчетов необходимо используя основные соотношения теории вероятности вывести расчетную формулу, что является сложной и трудоемкой задачей. К примеру при аналитическом расчете показателей надежности бортового интегрированного комплекса (БИВК)[64], проведенном специалистам ФГУП НИИ АРГОН был применен метод перебора вариантов, но в силу необходимости учета последовательности отказов количество комбинаций становиться непомерно велико (более сотни слагаемых при учете двух отказов), поэтому учитывались только первые шаги реконфигураций, а далее отказом БИВК считался отказ любого компонента. Это дает заметно заниженную оценку показателей надежности. Однако это единственный метод, применимый для аналитического расчета реконфигурируемых структур. То есть аналитические методы ограниченно применимы к расчету реконфигурируемых структур, тем более для задач сравнения нескольких различных структур и выбора предпочтительной с точки зрения показателей надежности.
В общем, кроме аналитического, существуют три основных метода, применимые для расчета надежности реконфигурируемых РЭА, это: цепи Маркова, анализ дерева неисправностей и/или событий и имитационное моделирование.