Организация структурного построения сапр печатных узлов Исполнитель

Организация  структурного построения сапр печатных узлов

Рассмотренный в предыдущем разделе маршрут сквозного автоматизированного проектирования РЭС, а также различные модели и методические аспекты разработки печатных узлов служат основой для рассмотрения основных положений методологии проектирования печатных узлов в рамках CALS-технологий Описанный маршрут - это непрерывная информационная поддержка жизненного цикла РЭС, которая базируется на стандартизации методов представления данных на каждой стадии жизненного цикла и на безбумажном электронном обмене данными. Данный маршрут определяет набор правил, регламентов и стандартов, в соответствии с которыми строится информационное («электронное») взаимодействие  участников процессов проектирования, производства, испытаний и эксплуатации. Он служит основой виртуальных предприятий.

{spoiler=Подробнее}

Конструкторские данные об изделии, получаемые средствами CAD-систем позволяют решать ряд задач производственной сферы, материально-технического снабжения, сбыта, технического обслуживания и т.д. В настоящее время, несмотря на широкое применение компьютерных технологий в процессе проектирования радиоэлектронных средств, преимущества электронного представления информации в полной мере не используются. Получаемые CAD-системами данные до сих пор, как правило, переводятся на бумажный носитель. Одной из основных причин такой ситуации является сложность интеграции информационных потоков, поступающих от различных процессов разработки РЭС, их испытаний и т.п.

Одной из основополагающих частей CALS – идеологии является технология хранения и управления данными о продукте (Product Data Management / PDM – технология /), которая позволяет решить указанные выше проблемы путем использования стандартизованного интегрированного описания изделия, которое,  в свою очередь, базируется на стандарте ISO 10303 STEP (ГОСТ Р ИСО 10303 – 1 – 99 ). Стандарт STEP регламентирует логическую структуру базы данных, номенклатуру информационных объектов, хранимых в базе данных, их связь и атрибуты. В конечном итоге интегрированное электронное описание изделия – это набор данных различного типа, получаемых в ходе проектирования известными способами, а затем преобразованных в стандартизированный вид для решения задач последующих этапов жизненного цикла изделий. Например, конструкторское электронное описание изделия в соответствии с концепцией стандарта STEP должно содержать структуру и вариант конфигурации изделия (изделие может иметь различные версии), геометрические модели и чертежи, свойства и характеристики составных частей и др. Процесс проектирования, производства и сборки многослойных печатных плат регламентируется 220-й частью стандарта ISO 10303 STEP (ISO 1033  STEP / Part 220: process planning, manufacture and assembly of  layered electronic products ), которая называется в CALS – технологиях «протоколом применения».

Части стандарта STEP, как отмечалось выше, регламентируют логическую структуру электронной базы, но не определяют вопросы взаимодействия различных CAD – систем, осуществляющих функции наполнения, распространения и физического хранения данных в процессе проектных исследований, выполняемых, например, на ранних этапах разработки изделия (эскизный проект). На указанных этапах, в соответствии с рассмотренным в первой главе маршрутом сквозного автоматизированного проектирования РЭС, с использованием известной методики моделирования физических процессов с помощью системы «АСОНИКА» необходимо выполнить набор проектных процедур средствами CAD-систем. При этом методология таких исследований должна интегрироваться с принципами CALS-технологий.

На рис.21 приведена возможная схема структурного построения интегрированной САПР для проектирования печатных узлов. При изображении схемы использовались следующие обозначения:  -наработка ПУ на отказ; -мощности ЭРЭ; -вероятности безотказной работы ЭРЭ; -температурное поле НК; -температуры ЭРЭ; -термограммы ПУ, полученные тепловизором; -погрешности измерительных приборов; -виброускорение ЭРЭ на определенных частотах f. Рассмотрим приведенную схему подробней.

Основную часть САПР составляют традиционные элементы – управляющая оболочка, набор программных средств, используемых в процессе разработки печатных узлов. Отдельные программные средства взаимодействуют между собой посредством двухсторонних конверторов (К₁ – К_n). При этом в составе САПР предусматривается наличие интегрированных баз данных по электрорадиоэлементам и материалам для формирования и объединения, в которых также используются конверторы (программные интерфейсы).

В процессе реализации сквозных автоматизированных маршрутов проектирования печатных узлов перед их разработчиками встают проблемы по реализации эвристических процедур, требующих разрешения противоречивых проектных ситуаций, связанных: с задачами топологического проектирования ПУ; с задачами, по обеспечению электрических, тепловых, электромагнитных, механических и надежносных характеристик ПУ; с задачами требующих совместного решения в области, как топологического проектирования, так и моделирования разнородных физических процессов, протекающих в ПУ. Для решения указанных проблем в состав интегрированной САПР

включена экспертная система. Экспертная система, используя известные решения и/или их комбинации, а также результаты проектирования, формализованные в обменной структуре, позволяет посредством набора баз знаний выполнять ряд эвристических процедур.

В состав интегрированной САПР также входит электронный (виртуальный) макет печатного узла, на основе которого выполняется топологическое проектирование и весь комплекс модельных экспериментов средствами имитационного математического моделирования. Как показано на рис.27, электронный макет представляет собой совокупность  геометрической модели, накопителей результатов моделирования, обменной структуры, а также модели обработки и средств визуализации для геометрического моделирования, результатов топологического проектирования, результатов исследований физических процессов, показателей надежности, диагностического моделирования и т.д.

 После «отработки» электронного макета печатного узла, его структура и параметры конвертируются (прямая и обратная схемы) в базу данных, имеющих логическую структуру в соответствии со стандартом ISO 10303 STEP. Затем, описание ПУ может быть передано с использованием языка EXPRESS на любые этапы жизненного цикла РЭС, для которого разрабатывался ПУ.

 При этом, управляющая оболочка, средствами специального программного комплекса загружает из базы данных «методики проектирования» типовую методику, ориентированную на сквозное автоматизированное проектирование разрабатываемого печатного узла.

Рассмотренная структура интегрированной САПР печатных узлов базируется на широко известных САПР для проектирования печатных плат (OrCAD-9.1, Accel и т.п.), а также на проблемных подсистемах системы “АСОНИКА”, которые позволяют исследовать различные физические процессы в РЭС на основе системных принципов.

На рис.28 представлена созданная с помощью специального комплекса планирования и управления автоматизированным проектированием «Сириус» функциональная модель фрагмента сквозного маршрута проектирования ПУ источника вторичного электропитания (ИВЭП), а на рис.29 раскрыта работа АЗЧ «Обеспечение механических характеристик печатного узла» из представленного выше фрагмента функциональной модели.