Макаров Н.Н., КТОП
Ответы к экзамену 2016
1. Технические требования к ЭВМ.
1. Техническая характеристика (параметры изделия). (Объем памяти, частота, вх. сопротивление и т.д.)
2. Состав изделия и требования к конструкции. (Вес, габариты, требования по внешнему воздействию, составные части изделия)
3. Показатели назначения и экономного использования материалов. Ограничения на материалы, экономное использование энергии.
4. Требования к надежности. (Вероятность безотказной работы, наработка на отказ, срок службы)
5. Требования к технологичности. Технологичность может быть производственная, эксплуатационная, ремонтная. Могут быть заданы в виде качественной (словами) и количественной характеристики (цифрами в виде ПТК - показателя технологичности конструкции). ПТК в зависимости от типа производства.
|
Массовое
|
Серийное
|
Единичное
|
Деталь
|
Максимум
|
|
|
Сборочная единица
|
|
|
|
Комплекс
|
|
|
Минимум
|
6. Требования к метрологическому обеспечению. Указывается перечень измерительных приборов для контроля данного прибора. Указывается периодичность контроля параметров, квалификация специалистов, документация по контролю, правила контроля, порядок контроля.
7. Требования к уровню унификации и стандартизации. Унификация 80-90%.
Kус=(Nст+Nуниф/(Nст+Nуниф+Nуник)) *100%
Унифицированные – не по стандарту, но перешло из других разработок.
Стандартизация предусматривает установление и применение специальных правил с целью упорядочения деятельности в определенной отрасли. Стандарт – нормативно-технический документ, по которому установлен комплекс норм, правил, требований к конкретным изделиям и материалам и утвержденный компетентным органом.
Под унификацией понимается многократное применение в конструкции изделий одних и тех же сборочных единиц, деталей и конструктивных элементов. Унификация позволяет ускорить проектирование изделий, снизить ее себестоимость, повысить надежность, в частности ремонтопригодность.
8. Требования по безопасности и охране окружающей среды. Изделие и его производство должно быть безопасным. Выявляются опасные (быстро действующие) и вредные условия (медленно действующие)
9. Эстетические и эргономические требования. Требования по созданию комфортной среды для человека-оператора.
10. Требования к патентной чистоте. Интеллектуальная собственность – изобретения, защищенные патентом, промышленные образцы, товарные знаки. До выпуска нужно произвести патентный поиск. Должно быть лицензировано.
2. Условия эксплуатации.
Все внешние воздействия можно разбить на две группы: воздействия естественных условий (температура, влажность, давление, пыль, песок, осадки) и искусственные воздействия, зависят от воздействия человека или от расположения оборудования:
Механические (вибрация, удар, линейное ускорение)
Акустические (механ. возд. высоких частот)
Радиационное излучение (α,β,γ лучи)
Биологическое воздействие (насекомые, грызуны, плесневелые грибки)
Хим возд (пары кислот, щелочей)
Все климатические зоны делятся на группы:
У – умеренный климат. УХЛ – умеренно-холодный. ТВ – тропический влажный. ТС – тропический сухой. Т – тропический. М – морской(холодный и умеренный). ТМ – тропический морской. ОМ – общий морской. О – общий для суши. В – всеклиматическое исполнение.
Виды помещений: 1) Открытый воздух. 2) Под навесом. 3) В закрытых неотапливаемых помещениях. 4) В помещениях с искусственным климатом. 5) Помещения с повышенной влажностью (сырые подвальные помещения).
По расположению объекты делят на: 1) Наземные. 2) Морские 3) Бортовые 4) Космические.
Наземная аппаратура делится на группы (для вычислительной техники): 1) Стационарные, в отапливаемых и неотапливаемых помещениях. 2) Автомобильный транспорт. 3) Железнодорожный транспорт 4) Водный транспорт 5) Портативные, работающие на ходу 6) Портативные, не работающие на ходу.
По всему комплексу внешних воздействий устанавливается группа жёсткости. Всего 10.
1 – самая слабая, 10 – самая сильная
3. Цикл жизни ЭВМ и этапы опытно-конструкторской работы.
НИР→ОКР→Производство→Эксплуатация→Утилизация
НИР – научно-исследовательская работа, выполняется в случаях, когда нужно получить изделие с принципиально новыми параметрами. Может иметь как положительный, так и отрицательный результат. Завершается разработкой ТЗ на опытно-конструкторскую работу.
ОКР – опытная-конструкторская разработка, разработка конструкций изделия и выполнение документации для его изготовления
Производство – изготовление изделия по конструкторской документации. 1) Подготовка производства. 2) Массовый выпуск изделий
В подготовку производства входит разработка производственно-технических процессов, приобретение необходимого технического оборудования, изготовление нестандартного оборудования. Закупка покупных изделий. Затем выпускают установочные партии, делаются испытания, подписываются акции, а затем начинают серийное производство.
В процессе эксплуатации могут проводиться испытательные работы, регл. Работы, ремонт. При истечении срока службы изделия подписывается акт о списании. Может проводиться комиссия и продлить срок службы.
При утилизации следят, чтобы не нанести вред окружающей среды и выделяют драгоценные драгметаллы
Этапы ОКР
Этап – законченная часть ОКР, в результате которой достигается результат и составляется отчет. Оплата работы выполняется по мере выполнения этапов.
ПТ→ЭП→ТП→КД
1. ПТ – предложения технические. С момента получения ТЗ. Разработчик проводит анализ ТЗ. выбор и сравнительный анализ вариантов исполнения. Выбирается предпочтительный вариант и техническо-экономическое обоснование. Выполняется пояснительная записка, эскизы внешнего вида, иллюстративный материал. Этап завершается защитой технического предложения. На всех документах устанавливается литера П. Литера – особый знак на документах, определяющий, на каком этапе находится проект.
2. ЭП – эскизный проект. Выполняется с целью установления конкретных решений в соответствии с выбранным вариантом. Прорабатывается сама конструкция. Выполняются чертежи общего вида, пояснительная записка, расчёты. Завершается защитой эскизного проекта. Документам присваивается литера Э.
3. ТП – технический проект. Выполняется с целью получения окончательного технического решения. Делаются макеты, проверяется работоспособность. Часто объединяют с ЭП. Документам присваивается литера Г.
Первые три этапа предварительные.
4. КД – разработка конструкторской документации по правилам ЕСКД (Единая система конструкторской документации). Основной, наиболее продолжительный этап. Результатом является выполнение КД, пригодной для изготовления изделий на заводе. Документам присваивается литера О – КД для опытного образца. После испытания опытного образца присваивается литера О1 (изделие сделано и прошло испытания). Составляется протокол испытаний, изготавливается установочная партия для получения статистики. После этого присваивается литера А. Для военной техники проводится испытание головной партии (литера Б).
4. Единая система конструкторской документации.
Комплекс гостов по правилам оформления конструкторских документов.
1) ЕСКД – единая система конструкторской документации.
2) ЕСПД – единая система программных документов.
3) ЕСТД – единая система технологической документации.
4) ЕСТПП – единая система технологической подготовки производства.
В соответствии с ЕСКД все изделия поделены на группы:
1) деталь - изделие из одного материала, неразборное
2) сборочная единица – изделие из деталей.
3) комплекс – несколько изделий, предназначенных для выполнения общих функций.
4) комплект – несколько изделий, не соединенных между собой, но имеющих вспомогательную функцию (комплект запасных частей). Для каждой группы изделий выполняется своя документация.
№
|
Наименование документа
|
Условные обозначения
|
Деталь
|
Сборочная единица
|
комплекс
|
комплект
|
1
|
Чертеж детали
|
-
|
++
|
-
|
-
|
-
|
2
|
Сборочный чертеж
|
СБ
|
-
|
++
|
-
|
-
|
3
|
Схема электрическая:
|
|
|
|
|
|
|
-структурная
|
Э1
|
-
|
+
|
+
|
-
|
|
-функциональная
|
Э2
|
-
|
+
|
+
|
+
|
|
-принципиальная
|
Э3
|
-
|
+
|
+
|
+
|
|
-соединений
|
Э4
|
-
|
+
|
+
|
+
|
|
-общая
|
Э5
|
-
|
+
|
+
|
-
|
|
-подключений
|
Э6
|
-
|
+
|
+
|
-
|
|
-размещения
|
Э7
|
-
|
+
|
+
|
|
4
|
Спецификация
|
|
-
|
++
|
++
|
++
|
5
|
Технические условия
|
ТУ
|
+
|
+
|
+
|
+
|
6
|
Эксплуатационные документы
|
ТО, ИЭ, Ф, В
|
+
|
+
|
+
|
+
|
В таблице приняты обозначения: - документ не исполняется, + документ необязателен для исполнения, ++ документ обязателен для исполнения.
Эксплуатационные документы: ТО – техническое описание. ИЭ – инструкция по эксплуатации. Ф – формуляр. В – ведомость.
Создается ведомость документов: хххxxх.хххххх.ххх.хх, где ххxxхх – код организации из общероссийской классификации; хххххх – код изделий из классификатора промышленных изделий России; ххх –код порядкового номера разработки данного предприятия; хх – обозначение документа.
По статусу документы делятся на:
Оригинал – выполняется непосредственно исполнителем
Подлинник – делается на основе оригинала, так как оригинал должен храниться в архиве предприятия
Дубликат – дублёр подлинника, используется для создания копий
Копия – рассылается всем заинтересованным лицам
Документ может быть поставлен в виде бумажных носителей, фото носителей и в электронном виде.
Структурная схема (Э1). Указывает составные части изделия и взаимосвязи между ними. Для изучения общих принципов работы. Нет детализации.
Функциональная схема (Э2). Используется для изучения принципа работы устройства. Более подробна. Указывается только элементы и связи, несущие функциональную нагрузку.
Принципиальная схема (Э3). Определяет полный состав элементов и связей устройства. Самая подробная и полная схема. Элементы обозначаются в виде УГО. Связи между элементами могут выполняться в виде отдельных линий и шин. У каждого элемента должно быть позиционное обозначение.
Схема соединений. (Э4). Указываются соединения между элементами, элементы – в упрощенном виде.
Общая схема (Э5). Выполняется на изделия высокого уровня (чаще на комплекс). Нужна для сборки.
Схема подключения (Э6). Указываются связи данного изделия с внешними подключаемыми устройствами.
Схема размещения (Э7). Показывает размещение в пространстве составных частей изделия.
5. Принципы и методы конструирования. Модель конструкции ЭВМ
Модульное конструирование – разбиение ЭВМ на составные модульные конструктивные единицы.
Принципы модульного конструирования: одноуровневые и многоуровневые. При одноуровневом конструировании вся электрическая схема устройства размещается на одном конструктивном модуле (на одной плате ЭВМ). Основные достоинства – высокая надёжность, быстродействие, малые габариты. Недостатки – неремонтопригодность, сложность настройки, функциональные ограничения. Где применяется в наст время: для несложных электронных устройств, для бортовой электроники (ракет, для космоса).
Многоуровневое – конструкция создаётся из отдельных модулей разных уровней. Основные сложности – соединение таких модулей в одно устройство. Такие конструкции могут содержать несколько модулей, причём конструкция i-го уровня устанавливается в i+1 уровень. Применение: для универсальных ЭВМ, для сложных систем, производственное оборудование.
Требования к многоуровневым:
Требования производственной технологичности. В этом случае можно организовать параллельное производство.
Требования эксплуатационной технологичности. Упрощение эксплуатации и ремонта.
Психофизиологические и антропометрические характеристики человека требуют разделения сложных объектов на части.
Достоинства таких требований: высокий уровень унификации, упрощённое создание таких модификаций, возможность неограниченного по мощности наращивания системы. Недостатки: ухудшение быстродействия, надёжности.
Одна из самых сложных задач – разбиение общей электрической схемы на части, которые будут размещены в отдельных модулях.
Два метода разбиения:
1. Конструктивно-технологический. Критерии: деление на относительно равные части так, с почти равным количеством элементов и связей. Достоинства – унификация, высокий уровень технологичности (можно использовать одно и то же оборудование), печатные платы можно конструировать одного размера, применяем однотипные соединители, минимальное число соединений. Недостатки – отдельные блоки не объединены по функциональности => более сложная настройка и ремонт, низкая эксплуатационная технологичность.
2. Функционально-узловой метод. Критерии: функциональная завершенность модуля.
В настоящее время применяется многоуровневый принцип с функционально-узловым методом компоновки. Плюсы: сокращение сроков разработки, снижение стоимости разработки, высокий уровень стандартизации и сертификации, автоматизация разработки, изготовления, регулировки и контроля. Выигрывает в эксплуатационной технологичности.
Под моделью конструкции ЭВМ понимают совокупность конструктивным модулей, объединенных в иерархическую структуру.
ЭВМ ← Стойка (3-й уровень) ← Блок (2-й уровень) ← Субблок (1-й уровень) ← Компонент (0-й уровень).
0-й уровень – компоненты, из которых состоят платы, обычно покупные.
1-й уровень – минимальная сборочная единица, типовой элемент замены (ТЭЗ).
2-й уровень – блок или панель, конструкция, в которую устанавливаются ТЭЗы.
3-й уровень – стойка, конструкция, в которую устанавливаются блоки.
Первая задача при конструировании проекта – создание модели будущей конструкции.
Важное достоинство модульных систем – параллельное проектирование. При создании модели решается, сколько уровней и кол-во элементов на каждом уровне.
|
