автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Автоматизированные комплексы для технологических испытаний светотехнических приборов с импульсным режимом работы

Рй од

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО зн^игки ШСТШ7 ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ СВЕТОТЕХНИЧЕСКИХ ПРИБОРОЗ С ЛПУЛЬСНЫМ РЕШСМ РАБОТЫ

Специальность 05.13.07 - Аьта/.атизацля технологических

процессов и производств

На правах рукописи Экэ.м О

УДК 681.5.03:771.Н8.6

-/ О

ГАГАРИНА ЛАРИСА ГЕННАДИЕВ

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1593

Работа выполнена в Московском и ист ту 5? о электронной техники.

Ч'.а./чнын руководитель - доктор технических наук, профессор,

лауреат премии Совета Министров СССР Н'.д.Дубовой. •

Официальные ошюнонты: -доктор технических наук, профессор

Д. И.Нанейлон

-кандидат технических, наук Басок М.Н. ;

Вид/цап организация - 1ШИ точного машиностроения.

оацита диссертации состоится "__"_1993 г. в

_ чао.__кии. па заседании специализированного совета

Д.Московского института алоктронной техники по адресу: КХМ'А!, Москва, К-498, лШТ.

С диссерюи ч! молю ознакомиться в библиотеке института.

С

Автореферат разослан "_"_ 1993 г.

Учений секретарь специализированного Совета кандидат технических наук,

доцент В.Г.Виноградов

ОЫцАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Задачи создания и внедрения в массовое производство новых видов изделий на основе оптического излучения в видимой части сг.ектра - светотехнических приборов с импульсным режима! работы (СПйР) - невозможно решить без комплексной автоматизации производственного процесса. Его важнейшей составляющей на наедои этапе являются технологические испытания, проведение которых наиболее целесообразно с помощью автоматизированные комплексов технологических испытаний АКТИ, что дает по сравнению с традиционными методами выигрыш во времени минимум в 2-3, а в отдельных случаях в десятки раз.

Тенденции роста объемов выпуска продукции, разнообразие номенклатуры, параметров и функция СПНР, большие затраты из-за усложнения и миниатюризации встроенной электроники такге обуславливают необходимость и своевременность автоматизации технологических испытаний (ТИ). Примерил талу является производство фотовспышек (ФВ), которых ежегодно только за рубежал выпускается 40 млн.шт. в год при наличии 600 разнообразных автономных и встраиваемых моделей. Подобный процесс наблюдается и в нашей стране. Однако технический уровень отечественной светотехники в общем уступает уровню лучших мировых достияени.:, что наряду с другими причинами вызвано также тем, что ряд испытаний в соответствии с техническими показателями СПИР не проводится из-за отсутствия необходимого оборудования.

До внедрения разработок автора настоящем диссертации в отрасли практически отсутствовало специальное технологическое оборудование для проведения автоматизированных испытании. Это приводило к большому (до Б/;) объему брака при выпуске СШ1Р и к увеличению длительности процесса производства, а хакае к снижения

выхода годных и увеличении стоимости изделий. Появившиеся недавно и применяемые зарубежными фирмами автоматизированкые установки для проведения Ti" ("UN0MAT", Германия и др.) подтверждаю! необходимость и важность подобных разработок для отечественной про-, нкшленности. 3 нашей стране лшь на отдельных предприятиях имеются лабораторные макеты испытательных комплексов, ориентированные на определенный тип СШ1Р и обладающие низкими эксплуатационными характеристиками. Таким образом, отсутствие серийно выпускаемого оборудования для испытании С1ШР и современные возможности агрегатирования устройств вычислительной, измерительной техники v. специализированных аппаратных и программных средств предопределяют необходимость создания высокоэффективной испытательной аппаратуры.

Таким образом, задача разработки автоматизированных комплексов технологических испытаний СГ1ЛР является актуальной. Актуальность задачи подтверждается тем, что oía реидлась в соответствии с отраслевой "Ксмдлзксно-целевой програк/.ой создания гибких производственных систем на предприятиях отрасли КЦП АП-12".

Цель работы. Целью диссертационное работы является создание научных основ и инженерной методологии для элективной реализации автоматизированных комплексов технологических испытаний СШ1Р в составе распределенных систем управления т апологическим процессом пр-ва (РСУТП) СШ1Р.

В соответствии с поставленной целью в работе решаются следующие задачи:

- анализ современных методов и средств автоматизации испытаний СПИР и выявление степени их применяемости в составе АКТИ СПИР;

- разработка основных требований к перспективным автоматизированным системам при использовании динамики протекания про-

цессов во времени в качестве уровнеобразуювдго фактора;

- разработка методов оценки эффективности вычисли тельной системы (ВС) АКТИ СПИР, исследование влияния отдельных факторов на эффективность систем!., обоснование выбора частных показателей эффективности (ПЗ), имеющих наибольшее воздействие на общий ПЭ системы;- разработка математических и имитационных моделей для анализа основных элементов и структур ВС АКТИ СПИР;

- разработка методики инженерного расчета алгоритмической реализации АКТИ СПИР;

- разработка программного и информационного обеспечения АКТИ СПИР;

- практическая реализация основных положений работы посредством создания АКТИ СПИР.

Методы исследования. Решение основных задач диссертационной работы основано на использовании методов системного анализа, математического аппарата теории вероятностей, теории массового обслуживания, марковских цепей, методов математической статистики, теории переходных процессов в электрических цепях. Креме того, в работе широко использованы основные подходы к имитационному моделированию вычислительных систем, а также современные методы создания прикладных программных средств.

Научная новизна работы. Новыми результатами являются и на защиту выносятся:

- математическая и имитационная модели работы ВС АКТИ СПИР в функциональной области общности динамики протекания процесса испытаний;

- математическая и имитационная модели информационной компоненты ВЗ АКТИ СПИР с учетом параметров и ограничении, связанных

с особенностями применения системы и используемых технических средств;

- алгоритм анализа очереди с прямым и. обратным вхождением нового элемента;

- методика инженерного расчета ожидаемых отказов при ТУ. СПИР на основе математической модели редеющего потока отказовых ситуация с целью прогнозирования гарантийного обслуживания СПИР.

Практическая ценность. Практическая ценность диссертационной работы состоит в тсм; что предложенные математические и имитационные модели, методика инженерного расчета, программное и информационное обеспечение позволяют обеспечить ка ранних стадиях разработки достоверную оценку эффективности применения проектируемой системы, выбрать наиболее производительный режим эксплуатации АКТИ СПИР в конкретных технологических условиях. 11 о результатам проведенных исследований впервые в стране разработан автоматизированный комплекс технологических испытаний СПИР - СКФ-1 (ЮЩ 2.702.007) и методика проведения технологических испытаний на атом оборудовании (ЮД 916 ПИ, Ющ 3.829.015 МК), удовлетворяющие современным требованиям производства светотехнических приборов. Структура АКТИ СПУ1Р, а также способы архитектурного решения подобных систем запущены авторским свидетельством и патентом.

Реализация и внедрение результатов исследований

Разработанный в диссертационной работе автоматизированный кшплекс СКС-1 (ЮЩ 2.702.00?) для технологических испытаний светотехнических приборов внедрен на заводе акционерного общества "Резел" (г.Зеленоград). Еольпинство полученных в работе результатов доведено до уровня инженерных методов, типовых форм представ- ' ления информации, алгоритмов программ и аппаратной реализации комплекса. Практическое использование результатов подтверждено актами о внедрении. Фактический экономический эффект внедрения результатов научных исследований диссертационной работы составляет 147 тыс.руб. в год в ценах 1991 года.

Апробация работы. Научные и практические результаты рабо> ты докладывались и обоухдались г

- на Всесоюзной научно-технической конференции "Метрологические проблемы микроэлектроники" I Москва, Менделееве^ ЦПШТО "РЗС" им.А.С,Попова, 1991 г.;

- на Всесоюзной научно-технической конференции "Радиоизме-рения-91" (методы повышения точности) г Севастополь, 1991 г ;

- на научно-технической школе■ семинаре "Системы автоматизированного контроля а проверки приборов и устройств"'г Ужгород, 1991

Публикации, По теме диссертации опубликовано II печатных работ, в тем числе научных работ - 2, статей - 2, авторское свидетельство - I, патент на изобретение - I, тезисов докладов - 5. Кроме тогог материалы диссертации отражены в научно-технической документации 0КР: выполненной автором диссертации.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами по каждой из них, заключения, списка использованной литературы, и приложений. Общий объем работы составляет 186 е., в том числе 140 с. основного содержания, ¿Я рисунков, 6 таблиц, И графиков и списка литературы из источников: 1-12$.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулирова-ш цели и задачи диссертационной работы, кратко изложены получен-ше результаты.

В первой главе на основе обзора современного состояния процесса производства С ПИР по материалам отечественных и зарубежных убликаций показана необходимость и возможность получения высоко-ачественной продукции за счет автоматизации технологических ис-шаний.

Анализ качества изделия проводился в соответствии с принять;.! в настоящее время критерием его оценки на основе изменения определяющего параметра:

где ^ (ь) - псевдослучайный процесс необратимых изменений параметра;

, £ - стационарные случайные процессы.

На основе изучения современного состояния методов и средств автоматизации испытания пршыилакиой продукции выявлены задачи, требуюдие решения а этой облает на стадиях проектирования и изготовления продукция с учетсы того, что путем испытаний удается предупредить до 70^ неисправностей.

Классификация всего разнообразия дефектов и причин их возникновения доказывают, что наиболее эффективным методом испытаний являются технологические испытания (ТИ), т.к. им подвергаются 100;„ выпускаемых изделий. Большой вклад в развитие этого метода внесли советские ученые - Дружинин Г.В., Лившиц Д.П., Свешников А.А., Четвериков В.Н. и зарубел!:^е ученые - Ыторм Р., Эттип-гер Да., Ситтит Дк. и другие.

На примере существующего испытательного оборудования СПИР -ручного и полуавтематического - выявлены его основные недостатки:

- отсутствие' непосредственной связи с ооъекхом испытания;

- отсутствие обработки измерительной информации;

- низкое быстродействие процесса испытаний;

- наличие только одного режима,

а также причины отсутствия серийно выпускаемых АКТЛ, устранение которых невозможно без специального технического, математического, программного, лингвистического, метрологического, организациои- • ного и методического обеспечения. Сопоставление технических характеристик отечественных и зарубокних аналогов АКТ»! позволяет

сформулировать основные требования к процессу ТИ СПИР.

Анализ процесса технологических испытаний как объекта автоматизации выявил его преимущества по сравнению с традиционными методами, при определении перспектив, а также позволил сформулировать основные требования к проектируемым АКТй в составе РСШ производства СПИР, а именно:

- универсальность метода ТИ (возможность его применения для широкой номенклатуры СПИР культурно-бытового назначения - фотовспышек "Электроника":ФЗ-1б, ФЭ-16А, ФЭ-26, 43-28, ЧЗ-ЗО, В5-21 и специальных импульсных ламп типа ИСК, ИСП, КНП, КС 111);

- высокое быстродействие (для предотвращения конфликтов при испытаниях высокочастотных импульсных ламп);

- надежная работа в течение длительного времени (цикл испытаний импульсных ламп длится минимум 7, максимум - 100 часов);

- наличие выходного электрического информационного сигнала;

- повышение достоверности и информативности результатов за счет индицирования хода процесса;

- использование принципов унификации и стандартизации при изготовлении.

В заключении по результатам'проведенного анализа определены основные цели и задачи работы.

Во второй главе проведены теоретические исследования вычислительной оистемы АКТИ СПйР как составляющей РСУ ТП СПИР. Согласно существующей классификации такие системы относятся к классу сложных иерархических систем, методика создания которых на основа идентификации процесса, декомпозиции проблемы и разработки архитектуры системы в составе требований к ней применяется в данНом спучае.

Для выработки требований к автоматизированной системе испытаний сформулирована область функциональных процессов, обеспечи-

ваемых системой. В качестве уровнеобразуюаего фактора принимается общность динамики протекания процессов во времени.

Процессы верхнего уровня АКТ»; СПИР (планирование, построение математических моделей, обработка результатов и т.д.) обеспечиваются стандарт:.«! универсальными средствами вычислительной техники.

Регулирование и управление технологическими режимами наиболее тесно связано с проведением испытаний, функционально это область процессов нижнего уровня,практическая реализация которого очевидна и представляет собой автоматический регулятор или исполнительный механизм.

Таким образом, аппаратные средства верхнего и нижнего уровней системы проработаны не только в области схемотехники, но и в части операционной вычислительной системы (ОС); на верхнем уровне -это стандартная универсальная ОС, на нижнем - применения интеллектуальных вычислительных средств не требуется.

Процессы измерения, контроля, предварительной обработки информации определяют второй уровень системы испытаний - автоматизированную систему управления процессом ТЙ (АСУ ПТИ) и обеспечиваются информационно-вычислительным комплексом, унификация которого связана с подбора.! ЭШ, средств измерения, коммутации,сопряжения.

Гоэталу при проектировании системы испытаний необходимо принять модульный принцип построения уровней системы как наиболее гибкий.

В работе анализ параметров, определяющие основные характеристики ВС АКТИ СПИР,проводится на основе обобщенной РСУТП СПИР, в состав которой входят следующие технологические службы:

- система управления процессом сборки;

- система оперативного планирования и управления;

- система управления агталатизированным складал;

- автоматизированная система управления процессом технологи-

чэскйх испытаний (АСУБТИ) СП'ЛР;

- система управления транспортной службой. Управление работой всей РСУТП осуществляется, центральной станцией. АСЛ1ТЙ функционально связшная с испытательным и исполш-тельным оборудованием (на участке входного контроля - АСУПТИ I, выходного - АСУПТИ2) представляет собой АКГИ СПИР.

Показано, что в целях упрощения анализа принимается во внимание только установитийся режим работы, поэтому подробно рассматривать взаимодайствиэ между технологическими службами и управляющими системами нецелесообразно.

Основу функционирования АКТЫ СПИР составляет процесс авто-матизированлого управления, на который возлагается функция принятия решения в различных" условиях. Для оптимизации этого процесса нужны точные количественные характеристики каждого фактора, влияющего на эффективность всей ВС. Общая эффективность системы определена как функция ее характеристик численным значением функционала:

где Бвс - структурная организация ВС; Рцс - функциональная организация ВС; Р3 , Рр - параметры соответственно структурной и функциональной организаций; Рзнч>з ~ параметры заданного набора задач;. Р6х г параметры входящего потока запросов задач; Р6К - параметры структуры и свойства аппаратных модулей ВС; Р$ц> - параметры внешних факторов; ^ - время.

На основе классификации критериев оценки эффективности ВС и с учетом информации о предпочтениях принимающего решения показано, что п.;И проектировании АКГИ СПИР целесообразно исследовать влияние отдельных факторов га ПЭ ВС. АКМ СПИР при помощи представления системы в виде графа в яруснолараллольной форле в соответствии с распределением подуло£-1 по логическим уровням. Показано, что для

выполнения некоторого запроса И-го типа от ь-го источника X 1ц в момент времени не обходам промежуток времени не

меньше величины :

Г* - Р^Л^^^ДАА)

где Л (я - интенсивность входных сообщений; Л(х - интенсивность входных запросов; - приоритеты испытательного оборудования (ИСО), Р<) - процедура проверки достоверности сообщений; Гу - процедура учета записи информации в массив; рМ- процедура переработки информации для потребителей (испытательного оборудования); Ие^цд," процедура обращения к информационному массиву; 0 - время выполнения процедуры запроса; ^А » &СС ~ структуры аппаратуры и ОС.

Оптимизация вычислительного процесса АКГИ СПИР состоит в построении вышеперечисленных процедур, лыборе приоритетов и структуры аппаратной части и программных средств. В связи с громоздкостью полученных аналитических выражений для определения приоритетов запросов ИСО, задача решается методом моделирования.

На основе исследования дисциплин диспетчеризации показано, что наиболее эффективна в нашем случае дисциплина обслуживания с абсолютным приоритетом (ДО АЛ).

Зная средние времена-ожидания и времена пребывания-заявок в системе и моделируя ее работу при различных АП составляющих системы, возможна оптимальная организация ее функционирования.

В условиях производства допущения о простейших потоках заявок и однородной нагрузке являются достаточно гру-быми^юзтому в работе используется метод имитации на базе предложенной математической модели. Здесь же приводится "обоснование выбранного средства и языка моделирования, в качестве которого применяется универсальный язык высокого уровня ПАСШЬ, функционирующий под

управлением системы MS-DOS 3.30 в операционной среде персональных компьютеров типа 1Ш РСДТ/АТ.

Алгоритм моделирования предусматривает перестановки приоритетов пяти единиц ИСО по типам испытываемых СПИР (сетевых и ав-тонсмных ФВ , шаровых и импульсных ламп) системы и вычисление частичных и общих су?ял времени загрузки.

Параметры и переменные модели определяют исходя из того, что испытательному оборудованию присущи два состояния - WORK (работа) и BI/SY(итоговая обработка), влияющие на характеристики системы. Рассмотрено семь типов .запросов состояния WORK , определяемых технологией испытаний каждого вида СПИР и пять запросов.состояния BUSY , определенных алгоритмом работы каждой единицы ИСО и нуждами производства.

Результаты моделирования, интерпретированные графически и сведенные в таблицу рекомендуемые приоритеты ИСО, приводятся в заключении главы.

I .

В третьей главе проведено исследование и реализация структурной организации вычислительной системы АКТИ СПИР. Приведены причины, вызывающие практический интерес к частным ПЭ качества отдельных компонент ВС. К ним относятся возможности измерения структурной, функциональной, логической, семантической и информационное организации ВС. Известно, что ВС представили в виде совокупности компонент:

Bs^Kec-iMi -Гь)

где функциональная компонента, реализующая определен-

ную функцию ж4, L по организации процессов.

Тогда:

Kt -<■ AbFi.SMi.Ri/W^

где А[_ - алгоритмическая компонента; F[ - ф/нкционалыпя

<ъ

компонента; БМ- семантическая компонента; . КI - компонента ресурсов программной, аппаратной или другой природы; - характеристики компоненты; Р^ - параметры компоненты.

Для проектируемой ВО АКТИ СПИР наибольшее значение имеет компонента, ресурсов, т.к. все остальные,в конечной счете, определены технологией проведения испытаний, временные параметры которой заданы циклограммой, которая, в свои очередь, обусловлена продолжительностью физических процессов комплектующих СПИР.-Ресурсы информационной природы определяются как совокупность информационных компонент - управляющих таблиц ВС, списков, очередей, стеков и т.п., отражающих состояние мультипрограммного вычислительного процесса:

к} ¡-^

где - структура информационной компоненты; Ак^ - прин-

цип записи и выборки; - содержимое компоненты.

Существенно, что при проведении испытаний СЩР одного типа ■ содержимое информационной компоненты- 3)^ всегда одного и того же порядка, в то время как составляющие Ак| и ¿^ могут принципиально различаться. Введение в управляющий испытаниями контур микро-ЭШ с прикладными технологическими программами влияет на проведение процесса, т.к. быстродействие ЭВМ соизмеримо для неко- • торых типов импульсных ламп (ИСШ 400, ИСК20, ИНП5/90) с их частотными характеристиками.'Оптимальная организация информационной компоненты ВС АКГй СГШР обеспечивает отсутствие конфликтов по би-стродействию в технологическом оборудовании.

Предварительное описание важнейших характеристик содержимого компоненты основано на разнообразии применяемых структур данных для реализации методов технологических испытаний. К таким структурам отнбсятся: массив, стек, очередь, связанный список.

При сравнении вышеперечисленных структур с целью их использования для реализации алгоритма ТИ, рассмотрены возможности и варианты его построения. Предложено реализовать процесс ТИ таким образом, что одновременно с зарядсм СПИР идет отсчет времени готовности и формирование следующей временной уставки, для чего в оперативной памяти аппаратуры АКТИ выделена область, каждый элемент которой оперирует информацией, снимаемой с каждого отдельно взятого СПИР, чем и обеспечивается их взаимно однозначное соответствие. • , Обосновано применение структур "массив" и "список", для решения поставленной проблемы, рассмотрены различия при размещении элементов в этих структурах, приведены основные характеристики процедуры упорядочения, применение которой необходимо при размещении нового элемента - временной уставки.

Известные принципы алгоритма метода вставки, реализующего процедуру упорядочения, положены автором диссертации в оонову предлолеиного алгоритма анализа очереди с прямым и обратным вхождением нового элемента. По окончании этапа идентификации предмета исследования дается уточненная постановка задачи, ашлитические зависимости, являющиеся ее формализацией. На основе теории марковских процессов исследовано время размещения элемента в структур pax "массив" и "список" .

Я 'h(i) М

где ^ - доля перемещений элементов, расположенных перед вновь включаемым

при условии 0 < ^ < { • •

e " &Щ,т0 I когда структура пуста. Разработана математическая модель времени размещения нового элемента в структурах: - "масс/в":

к?

о 0 0

где " <Х7Нр1 - время перемещения одного элемента на одну позицию при сдвиге; К. - число элементов в структуре; Е - функция распределения случайной величины;

- "связный список": ^

х -ЬдМс1Г*1мр М

где - врем перемещения'одного элемента по указателю

при дисциплине списка; ~Ь3 * УМ^С - фиксированное время, на вставку нового элемента.

При размещении нового элемента произойдет сдвиг' всей структуры за границу, определяемую нормируемой величиной ^ , вследствие временного приращения Я ) > которое задается значением нормируемой временной уставки.

Согласно {I) имеем: *

Тогда, новая граница структуры:

Для нахождения времени размещения элемента необходи-

мо осуществить "сжатие" новой структуры, т.е. соотнести ее к предыдущей и найти функцию, обратную полученной.

где [ГиЧ^Н],

ке .

Сложность получения результатов на оснозании вышеприведенном математической зависимости объясняется неявностью их апдлитическо-го выу.гьенил. Для упроцони;: исследования лоставлоппо., задачи ирод-

мш.

е

значение функции, вычисленное в точ-

i6

лагается проведение имитационного моделирования на основе критериев выбора средств и языка моделирования, приведенных в главе 2.

Разработана имитационная модель процесса технологических испытаний в производственных условиях. Количество циклов испытаний определяется по известным формулам о учетом участка приработки на данный тип изделия и варьируется от 10 до 500, число испытываемых СПИР ограничено требованиями унификации источников питания и не превышает 128.

Критерии оценки времени размещения в той или иной структуре определены аналитически. Усредняя ( Z ) и (3 ) получим: - для структуры "массив":

\ - M (и)

- для структуры "список":

\ - H +1,

Тогда:

При

т и V^t»

—— ^ - оптимальна структура "массив";

т.

х

т

При Л. ^ - оптимальна структура "список". \

Полученные результаты моделирования интерпретированы графически. Анализ зависимостей отношения времен перемещений в структурах от количества испытаний и числа СШ1Р Я * ^ ( N ), Р = ^ (к £ показывает, что при большом числе циклов и СШ1Р целесообразно использовать список, при ус. ОБШ1, что КО число циклов < ¿0( и число СПЙР 64 обосновано прпмоненно массива.

Даны рекомендации о применении предлоленнои методики в заключении главы.

В четвертой главе рассмотрена практическая аппаратно-программная реализация АКГИ СПИР на основе классификационных признаков комплекса и технических требований к характеристикам. При этом отдельно изложены особенности архитектуры аппаратной части и программного обеспечения . Оборудование используется ва участке выходного контроля качества электронных любительских фотовспышек (ФВ) типа "Электроника ФЭ-26". К особенностям аппаратного обеспечения АКГИ на основе общих требований унификации относятся:

- магистрально-модульный принцип построения АСУПТИ, представляющей собой управляющую микропроцессорную систему;

- наличие функционально-независимых блоков проверки ФВ, обеспечивающих значительную гибкость системы; .

- наличие унифицированного блока питания в каждом блоке проверки.

Приводятся технические характеристики комплекса:

Количество одновременно подключаемых АСУПТИ - 128

Тип процессора цифрового блока КР580ВЛ80А

• Количество одновременно испытываемых

фотовспышек, шт. ^ 64

• Период повторения импульсов излучения, с 10...500

Скорость передачи информации по асинхронному

последовательному каналу, КБОД 1,2

Потребляемая мощность, ВА, не более 1000

Как было отмечено выше, АКГИ СПИР представляет собой АСЛГГИ, управляемую по линии связи центральной станцией и управляющую испытательным оборудованием - стендами технологических испытаний СПИР и единицами исполнительного оборудования. АСУПТИ представляет собой микропроцессорную управляющую систему, выполненную на основе универсального набора модулей, базирующихся на микросхемах серии 530 и задает следующие режимы работы стенда ТИ: автономный,

подчиненный, тестирование, установка параметров, тренировка, технологические испытания, режим печати.

Назначение первых четырех режимов очевидно. Режим* тренировки необходим для формовки накопительного конденсатора? ФВ выдерживаются в течение заданного времени под напряжением.,

Проверка работоспособности ФВ и выявление неисправностей осуществляется в режиме технологических испытаний., В этом режиме на каждую ФВ подается напряжение питания и через заданный интервал времени замыкаются контакты сиюсроразьема»

Автоматическое отключение неисправной ФВ (или ячейки стенда) происходит при наличии короткого замыкания в ФВ, отсутствии нагрузки, неисправности ячейки стенда, а также, когда ток потребления не снижается до заданного значения через 10 оек. после начала заряда ФВ,.

В ходе испытаний накапливается информация по каждой неисправной ФВ, которая включает в себя: номер неисправной ФВ, номер цикла, на котором обнаружилась неисправность, вид неисправности. Эти данные могут быть выведены в виде распечатки в режиме печати.

Для замены неисправной ФВ или устранения плохого контакта,; возникающего при установке проверяемой ФВ, предусмотрен режим останова, который позволяет приостановить работу стенда. После устранения неисправности работа стенда может быть продолжена.

фрагмент структурной схемы АКТИ СПИР представлен на рис. 1 . . -При реализации изложенного вше алгоритма технологических, испытаний на АКТИ СПИР проведены экспериментальные исследования' диапазона вдемени подключения испытуемых изделий при заданшх ограничениях на мощность потребления источника питания для автономных ФВ типа ФЗ-26...ФЭ-30.,Доказана возможность использования эмпирически полученных значений тока заряда конденсатора ФВ ¡а основании следующих рассуждений:

ХЛОК

;:тровс.":

•-гльтр

:Л0Е

уп-"

га-вле H7.fi

хлок проверки'

хлок псоьеркп £

I I ' I 1 =

хлок проверки о

Блок проверю1, 4

Ьлок проверка о

I I I

Кток пгсвррк:'. 6

I Г

Блок проверю: 7

I I

Елок Еповепк: 8

I I I С-

Ш1 Елок пата

:ш2

ипз нпя I •

ИП4

1Ш1 Ьлои

1312 чпта ЛИЯ

И13 2

КП4

Рис. I. Фрагмент структурной схега АКТИ СПИР

т I -Vе

где 10 - амплитудное значениа тока; - постоянная

времени заряда конденсатора; 1 - значение тока заряда через время 'Ь .

В общем случае для 14' испытываемых ФВ имеем, используя принцип суперпозиции и преобразование суммы ряда:

yvüt

- 1

1-е V

J"° " •"*"'' I - е V

Положим: '

е 47 = w

Тогда: . N+i т

1-W Lmu

t-W I.

Для определения W , а следовательно, интервала времени üt, необходимо найти корень К +1 степени. Из практики известно время готовности ФВ данного типа-.^составляет 10-15 сек. Тогда выражение для тока заряда j-й ФВ имеет вид: >atfotlo/L

1Г10е Mt4

ТАК ЮК. ,

' Irl. е

где I0 - 5А -амплитудное значение- = О^А - значение тока через время готовности, найденное эмпирически.

'Получены графики зависимости I = при варьировании

времени коммутации от 0.5 до 3 сек при' N " & = Kwt '- постсян-нм количестве ФВ и источнике питания мощностью 30 Вт. Рекомендован, заряд ФВ СПИР через 3 сек. Проведены экспериментальные ис-

Ш

следования функционирования сетевых ФВ типа "Электроника В5-22". На основании полученных данных определено оптимальное количество подключаемых ФВ. Приведена машинная реализация методики расчета, графические зависимости при следующих параметрах испытываемых изделий:

=0,2А- амплитудное значение тока; =10+15 с время готовности; =0,01-0,02 А значение тока заряда через время готовности.

К особенностям эксплуатации АКТИ' СПИР можно отнести практическое применение математической модели редеющего потока отказовых ситуаций (ОС), которые "заложены" в изделие на этапе'изготовления. Редеющий поток имеет характеристики, функционалы которых удачно связывают параметры статистик ТИ. К ним относятся:

- математическое ожидание числа проявивших себя ОС:

- среднее значение интенсивности потока отказов:

. &Ы -Квыр(-в)

- математическое ожидание времени полного истощения потока отказов:. • .

т „ 4 г-7 ^

'оп & д

В приведенных формулах 1/1 - общее число ОС, "заложенных" в.изделие, ^ - мгновенное значение.интенсивности отказов редеющего потока, б - текущая переменная.

По результатам наблюдений за процессом ТИ в течение года и статистических данных получены графические зависимости закона распределения потока СС от времени. На математической базе теории вероятностей представлена концепция определения ожидаемого количества отказов на наблюдаемом интервале времени [ 0,{, 3 . Математическое ожидание величины по определению:

сх»

М- - ] (*)

где ~ функция распределения случайной величины.

Введем нормирующий множитель ———ут—

•1 -

Тогда: ^ . ^ ■ * к

Перепишем последнее выражение в виде:

Уравнение трансцедентно и при достаточно большем о Ь . молс-но пренебречь вторым членом в числителе и членом 3 в знаменателе. В случае бесконечно малых 8 вышеуказанными выражениями также модно пренебречь. Тогда:

* ж тГ

где Ль - смещенная оценка для всей'совокупности событий, • однако на интервале она не является смещенной и пред-

ставляет собой сумму К ОС в моменты времени Ь .

I К

^ - — С Ь ; 1*1

Ожидаемое количество отказов: ; к

£ '

Проведены экспериментальные исследования и получены графические зависимости статистик ТИ. Результаты экспериментальных наблюдений сведены в таблицу и подтверждают хорошую сходимость с расчетными данными и имеют большое практическое значение, так как позволяют обоснованно спланировать гарантийное обслуживание

и

изделий, зная ожидаемое число ОС, "заложенных" в изделие.

Перечисленные вше возможности АКГИ СПИР достигаются наличием программного обеспечения блочно-модульного исполнения, что упрощает его изменение и наращивание.

Рассмотрены особенности программного обеспечения, обусловленные необходимостью наличия нескольких режимов испытаний. В заключении главы показано своеобразие работы АКТИ в каждсм режиме.

В заключении содержится анализ поставленной задачи и методов ее решения, описывается практическая ценность изложенного материала, приводятся выводы к работе, а также предложения по использований научных и технических результатов диссертационной работы в различных отраслях народного хозяйства.

В приложении приводятся акты об использовании результатов, полученных в диссертационной работе.'

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На основании анализа состояния и перспектив развития методов и средств автоматизации испытаний сформулированы основные технические требования к перспективным автоматизированным комплексам технологических испытаний для использования в области производства светотехнических приборов с импульсным режимом работы.

2. Предложены основные принципы построения АКТИ СПИР на базе структурной концепции системологии больших технических систем. Сформулирована область функциональных процессов, обеспечиваемая автоматизированной системой испытаний, на основе общности протекания процессов во времени.

3. Разработаны математическая и имитационная модели оптимальной организации функционирования АКТИ СПИР о использованием дисциплины диспетчеризации с абсолютными приоритетами на основе оценки эффективности ВС. Анализ полученных результатов позволил обо-

¡А

сновать порядок обслуживания оборудования для технологических испытаний: шаровых и трубчатых импульсных ламп, автономных и сетевых ФВ, электротермотренировки конденсаторов СПИР.

Разработаны математическая и имитационная модель процесса технологических испытаний при производстве ФВ. Приведены критерии оценки оптимальности выбора структуры информационной компоненты.

5. рассмотрены характеристики процедуры упорядочения на примере алгоритма метода вставки. Разработана его модификация - алгоритм анализа очереди с прямым и обратным-,вхождением нового элемента - и апробирована при моделировании процесса ТИ СПИР..

6. На основе исследования структурной организации ВС АКТИ СПИР, методов размещения информации в различные структуры дан-, ных разработана методика инаенерного расчета информационной компоненты ВС АКТИ СПИР.

7. Обоснован модульный принцип построения системы РСУТП.СПЙР, показана необходимость разработки ЖГИ, позволяющего снизить трудоемкость проведения ТП на 33,5 тыс.и/час га годовую программу выпуска СПИР.

8. Разработана инженерная методика качественной оценки эф~; ф-сктивности метода технологических испытаний при применении АСУПТИ СПИР, на основе которой возможно оценить ожидаемой■число ОС и спланировать гарантийное обслуживание изделий. Лроведены экспериментальные исследования, подтвердившие расчетные данные.

9. Экспериментальные исследования функционирования АКТИ СПИР, проведенные с ФВ различного типа (ФЭ-26, В5-27), позволили решить проблему выбора диапазона времени подключения испытываемых изделий. Полученные результат использованы при алгоритмической реализации ВС АКТИ-СПИР. '

10. Определены особенности архитектурной реализации аппаратного и программного обеспечения АКТИ, которые на основании и с использованием перечисленных выше результатов позволили впервые

в кашей стране разработать автоматизированный комплекс ЮЩ 2.0В7.007 для технологических испытаний светотехнических приборов. Фактический экономический эффект от внедрения результатов научных исследований диссертационной работы составляет 147 тыс.руб. в год в ценах 1991 г., высвобождение численности рабочих - 32 чел.

Основные положения и результаты диссертационной работы отражены в следующих публикациях;

1. A.c. щ 1597853 СССР, МКИ G05B, Устройство для проверки коммутационных узлов фотовспышек ' Гагарина Jl,V„ - Жуков А.А» г Кузин В.Н., Лукоянов В.Ю,; Леньке М-Е, - олубл,1989, Бюл.К» 10.

2. Гагарина Л.,Г,5 Борисов А В..'г Лукоянов В,Ю„t'Ковалев А*Г„ Пат.К» 4934325/03, кл. 5В 23Н 7У18 Способ управления зазорсм искрового промежутка при электроискровой обработке.

3. Гагарина Л.Г. Методы и средства технологических испытаний светотехнических приборов импульсным режимом работы: - М.: МЙЭТ, 1991. - С. 44-49/в-сб. "Контроль и обработка информации при пршз-' водстве ИЭТ" под ред.Сазонова А,А„

4.- Гагарина Л.Г. Технологические испытания и контроль электронных любительских фотовспышек Ц Электронная техника. Сер.4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. Нау'ч.-техн.сб. / ЦНИИ "Электроника", 1991. - Выл.1. С. - II.

5. Гагарина Л.Г., Хуков A.A., Кузин В.Н., Лукоянов В.Ю., Пенько М.В. "Автоматизированный комплекс технологического прогона фотовспышек",-'"Электронная промышленность" 1988, fö 3. - С.42.

6. Гагарина Л.Г., Лукоянов B.C. и др. Новое в семействе программаторов.".-"Электронная промышленность". - 1991. •- 1й 6. -С.-28.

?. Гагарина Л.Г., Дубовой Н.Д. Быстродействующ система, управления испытаниями импульсных источников евзта // тез.докл. ск.-семинара.- Киев, 199I. - С.-15.