УТКИН Денис Михайлович ЗОЛЬНИКОВ Владимир Константинович УТКИН Денис Михайлович МОДЕРНИЗИРОВАННАЯ МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ БЛОКОВ ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ С УЧЕТОМ ИХ ПАРАМЕТРОВ НАДЕЖНОСТИ

НАЗНАЧЕНИЕ– получение, преобразование и передача информации РАСПОЛОЖЕНИЕ – наземные и бортовые ЭКСПЛУАТАЦИЯ – длительное существование в условиях: механических нагрузок, широкого диапазона температуры, повышенной влажности, радиационного воздействия, различные режимы эксплуатации. ФУНКЦИОНАЛЬНО СОСТОЯТ ИЗ СЛОЖНЫХ МОДУЛЕЙ: - - сбора информации - - регистрации информации - - преобразование информации - - передачи информации НАЗНАЧЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОМПЛЕКСОВ 2

СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ Необходимость в процессе проектирования комплексного учета показателей надежности в условиях радиационного воздействия и режимов работы блоков в настоящее время отсутствуют: - методика сквозного проектирования сложных блоков комплексов с учетом радиационного воздействия и режимов работы - модели расчета вероятности безотказной работы сложных блоков с учетом радиационных эффектов и их режимов работы - количественные оценки показателей надежности сложных блоков в процессе их проектирования с учетом радиационных эффектов и их режимов работы СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ 3

Для ее достижения необходимо решить следующие задачи: 1. Провести анализ текущего состояния методов и средств автоматизации проектирования сложных блоков высоконадежных программно-технических комплексов при воздействии радиации, определить проблемы и направления их развития. 2. Сформировать методику проектирования сложных блоков высоконадежных программно-технических комплексов, учитывающую радиационную компоненту, режим работы функциональных модулей и способную оценить показатели надежности технических систем. 3. Разработать математические модели вероятности безотказной работы сложных блоков высоконадежных программно-технических комплексов с учетом радиационных эффектов, возникающих в блоках при статическом радиационном воздействии. 4. Получить численные оценки безотказной работы сложных блоков высоконадежных программно-технических комплексов с учетом применения логико-вероятностного математического аппарата в зависимости от режима работы и параметров радиационного воздействия. 5. Разработать алгоритмическое и программное обеспечение для проектирования сложных блоков высоконадежных программно-технических комплексов, позволяющее оценить показатели надежности в условиях радиационного воздействия при динамическом режиме работы данных систем. 6. Реализовать разработанные средства и внедрить их в единую программную среду проектирования, осуществить их интеграцию в промышленное производство и оценить адекватность моделирования. Цель исследования состоит в создании методов, моделей и алгоритмов определения показателей надежности сложных блоков программно-технических комплексов в условиях воздействия радиации в САПР. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ 4

Методика позволяет создавать модифицированные библиотеки элементов ПТК с учетом показателей надежности Учитывается комплексное воздействие радиации, показателей старения, режима работы сложных блоков МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ БЛОКОВ ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ Отмечены блоки, куда входят предложенные проектные процедуры 5

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ НАДЕЖНОСТИ СЛОЖНЫХ БЛОКОВ 6

7

8

9

10

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ НАДЕЖНОСТИ СЛОЖНЫХ БЛОКОВ 11

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ НАДЕЖНОСТИ СЛОЖНЫХ БЛОКОВ 12

АЛГОРИТМИЧЕСКАЯ ОСНОВА ИНТЕГРАЦИИ ПАРАМЕТРОВ НАДЕЖНОСТИ СЛОЖНЫХ БЛОКОВ В САПР 13 Для проектирования сложных блоков ПТК был предложен алгоритм, отличающийся от известных учетом расчетных показателей надежности технических систем при воздействии на них радиации. Проведен комплексный учет радиационного воздействия, показателей старения, режима работы сложных блоков

ПРОБЛЕМНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ ПО ДЛЯ РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ СЛОЖНЫХ БЛОКОВ В САПР 14 Разработанное проблемно- ориентированное ПО позволяет: - снизить временные затраты на проектирование технических систем; - значительно уменьшить количество ошибок, вызываемых человеческим фактором. Проблемно-ориентированное программное обеспечение разработано в кроссплатформенной среде, что позволяет значительно упростить интеграцию показателей надежности сложных блоков в САПР сквозного проектирования.

ПРОБЛЕМНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ ПО ДЛЯ РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ СЛОЖНЫХ БЛОКОВ В САПР - Установка необходимого критерия надежности сложных блоков, входящих в состав программно-технического комплекса; - Определение состава сложных блоков программно-технического комплекса и количества элементов, входящих в функциональные узлы сложных блоков; - Определение интенсивности отказов элементов, входящих в функциональные узлы программно-технического комплекса; - Задание критерия времени наработки на отказ, на основе которого вычисляются показатели надежности сложных блоков программно-технического комплекса. - Построение структурных моделей функциональных узлов программно-технического комплекса в виде блок-схем, представляющих собой набор последовательно или параллельно соединенных элементов; - Построение структурных моделей сложных блоков в виде блок-схем, представляющих собой набор последовательно или параллельно соединенных функциональных элементов. 15

ПРОБЛЕМНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ ПО ДЛЯ РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ СЛОЖНЫХ БЛОКОВ В САПР Выполнение автоматического расчета вероятностных показателей надежности как функциональных узлов, входящих в состав блоков, так и всего сложного модуля, входящего в состав программно-технического комплекса. Расчет производится для систем, функционирующих как в нормальных условиях, так и в условиях воздействия событий радиационного характера. 16

ОЦЕНКА АДЕКВАТНОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ СЛОЖНЫХ БЛОКОВ 1 – расчетные данные; 2 – эксперимент Вероятность безотказной работы сложного блока, функционирующего в условиях радиационного воздействия 17