1.2. Радиоэлектронное средство как большая система
Качество конструкции РЭС, а также оптимальность самого процесса конструирования (сроки, трудозатраты) зависят не только от организации процесса конструирования, но и от методологии его проведения. Переход при конструировании РЭС на элементную базу МЭА (микроэлектронные изделия) привел не только к изменению исходных предпосылок (изменение элементной базы, расширение области использования РЭС), но и методов конструирования и показателей качества (см. Введение). Изменение методов конструирования современных РЭС по сравнению с аппаратурой первых поколений характеризуется: 1) более широким использованием системного подхода, что увеличило роль конструктора и технолога на всех этапах проектирования изделия; 2) снижением длительности цикла и трудоемкости конструкторских работ благодаря широкому использованию методов автоматизированного конструкторского проектирования; 3) более широким использованием стандартизации.
Конструкция РЭС как большой системы имеет следующие признаки: 1) высокую сложность (состоит из большого числа устройств, узлов и компонентов); 2) связь с внешней средой (в том числе с человеком-оператором); 3) иерархическую структуру (обладает свойством централизованного управления—подчинение низших уровней высшим).
Сложность конструкции РЭС обусловливается тем, что эти средства широко используются при решении сложных задач, встающих в различных областях народного хозяйства: для управления отдельными отраслями народного хозяйства, отдельными производствами, технологическим оборудованием (в том числе роботами и манипуляторами), космическими системами, в медицине, для записи и воспроизведения звука и изображения, в спорте, в информационно-библиографических системах и т. д. Это обусловливает и сложность состава РЭС, которые могут включать следующие системы: сбора информации (содержащие различные датчики и линии связи); приема и передачи информации; обработки и хранения информации; связи с человеком-оператором; питания; обеспечения нормальных режимов работы(защита от влаги, тепловых, механических, радиационных, биологических, электромагнитных воздействий). Обычно РЭС состоят из большого числа устройств, узлов и ЭРЭ, так как выполнение сложных РЭС в едином технологическом цикле часто невозможно по экономическим соображениям.
Обобщенная системная модель конструкции РЭС. Графически каждую конструкцию РЭС можно представить как систему, состоящую из изменяемых X и неизменяемых Y факторов (ограничений), показателей качества Z, и связей F между факторами и показателями качества (рис. 1.1). К изменяемым в процессе конструирования факторам относятся, например, марки применяемых материалов, форма и размеры элементов конструкции, взаимное расположение компонентов и узлов, вид электрических связей, характер крепления компонентов, характер элементов усиления (ребер) и облегчения (выборок), способы теплоотвода, герметизации, характер базовой конструкции, внешнее оформление и т. д.
Ограничениями являются факторы, не изменяемые конструктором: ресурсные, системотехнические, схемотехнические, конструкторские, технологические, эксплуатационные. К ресурсным относятся материальные, временные, кадровые и энергетические ограничения. Системотехническими ограничениями являются такие, как тип РЭС: аналоговые или цифровые, наземные или бортовые, с информационным или структурным резервирование мили без него, работающие в режиме разового, многократного, непрерывного, периодического использования и т. д. Схемотехническими ограничениями, задаваемыми электрической схемой, являются элементная база (быстродействие, токи, помехоустойчивость, термочувствительность, стабильность параметров и т. д.), число и типы функциональных узлов, требования к их взаимномурасположению и т. д.
Рис. 1.1. Графическое представление системной математической модели конструкции
Конструкторские ограничения: масса и габариты; рекомендуемые типы базовых несущих конструкций, методы реализации электрических связей; ограничительные перечни на материалы, полуфабрикаты, комплектующие изделия; требования к внешнему виду; патентоспособность и т. д. Технологические ограничения: требование преемственности конструкций, тип производства, вид технологических процессов, время запуска в производство, повторяемость выпуска, номенклатура освоенных технологических процессов и их стабильность, требования по автоматизации и т. д. Эксплуатационные ограничения: объект установки, уровень дестабилизирующих факторов—механических, климатических, тепловых, радиационных, электромагнитных воздействий; технологический уровень ремонтной базы, квалификация обслуживающего персонала, требования по ремонтопригодности конструкции, время хранения, время эксплуатации (ресурс) и т. д.
Система показателей качества 2. определяет пригодность конструкции для использования ее по тому или иному назначению, что регламентируется техническим заданием на разработку конструкции. Каждый показатель зависит от характера конструкции и ограничений: