Устройство для прогнозирования параметрической надежности узлов радиоэлектронной аппаратуры

Союз Советских Совлеалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.7 исоединением заявкиосударстееииый комитетСовета Мииистров СССРпо делам изооретеиийи открытийата опубликования описания 08.12.7) Авторы изобрет Стадник и М. Г. Грудин Инстит 71) Заявите томатик 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ НАДЕЖНОСТИ УЗЛОВ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ Изобреттельной ользоой нааратуры рова вано придежност на с ни 20 поэтомуслучаев(43) Опубликовано 15.08 ение относится к области техники и может быть ис сследовании параметричес узлов радиоэлектронной аппих проектирования (макет Аналитические методы определения числовых характеристик параметрической надежности радиоэлектронной аппаратуры не обладают высокой достоверностью результатов . из-за невозможности оценки выходных параметров узла без принятия различного вида допущений (например предположение о независимости входных параметров и их приращений, о линейной зависимости между выходными параметрами и входными, предположение о том., что случайные процессы развития во времени выходных параметров не пересекаются и т.п,).Массовый эксперимент, обладая достоверностью, чрезвычайно дорог и проводится в естественном масштабе времени,результаты эксперимента в рядемогут представлять только теоретический интерес (иногда они получаются даже после того, как изделие морально устарело).Известны устройства для определения параметрической надежности вычислительныхустройств 1 11,Известные устройства не позволяют решать задачу прогнозирования, параметрической надежности в классической постановке,т, е. определение вероятности отказа (выхода выходного параметра за пределы. допусков) за промежуток времени.Кроме того, известно устройство дляпрогнозирования параметрической надежности узлов радиоэлектронной аппаратуры, наиболее близкое по технической сущности, содержащее блок управления, выход которогоподключен к управляющим входам. блоковперсбора реализации, формирования тесто,вых сигналов, моделирования, задания допусков и коммутации, первый вход соединен с первым выходом генератора тактовых импульсов, второй выход которого подключен к первому входу блока коммутаций, третийвыход - к первому входу блока заданиядопусков, выход блока коммутаций соединен с первым, входом блока моделированиц,второй вход которого подключен к выходублока формирования тестовых сигналов,выход - ко второму входу блока заданиядопусков, первый выход которого соединеНс входом счетчика отказов 1,2.Н результате действий по схеме указанного устройства получается количественная (точечная) оценка безотказности испытуемого узла путегл. подсчета в счетчикеч 11 сла отказовых реализаций,1 О Исследование функциональных узлов радиоэлектронной аппаратуры с помощью этогоустройства дает возможность оценить величину вероятности безотказной работь 1 на ка 15 кой-либо заранее, заданный момент времени их эксплуатации, что в ряде случаев может сказатьсп совершенггонедостаточным для практических целей (нужна величина вероятности безотказной работы за какой-либо промежуток времени, т.е. за весь определенный за - ранее заданньгй . ериад эксп 11 уатацгги).Эксперим нт проводится д: - .я каксгс-либо фикс и рованп ого значения вх одны х:1 а паглет ров (или допусков на параглетры, элементов, ком-:,т плектующих данчый узел, т,е, может быть имитировано лишь одно фиксированное значение времени, Оден-,гть параметрическугс надежность в этом случае можно при очень жестких Ограничениях: прецпологкен 1 л 11 с ггонстсгл-;О ности развития выходных пара;летров во времени, предположении о возможности непересечения слуайных процессов вс времени, Такие процессы встречаются редко.ДР 11 11 аЛт 1 ЧИИ МОНСТО 1 Л 11 Ы- ПСР;. С эхатоиг-,. - . СЯ и пемонотопных процессов устрсйс во дает ЗаВЬППЕННУЮ От",ЕНКУ ПаРаГЛЕТРИЧЕСКС 1 НаДЕжнОсти, когда многие реализац 11 И ужо Отказа - ЛИ ЦО ПРСГНОЗитРУЕ.ЛОГО МО 1 т.энта, а ЗатЕМ возвратились в допускопую зону. 4 ОДля получения истинного значения вероятности безотказной рабсты Р = 1- в , гдеигт - количество От .азовых реализаций (т.е, хотя бь 1 раз выщедщ.х за пределы допусков),Н - СОЩЕЕ КОЛИЧЕСТВС рЕНЛИЗаций, НЕООХС:.т димо прове;тн р д экспериментов для неко- тОРОГО КОЛИЧЕСТВ: СЕЧЕНИЙ ВРЕМЕНИТ ПРИЧЕМ каждый раз при товом сечении не должны ПОВтОРЯтЬСЯ СЕаЛИЗаЦИИт УжЕ ОТКаэазШИЕ В экспериментах длч предыдущих сечений, 5 ОС целью повышения цсстовесности работы устройства в него ввецены ключиэлементы И, счетчики щагов, запрещенных кодов и за- ДаНИЯ ЧИСЛа ШаГОВт ШаГОВЫй КОММУтатОР, блок анализа и блок установки входных па - 55 ргметров, выход которого подключен к третьему входу- блока моделирования, первый выход блока перебора реализаций через первьпй ключ соединен с вторым входом блока ком. - мутаций, другой вход первого ключа сбъеди О нен с вторым входом блока управления и подклкнен к выходу блока анализа, входы блока анализа подключены к выходам, соответствующих элементов И, первые входы которых соединены с вторым. выходом, блока перебора реализаций, второй вход каждого элемента И подключен к выходу соответствующего счетчика запрещенных кодов, вход каждого из которых соединен с соответствующим вь 1- ходом шагового коммутатора, вход которого соединен с выходом второго ключа, первый вход второго ключа соединен с третьим выходом блока перебора реализаций, второй вход - с вторым выходом блока задания допусков, выходы счетчикашагов и счетчика задания числа шагов через третий ключ соединены с входом генератора тактовых импульсов, четвертый выход которого подключен к входамблока установки входных параметров и счетчика шагов.На чертеже дана схема предлагаемого устссйства,Устройство соцержит блок 1 коммутаций, блок 2 перебора реализаций, блок 3 управ- ЛЕНИН, т.ЕНЕратар 4 таКтОВЫХ ИМПУЛЬСОВ, бЛОК 5 формирования тестовых сигналов, блок 6 глодслирсвагпля, блок 7 задания допусков, счетчик 8 отказов, блок 9 установки входных параметров, кл 1 очи 10, 11, шаговый ксммугатср 2, счетчики 13 - 1 - 13 3" запрещенных кодов, элементы И 1414- - .1-1 баск 15 ачализа, ключ 16, счетчик 17 шагав, счетчик 18 задания числа шагов.Блок 1 (наборное поле) представляет собои ;: ппу реле, управляемых блоком 2 пеРебсРа Реализагтий, пРедназначенным. длЯ выработки кода реализации (некоторой после,цовательности номеров чисел или других сигналов, означающих,какие значения каждого .;,з перебираемых параметров, входящих в схему элементов, должны быть подключены в счередглуго физическую модель) и управляется блоком 3 управления, который построен по схеме закольцованного регистра сдвига и координирует работу отдельных блоков устройства. Гене атос 4 вырабатывает тактовые импульсы для синхронизации работы отдельных блоков устройства с блоком 3 управления. Блок 5 вырабатывает для каждого КОНКРЕТНОГО тЛСПЫТУЕГИОГСУСТРОйстна КОГЛПЛЕКС входных стггналсв, Блок 6 моделирования предста;-.чтет собой плату, на которой последовательно с контактами соответствукщих реле наосрпого НОля блока 1 напаяны элементы ;.изических моделей, заранее отобранные таким образом, что допуск параметра каждого элемента испытуемого устройства представляется определенным числом. элементов в пределах, оговоренных технической документацией на изделие - для данного уровня (сечения) времени эксплуатации, а число групп каждого элемента соответствует количеству испьгганий-шагов (сечений) по всему заданному промежутку времени. Блок 7 мо жет быть выполнен, например, на двух элементах релейного типа с различными уровнями срабатывания (" минимально-допустимьй, максимально-допустимый) . Счетчик 8 отказов предназначен для накопления количества 10 отказов. Блок 9 установки входных параметров является переключателем и служит дляру Ключ 10 служит для клапанированияпрохождения кода реализации на наборное поле блока 1 при наличии выходного сигналана выходе блока анализа, выполненного наэлементах НЕ-И. Ключ 11 служит для пропускания на шаговый коммутатор 12 кода 20реализации, при которой происходит отказ,сигнал о наличии отказоаой реализации наключ 11 поступает от блока 7. Шаговыйкоммутатор 12 предназначен для попеременного подключения через ключ 11 кода отказавшей реализации на счетчики 13 - 1, 13-2и тда Счетчики 1 3 11 3 и хранят кодыотказавших реализаций, их выходы связаныс входами соответствующих им элементовИ 14-1 - 14 - П, которые предназначены 30для срабатывания в случае, когда код реализации, хранящейся в счетчике 1 3,совпадает с кодом, поступающим. от блока 2 перебора реализаций. Блок 15 срабатывает втом случае, если хотя бы на одном из его 35входов возникает сигнал (от элементов И14). В случае, если на одном входе блока 15 отсутствует сигнал, то на выходе появляется сигнал "0". Ключ 16 подает сиг -нал генератору 4 тактовых импульсов в случае совпадения текущего числа шагов в счетчике 17 и заданного числа шагов в счетчике 18. Счетчик 17 шагов накапливает, хра нит и передает на вход ключа элемента 16количества реализованных шагов. Счетчик 4518 хранит и передает на вход ключа 16 заданное количество шагов,Устройство работает следующим образом,После запуска импульсы от генератора4 тактовых, импульсов поступают в блок 9 50и счетчик 17 шагов при этом. блок 9 подготавливает к перебору первую группу входящих параметров., при этом устанавливаются в первой группе элементов значения параметров, эквивалентные их значениям при 55нулевом времени работы. изделия. В счетчикшагов записывается единица,Блок 3 управления подает команду на,замыкание контактов реле наборного поля блока 1 в соответствии с кодом реализации, вы-й работанным. в блоке 2 перебора реализаций.В первый момент ключ 10 открыт, так какотказавшиеся реализации отсутствуют, крометого, нет совпадения ни на одном из элементов 14, поэтому в блоке 15 осуществляется логическое условие НЕ-И, Одновременнопо команде блока 3 управления на вход блока 6 подается тест-сигнал от блока 5. Вовремя одного шага проводится некоторое установленное количество экспериментов, приэтом. каждый раз блок 7 оценивает работоспособность той или иной реализации, В случаенесоответствия выходного сигнала исследуемого устройства установленным. допусковымграницам срабатывает блок 7, разрешая прибавление единицы, в счетчик отказов 8 и открывая ключ 11, при этом через открытыйключ 11 и шаговый коммутатор 12 в счетчики 13 (вначале в счетчик 13.1 затемв счетчик 1 3-2 и т,д,) поступает код отказавшей реализации,По окончании всех реализаций одного шага блок 9 устанавливает (подготавливает квключению) новые входные параметры, всеоперации повторяются аналогично,Однако при появлении на выходе блока 2перебора реализации кода реализации, ужеотказавшей во время предыдущих шагов, ключ10 закрывается, а данная реализация не выполняется, так как код реализации в блоке2 анализируется элементами И 14, а присовпадении кода в блоке 2 с хранящимся кодом а одном. из счетчиков 13 срабатываетодин пз элементов И 14, прп этом срабатывает и блок 15 выходной сигнал которогозапирает ключ 10 и дает команду блоку 3управления на пропуск одной реализации. В результате во время каждого последующего шага отказавшие реализации участияне принимают, поэтому информация о количестве отказов за весь промежуток временине искажается за счет реализаций, вновьпопавших в поле допусков.Окончание работы устройства происходитв том случае, если число шагов в счетчиках 17 и 18 совпадает, Клкн 16 подаетгенератору тактовых импульсов команду на останов.Количество заполненных счетчиков 13есть количество отказов,за весь исследуемый промежуток времени, а содержимоесчетчиков - коды отказавших реализаций, т.е.необходимая информация для дальнейших исследований устройства,При необходимости устройство может бытьснабжено счетчиком "Истинного количестваотказов". Для этого необходимо поставитьсчетчик, считающий количество срабатываний блока 7 за время всех шагов,7Таким образо,.;.редлагаемое устройство позволяет -олу-ить числовую характеристику вероятности безотказной работы исследуемого изделия за весь заданный промежуток времени (периоц эксплуатации), т.е. получить оценку вероятности безотказной работы,за прогнозируемый цромежуток времени,1 ОФормула изобретенияУстройство для прогнозирования параметрической надежности узлов радиоэлектронной аппаратуры, содеожашее блок управления, выход которого поцклю.ен к управляющимвходам блоков перебора реализаций, формирования тестовых сигналов, моделирования, ,задания допусков и коммутаций, первый вход соединен с первым выходом генератора так-дО товых импульсоввтоуой выход которого подключен к первому входу блока коммутаций, третий выход - к первому входу блока зада - ния допусков, выход блока коммутаций соединен с первым входом блока моцелирования,25 гторой вход которо-о подключен к выходу блока О)ормированея тестовых сигналов Выхо, - ко второму входу блска задания допусков, пеовь.". выхоц которого соединен со входо;м счетгка отказово т л и ч а ю ш е е с я тем, что,с целью повышения достоверности оабог устройства, в пего введены ключи з,емекты И, счетчики шагов, запрешенных ко "овадал я " лшд "о" шд"Одг коммутатоз блок;: кализг и -",:ок установки вхоцных параметров, выход которого подключен к третьему входу блока моделирования, первый выход блока перебора реализаций через первый ключ соединен с вторым. входом блока коммутаций, другой вход первого клвма объединен с вторым входом блока управления и подключен к выходу блока анализа, входы блока анализа подключены к выходам соответствующих элементов И, первые входы которых соединены с вторым выходом блока перебора реализаций, второй вход касдого элемента И подключен к выходу соответствующего счетчика запрешенных кодов, вход каждого из которых соединен с соответствуюшим выходом шагового коммутатора, вход которого соединен с выходом второго ключа, первый вход второго ключа соединен с третьим выходом блока перебора реализаций, второй вход - с вторым выходом блока задания допусков, выходы счетчика шагов и счетчика задаНия числа шагов через третий ключ соединены с входом генератора тактовых импульсов, четвертый выход которого подключен к входам блока установки входных параметров и счетчика шагов.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Кузнецов В, С. Установка для определения параметрической надежности вычислительных устройств, Ж. "Приборы и системы управления" М 10 1968 г., стр, 18.2 Лвт, саид. СССР кл,1 Ь 06 1 15/46, Ео 389510, 13,04. 1971 г.