- •99 — —
- •Раздел 3
- •Глава 5. Фса разработки передающей афар сантиметрового диапазона.
- •5.1 Введение.
- •5.2 Анализ требований к разрабатываемой антенной системе.
- •5.3 Построение дерева целей и задач проектирования антенной системы.
- •5.4 Определение состава функций.
- •5.5 Построение функциональной модели разрабатываемой антенной системы.
- •5.6 Определение допустимых затрат на функции.
- •5.7 Поиск и формирование вариантов решений по функциям разрабатываемой антенной системы.
- •5.9 Построение совмещенной модели разрабатываемой антенной системы.
- •5.10 Стоимостная оценка вариантов исполнения изделия и окончательный выбор варианта.
- •5.11 Построение функционально-стоимостной диаграммы для первого варианта реализации функций изделия.
- •5.12 Заключение.
- •Список литературы.
5.7 Поиск и формирование вариантов решений по функциям разрабатываемой антенной системы.
Основное назначение этой процедуры — поиск возможно большего количества способов реализации функций. Для формирования набора идей можно использовать все известные способы, например, мозговой штурм и пр. Выдвинутые идеи фиксируются. Затем проводится анализ их преимуществ и недостатков. Для этого используют положительно отрицательные таблицы. Дается предварительная оценка идей на реализуемость и экономичность. Идеи, конструктивно и технологически неосуществимые или неэкономичные, отклоняются.
В морфологической карте (см. таблицу 5.15) представлены только технологически и конструктивно реализуемые идеи. Часть из них, однако, можно отклонить уже на этапе предварительного анализа, как явно технически и экономически неэффективные. Решения, которые принимаются для дальнейшего анализа, в морфологической карте помечены знаком “+” в соответствующей графе.
Таблица 5.15 Морфологическая карта возможных вариантов реализации проектируемой передающей антенной системы.
|
Функция |
Обозна |
Пути |
Аргументы |
Прин. | |||||
|
|
чение |
решения |
достоинства |
недостатки |
откл . | ||||
|
f111 |
р11 |
Прямая припайка кабеля |
Низкая стоимость; допустимы малые расст. м. выводами |
Низкая прочность; низкая ремонтопригодность. |
— | ||||
|
“Принять |
р12 |
Использовать разъём типа “Град” |
Высокая надежность и ремонтопригод-ть; высокочастотность; универсальность. |
Высокая стоимость и большие размеры |
+ | ||||
|
сигнал” |
р13 |
Использовать разъём типа СГРП |
Высокая надежность и ремонтопригод-ть; низкая стоимость; универсальность. |
Высокие потери на частотах > 5 ГГц. |
— | ||||
|
f112 |
р21 |
Сетевое напряжение |
Простота; низкая стоимость |
Ограниченность перемещений, треб. доп. выпрямление тока |
+ | ||||
|
“Подать |
р22 |
Батареи |
Высокая мобильность |
Высокая стоимость, ограниченность ресурсов |
+ | ||||
|
питание” |
р23 |
Динамо-машина |
Длительное время работы; относит. высокая мобильность |
Очень высокая стоимость, сложность разворачивания, невозможность работы в движении |
— | ||||
|
f121 |
р31 |
Пассивная схема деления мощности |
Низкая стоимость. |
Возможен слишком высокий фазовый разброс на данных частотах |
— | ||||
|
Поделить |
р32 |
Активная, на первом этаже дел. на 8, на втором 7 дел-й на 8 |
Одинаковые делители, невысокие потери |
Часть мощности тратится в согласованной нагрузке |
+ | ||||
|
мощ-ть |
р33 |
Активная, на первом этаже дел. на 16, на втором 14 дел-й на 16 |
Высокая надежность, так как малые размеры подрешетки |
Большие потери |
— | ||||
|
f123 |
р41 |
ФВ на ферритах |
Простота, отработанность конструкции |
Большие габариты и потребление |
—
| ||||
|
Изменить |
р42 |
ФВ на p-i-n диодах |
Простота, минимальные габариты, универсальность |
Разброс фаз, трудность настройки |
+ | ||||
|
фазу |
р43 |
Монолитный ФВ на п/п, на основе AsGa |
Предельно малые размеры и потребление |
Разброс параметров, высокая стоимость |
+ | ||||
|
f131 |
р51 |
Переключатель на p-i-n диодах |
Универсальность,простота,высокие параметры |
Разброс параметров, необходимость настройки |
+ | ||||
|
Передать |
р52 |
Переключатель на циркуляторах |
Большая развязка |
Большие габариты, потребление, стоимость |
— | ||||
|
с-л на изл |
р53 |
Переключатель на д/э резонаторах |
Малые размеры и потребление |
Большие потери пропускания |
— | ||||
|
f132 |
р61 |
Турникетный изл-ль |
Простота изготовления |
Слабая направленность |
— | ||||
|
Излучить |
р62 |
Печатный изл-ль |
Малые габариты |
Узкая полоса |
— | ||||
|
|
р63 |
Спиральный изл-ль |
Простота смены поляризации, высокая направленность |
Низкая жесткость, высокие габариты |
+ | ||||
|
|
р64 |
Рупор |
Жесткость конструкции |
Очень большие габариты, сложность запитки, низкая направленность |
— | ||||
|
|
р65 |
Рупор+спираль |
Очень высокая направленность |
Очень большие габариты |
+ | ||||
|
f133 |
р71 |
Круглая апертура |
Сложность системы управления фазой |
Низкий УБЛ, симметричность ДН, возможность снижения уровня дифр. макс. |
+ | ||||
|
Сложить |
р72 |
Прямоугольная апертура |
Простота управления фазой |
УБЛ выше, ДН не симметрична, уровень дифр. макс. жестко зависит от изл-ля и расстояния между ними |
— | ||||
|
F2 |
р81 |
Использовать фрезерованный корпус |
Универсальность, жесткость, герметичность |
Высокая стоимость |
+ | ||||
|
|
р82 |
Использовать паяный корпус |
низкая стоимость |
Низкая герметичность, жесткость |
— | ||||
Итак, возможные варианты решения (см. таблицу 5.15):
p21 + р63 + р42;
р21 + р63 + р43;
р21 + р65 + р42;
р21 + р65 + р43;
p22 + р63 + р42;
р22 + р63 + р43;
р22 + р65 + р42;
р22 + р65 + р43;
Для оценки этих вариантов и выбора одного из них будем использовать следующие критерии (в соответствии с деревом целей и задач, см. рис. 5.1):
Таблица 5.16 Критерии для сравнения вариантов решения (значимость определена методом бальной оценки).
|
Наименование критерия |
Баллы |
Значимость |
|
1. Надежность |
5 |
0.26 |
|
2. Потребление |
4 |
0.21 |
|
3. Габариты |
3 |
0.16 |
|
4. Быстродействие |
3 |
0.16 |
|
5. Аппаратурные затраты |
4 |
0.21 |
|
|
19 |
1.0 |
В таблице 5.17 представлены данные оценки удовлетворения вариантов исполнения вспомогательных функций критериям, указанным в таблице 5.16, а также степень исполнения функций при каждом варианте. Степени исполнения функций определяются по аналогичным изделиям экспертным путем с учетом количества рекламаций (по опыту работы лаборатории С.И.Олесова — консультанта по специальной части).
Таблица 5.17 Оценки удовлетворения вариантов критериям и степени исполнения функций изделия (оценки от 0 до 4).
|
Вариант |
Оценка удовлетворения критериям |
Степень исполнения | ||||
|
реализации |
1-й |
2-ой |
3-й |
4-й |
5-й |
функции |
|
(f112) р21 |
3 |
4 |
3 |
4 |
4 |
4 |
|
(f112) р22 |
3 |
4 |
0 |
4 |
1 |
2 |
|
(f123) p42 |
3 |
2 |
3 |
0 |
4 |
3 |
|
(f123) p43 |
2 |
4 |
4 |
0 |
1 |
1 |
|
(f132) p63 |
3 |
4 |
2 |
4 |
4 |
3 |
|
(f132) p65 |
4 |
4 |
0 |
4 |
1 |
4 |
Для определения качества каждого варианта реализации функций найдем сумму произведений значимости критериев оценки (см. таблицу 5.16) на степень удовлетворения варианта этому критерию (см. таблицу 5.17).
В таблице 5.18 приведены данные расчета коэффициентов качества различных вариантов исполнения функций.
Таблица 5.18 Качество различных вариантов исполнения вспомогательных функций.
|
р21 |
р22 |
р42 |
р43 |
р63 |
р65 |
|
3.58 |
2.47 |
2.52 |
2.16 |
3.42 |
2.73 |
Теперь мы имеем все необходимые данные для определения обобщенного показателя качества вариантов реализации изделия в целом. Для этого просуммируем показатели качества соответствующих вариантов реализации функций. Результаты представлены в таблице 5.19.
Таблица 5.19 Качество вариантов исполнения изделия в целом.
|
Номер |
Состав варианта |
Качество (баллы) |
|
1 |
p21 + р63 + р42 |
9.52 |
|
2 |
р21 + р63 + р43 |
9.16 |
|
3 |
р21 + р65 + р42 |
8.83 |
|
4 |
р21 + р65 + р43 |
8.47 |
|
5 |
p22 + р63 + р42 |
8.41 |
|
6 |
р22 + р63 + р43 |
8.05 |
|
7 |
р22 + р65 + р42 |
7.72 |
|
8 |
р22 + р65 + р43 |
7.36 |
Итак, наиболее высокое качество исполнения критериев имеют варианты номер 1, 2 и 3. Именно для них и следует проводить стоимостную оценку. Остальные варианты исполнения изделия имеют низкие технические характеристики и нет смысла подробно анализировать их.