Лекция 2.

Требования по эксплуатации рэс в техническом задании на проектирование новой техники. Жизненный цикл рэс. Стадии жизненного цикла. Место стадии проектирования.

Техническое задание (ТЗ) является основным исходным документом для разработки продукции. Его содержание в общей форме устанавливает ГОСТ 15.001-88. В ТЗ излагаются назначение и область применения разрабатываемой РЭС, ее состав, условия и режимы эксплуатации, технические, конструктивные, эксплуатационные и экономические требования к РЭС, этапы и сроки выполнения работ, условия по хранению и транспортированию РЭС, требования по надежности, правила проведения испытаний и приемки образцов в производстве, перечень документов, требующих совместного рассмотрения, порядок сдачи и приемки результатов разработки.

В качестве технического задания допускается также использовать любой документ (контракт, протокол, эскиз и др.), содержащий необходимые и достаточные требования для разработки и признанный заказчиком и разработчиком, а также образец продукции, предназначенный для воспроизведения.

Структурно ТЗ подразделяется на несколько разделов, каждый из которых раскрывает свой аспект содержания работы в соответствие с наименованием раздела. Раскрытие содержания раздела ТЗ должно быть необходимым и достаточным для четкой и однозначной постановки задачи перед исполнителем.

Разделы, касающиеся требования по назначению РЭС и условиям ее эксплуатации в обязательном порядке должны присутствовать в ТЗ.

Требования по назначению. Раскрывают основные требуемые функциональные и потребительские характеристики аппаратуры в соответствие с ее предназначением и условиями эксплуатации. Например, чувствительность, дальность действия, диапазоны частот, мощность излучаемого сигнала и т.п.

Требования по условиям эксплуатации. Под условиями эксплуатации РЭС понимается совокупность внешних факторов, существенно влияющих на работоспособность: температура окружающей среды, влажность, давление, вибрация, удары, атмосферные воздействия и т.п. Всю совокупность внешних воздействий можно разделить на климатические и механические. В требованиях на конструирование изделия РЭC указываются ограничения по устойчивости к внешним воздействующим факторам в соответствии со следующими основными нормативными документами:

- ГОСТ 15150-69 «Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды»;

- ГОСТ 12997-84 «Изделия ГСП. Общие технические условия» (ГСП – Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации);

- ГОСТ 16962.1-89, «Изделия электротехнические. Методы испытаний на устойчивость к климатическим внешним воздействующим факторам»;

- ГОСТ 15543.1-89 «Изделия электротехнические. Общие требования в части стойкости к климатическим внешним воздействующим факторам»;

- ГОСТ 17516.1-90 «Изделия электротехнические. Общие требования в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам»;

- ГОСТ 24682-81 «Изделия электротехнические. Общие технические требования в части воздействия специальных сред»;

- ГОСТ 21552 «Средства вычислительной техники. Общие технические требования, приемка, методы испытаний, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение»,

- ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89) «Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP)».

В Европе для обозначения степени защиты корпусов от пыли и влаги применяется так называемая система IP-кодов, определяемая стандартом МЭК 529 (IEC 529) Международной Электротехнической Комиссии (International Electrotechnical Commission). Отечественный ГОСТ 14254-96 «Изделия электротехнические. Оболочки. Степени защиты. Обозначения. Методы испытаний» полностью соответствует стандарту МЭК 529. Согласно стандарту МЭК 529, степень защиты корпуса обозначается латинскими буквами IP и следующими за ними двумя цифрами, например IP 54. При этом первая цифра обозначает степень защиты персонала от находящихся под напряжением или движущихся частей внутри корпуса, а также степень защиты изделия от попадания внутрь твердых посторонних тел, в частности, пыли. Вторая цифра означает степень защиты изделия от попадания внутрь воды. В ниже приведенных таблицах приводятся расшифровка значения цифр, использованных в обозначениях согласно стандарта МЭК 529 и ГОСТ 14254-96.

Степени защиты от внешних твердых предметов,

обозначаемые первой характеристической цифрой Таблица 1

Первая характеристическая	Степень защиты
цифра	Краткое описание	Определение
0	Нет защиты	-
1	Защищено от внешних твердых предметов диаметром больше или равным 50 мм	Щуп-предмет - сфера диаметром 50 мм - не должен проникать полностью 1)
2	Защищено от внешних твердых предметов диаметром больше или равным 12,5 мм	Щуп-предмет - сфера диаметром 12,5 мм - не должен проникать полностью 1)
3	Защищено от внешних твердых предметов диаметром больше или равным 2,5 мм	Щуп-предмет диаметром 2,5 мм не должен проникать ни полностью, ни частично 1)
4	Защищено от внешних твердых предметов диаметром больше или равным 1,0 мм	Щуп-предмет диаметром 1,0 мм не должен проникать ни полностью, ни частично 1)
5	Пылезащищено	Проникновение пыли исключено не полностью, однако пыль не должна проникать в количестве, достаточном для нарушения нормальной работы оборудования или снижения его безопасности
6	Пыленепроницаемо	Пыль не проникает в оболочку

Степени защиты от воды, обозначаемые с помощью второй

характеристической цифры Таблица 2

Вторая характеристическая	Степень защиты
цифра	Краткое описание	Определение
0	Нет защиты	-
1	Защищено от вертикально падающих капель воды	Вертикально падающие капли воды не должны оказывать вредного воздействия
2	Защищено от вертикально падающих капель воды, когда оболочка отклонена на угол до 15	Вертикально падающие капли не должны оказывать вредного воздействия, когда оболочка отклонена от вертикали в любую сторону на угол до 15° включительно
3	Защищено от воды, падающей в виде дождя	Вода, падающая в виде брызг в любом направлении, составляющем угол до 60° включительно с вертикалью, не должна оказывать вредного воздействия
4	Защищено от сплошного обрызгивания	Вода, падающая в виде брызг на оболочку с любого направления, не должна оказывать вредного воздействия
5	Защищено от водяных струй	Вода, направляемая на оболочку в виде струй с любого направления, не должна оказывать вредного воздействия
6	Защищено от сильных водяных струй	Вода, направляемая на оболочку в виде сильных струй с любого направления, не должна оказывать вредного воздействия
7	Защищено от воздействия при временном (непродолжительном) погружении в воду	Должно быт исключено проникновение воды внутрь оболочки в количестве, вызывающем вредное воздействие, при ее погружении на короткое время при стандартизованных условиях по давлению и длительности
8	Защищено от воздействия при длительном погружении в воду	Должно быть исключено проникновение воды в оболочку в количествах, вызывающих вредное воздействие, при ее длительном погружении в воду при условиях, согласованных между изготовителем и потребителем, однако более жестких, чем условия для цифры 7

Требования к надежности на изделия конкретного вида указывают в соответствии с ГОСТ 20397 — 82 «Средства технические малых электронных вычислительных машин. Общие технические требования, приемка, методы испытаний, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение, гарантии изготовителя».

Перечислим основные факторы, диктуемые условиями эксплуатации, которые влияют на конструкцию РЭС и которые должны отражаться в ТЗ:

1. диапазон температур эксплуатации;

2. тепловые удары;

3. влажность;

4. солнечное излучение;

5. барометрическое давление (разряжение);

6. брызги воды;

7. воздействие пыли и песка;

8. вибрация;

9. удары;

10. линейные ускорения;

11. электромагнитное излучение;

12. воздействие плесени;

13. воздействие химической среды;

14. воздействие радиации;

15. условия хранения и транспортирования.

В каждом конкретном случае в ТЗ отражаются требования только к тому набору факторов, которые будут оказывать влияние на РЭС при ее эксплуатации.

Помимо перечисленных требований в ТЗ на разработку новых типов РЭС вносится целый ряд других требований. Перечислим их.

Требования по подключению. Раскрывают основные требования необходимых подключений и их характеристики для обеспечения нормальной эксплуатации разрабатываемых РЭС (подключение к электропитанию, к водопроводу, к магистрали сжатого воздуха и т.п.);

Требования по подключению. Раскрывают основные требования необходимых подключений и их характеристики для обеспечения нормальной эксплуатации разрабатываемых РЭС (подключение к электропитанию, к водопроводу, к магистрали сжатого воздуха и т.п.);

Эксплуатационные требования. Раскрывают основные требования по следующим эксплуатационным характеристикам РЭС:

- простоту управления и обслуживания;

- различные меры сигнализации опасных режимов работы (выход из строя, обрыв заземления и т. д.),

- экологические требования безопасности обслуживающего персонала и уровня вредного воздействия на окружающую среду при эксплуатации и утилизации изделия РЭС;

- эргономические требования, связанные с такой организацией органов управления РЭС, которая бы отвечала современным эргономическим требованиям и требо­ваниям инженерной психологии (требования к стилю и видимости на расстоянии надписей над органами управления, расположение органов управления в пределах досягаемости рук оператора и т.п.).

Требования по надежности. Данные требования включают в себя обеспечение:

1) вероятности безотказной работы,

2) наработки на отказ,

3) среднего времени восстановления работоспособности,

4) долговечности,

5) сохраняемости.

Вероятность безотказной работы есть вероятность того, что в заданном интервале времени при заданных режимах и условиях работы в аппаратуре не произойдет ни одного отказа.

Наработкой на отказ называют среднюю продолжительность работы аппаратуры между от­казами.

Среднее время восстановления работоспособности определяет среднее время на обнаружение и устранение одного отказа. Эта характеристика надежности является также важным эксплуатационным параметром.

Долговечностью прибора называют продолжительность его работы до полного износа с необхо­димыми перерывами для технического обслуживания и ремонта. Под полным износом при этом понимают состояние аппаратуры, не позволяющее ее дальнейшую эксплуатацию.

Сохраняемость аппаратуры - способность сохранять все технические характерис­тики после заданного срока хранения и транспортирования в определенных условиях.

Экономические требования. К экономическим требованиям относят:

1) минимально возможные затраты времени, труда и материальных средств на разработку, изготовление и эксплуа­тацию изделия;

2) минимальную стоимость аппаратуры после освоения в производстве;

3) затраты времени на монтаж РЭС, ее эксплуатацию, ремонт, утилизацию и т.п.

4) снабжение расходными материалами, техническое обслуживание и т.п.

Конструктивные требования (раскрываются требования к форме корпуса, массо-габаритные параметры аппаратуры, присоединительные параметры, необходимость ее закрепления на других объектах и характер этих закреплений, необходимость подключения РЭС к сетям и другим РЭС, ремонтопригодность и т.п.).

Технологические требования (объем выпуска разрабатываемой РЭС и временной период и т.п.)

В качестве примера можно привести следующие требования:

• уровень выхода годных изделий;

• производительность выпуска (шт. в год);

• величина трудозатрат при изготовлении.

Метрологические требования (возможность контроля в процессе производства и эксплуатации встроенными в устройство средствами измерения, с помощью специальных комплектов или стандартных измерительных средств).

Требования к материалам и комплектующим (указываются предпочтительные или обязательные к применению в конструкции РЭС материалы и комплектующие изделия);

Требования к упаковке, хранению и транспортировке (возможность штабелирования упакованной РЭС, требования к складскому помещению, вид транспорта для перевозки изделий в упаковке и т.п.).

Подводя итог сказанному можно сделать заключение, что процесс создания новых образцов РЭС является комплексной задачей, требующей взаимодействия большого числа специалистов различного профиля (научных работников, инженеров-конструкторов, инженеров-технологов, плановиков, экономистов, работников производства, сервисных центров, центров сертификации и т.д.). Поэтому, в современных условиях новая техника разрабатывается с учетом всех этапов ее жизненного цикла: от идеи создания до утилизации.

Использование результатов работы (раздел определяет, чьей собственностью являются результаты работы, возможно ли их опубликование и передача третьим лицам и на каких условиях и т.п.)

Приемка работы (указывается кем, как и когда принимается работа, перечень разработанной в ходе работы документации, программных средств, образцов продукции, необходимых для приемки этапов работы и всей работы в целом, порядок и методики испытаний опытных образцов каким документами закрываются этапы работы и вся работа в целом).

Приложения (приводятся необходимые текстовые и графические данные для контроля и раскрытия требований к выполнению работы, например требуемые графики апмлитудо-частотных характеристик, эскиз расположения органов управления РЭС, желательная форма ее корпуса, принципиальные электрические схемы, перечни элементов, ссылки на электронные документы и программы на электронных носителях и т.п.).