1. Анализ технического задания

Обычно в ТЗ (ГОСТ 15.001–88) на конструирование в краткой форме со ссылками на стандарты и литературу указывают основные данные о назначении, конструктивно-технологических ограничениях и условиях эксплуатации изделия (Приложение 9. Целью начальной стадии конструирования является расширение информации о имеющихся данных на основе использования литературных источников и стандартов. Так как в последнее время актуальным является вопрос применения сквозных САПР, то необходимо с ранних стадий анализа ТЗ начать автоматизацию.

Известно [1.14], что анализ назначения изделия в целом интересует конструктора с точки зрения ограничений электрического, механического и информационного сопряжения с другими объектами и человеком. Здесь уточняются, расширяются ограничения, которые должны обеспечить обработку поступающей информации и выдачу данных в соответствии с заданным алгоритмом работы. (Например, уточняют данные о характеристике интерфейсной шины, параметры электрического соединителя, разрядность и быстродействие информационных и управляющих сигналов и т.п.)

Конструктивно-технологические ограничения на конструирование изделия могут быть заданы в соответствии со стандартами (например, ГОСТ 20504-81 или СТ СЭВ 3266-81), размерами аналогичной конструкции или специальными, индивидуальными ограничениями.

Если в ТЗ на конструкцию изделия ограничения указаны в соответствии со стандартами или аналогичной конструкцией, то набор возможных габаритных размеров для изделия может храниться в банке данных автоматизированной системы конструирования. Оптимальный выбор типоразмера изделия (конструктивного модуля) даже при небольшом числе вариантов невозможен без применения ЭВМ. Причем типоразмер модуля связан с определенными показателями качества, число которых можно ограничить и в самом простейшем случае свести к одному – главному или обобщенному. Окончательный выбор типоразмера модуля связан с решением оптимизационной задачи синтеза. На данном этапе анализа и в рамках эскизного проекта конструктор может рассмотреть несколько вариантов изделия на соответствие ограничениям ТЗ.

Если на этом этапе анализа ТЗ необходимо согласовать эскиз конструкции изделия с заданными ограничениями, то при соответствующем аппаратном и программном обеспечении конструктор может разработать эскиз на графическом дисплее в диалоговом режиме.

На стадии анализа ТЗ на основании уточненных данных о назначении конструкции изделия следует расширить сведения о механических, климатических и радиационных факторах внешней среды^*.

Последующая стадия анализа предполагает условное разбиение изделия на подсистемы в соответствии с принятой конструктивной иерархией.

Исходные данные на конструирование для каждого рассматриваемого уровня конструктивной иерархии ЭВА определяются в соответствии с результатами разработки более высокого уровня. Причем назначение, конструктивно-технологические ограничения и условия эксплуатации отдельных подсистем должны соответствовать требованиям ТЗ на конструкцию изделия в целом.

Используя модульный принцип, выполнить разбиение несложно (например, для микро-ЭВМ выделяются платы процессора, памяти, ввода-вывода и т.п.). Однако правильность выполненного разбиения следует проверить на соответствие ТЗ. Следующий этап конструирования ЭВА принято называть синтезом. Он выполняется методом агрегатирования подсистем (т.е. объединением) и переплетается с детализацией и оптимизацией конструктивных решений элементов конструкции.

1.1. Проверка конструктивного решения изделия начинается с согласования размеров подсистем [1.14]. Размеры корпусов элементной базы известны из предшествующей стадии анализа (см. пример – табл.1.1). С учетом этих данных оценивают размеры платы, затем блока и изделия в целом.

Для оценки размеров плат и блоков можно использовать рекомендации ОСТ 4ГО.010.009, который дает обобщенную информацию о размерах, электрических и механических связях между элементами на плате и в блоке.

Дальнейшее согласование требований и конструктивных решений элементов выполняется в соответствии с показателями качества, технологичности, микроминиатюризации, конструктивной надежности, теплового режима, механических воздействий и т.п.

Каждое свойство изделия ЭВА, его функциональный показатель имеют свой материальный эквивалент в виде массы, объема, площади, стоимости и т.д. Символически это можно выразить относительными показателями качества, например, по критерию массы k_m=m/Ф, по критерию объема k_v=V/Ф, по критерию площади k_s=S/Ф, по критерию стоимости k_c=C/Ф и т.п., где m – масса, кг; V – объем, м³; S – площадь, м²; C – стоимость, руб; Ф – функциональный показатель (быстродействие, разрядность и т.п.).

При конструировании ЭВА для каждого конструктивного уровня выделяются исходные данные: функциональные показатели – Ф (для логических и запоминающих устройств, выраженные в битах или байтах, для аналоговых – в активных элементах, для вторичного источника питания – в ваттах и т.п.), и ограничения на конструирование, изготовление и эксплуатация.

1.2. Показатели, характеризующие особенности изготовления изделия, называются технологическими [1.14].

Технологические показатели задаются в ТЗ.^* Конструируемые изделия в большинстве случаев должны соответствовать агрегатному принципу построения.

1.3. Изделия должны удовлетворять требованиям эргономики и технической эстетики [1.14]. Рекомендуется использовать ГОСТ 24750-81, ГОСТ 12.2.032-78 и ГОСТ 12.3.033-78. Размеры шрифта надписей, наносимых на панели управления и сигнализации изделий, кроме шрифтов изделий, должны соответствовать ГОСТ 2930-62 или ГОСТ 26.020-80.

1.4. В требованиях на конструирование изделия ЭВА указываются ограничения по устойчивости к внешним воздействующим факторам в соответствии с ГОСТ 15150-69, ГОСТ 17785-72, ГОСТ 17786-72, ГОСТ 16962-71, ГОСТ 21552-76.Требования надежности на изделия конкретного вида указываются в соответствии с ГОСТ 20397-82 (Kр ≥40%).

1.5. Конструкторский анализ ТЗ и схемы электрической принципиальной [1.14].

Анализу схемы электрической принципиальной (Э3) предшествует анализ технического задания, который выявляет подробности исходных данных на проектирование.

Анализ назначения Э3 конкретизирует электрические и частотные параметры изделия, а изучение особенностей функционирования Э3 поясняет особенности связи проектируемого изделия с другими устройствами модулями и человеком-оператором. Уточненные выше данные не должны противоречить техническим требованиям ТЗ, поэтому результаты последующих этапов анализа Э3 сопоставляются с полученными ранее. Сравнение условий эксплуатации изделия и технических условий на использование элементной базы начинается с конкретизации технических условий эксплуатации и ограничений на конструирование ЭВА с заданным элементами [1.1, 1.5].