Управление качеством электронных средств

Л.М. Фомич, Ю.Л. Фомич,

УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ

ЭС

Красноярск 2005

Содержание

Введение.......................................................................................................... 11

Состояние рассматриваемой проблемы.......................................................................................................... 12

1. организация системного подхода при разработке ЭС.......................................................................................................... 16

1.1. Общие положения ЭС как сложного объекта      16

1.1.1.Тенденции развития ЭС и проблемы их проектирования          16

1.1.2.Обеспечение качества и надежности ЭС          19

1.1.3.Жизненное обеспечение ЭС          22

1.2. Представление ЭС как системы      32

1.2.1.Некоторые положения о ЭС          32

1.2.2.Формирование структуры ЭС          34

1.3.   Математические модели описания ЭС  при их разработке.       42

1.3.1. Общая классификация моделей и их основные особенности      42

1.4.    Некоторые положения системного проектирования ЭС 46

1.4.1. Иерархическая модель ЭС.......................................................................................................... 46

ВВЕДЕНИЕ

Одной из основных задач, стоящей перед нашим обществом, является перевод его экономики на путь интенсификации. Основные ее направления можно определить только на основе самых современных достижений науки и техники. Ключевая роль в реконструкции экономики принадлежит радиотехнической промышленности. Перед ней стоит важная задача -существенное повышение качества и надежности выпускаемой продукции за счет всех существующих средств проектирования, производства и эксплуатации электронных средств (ЭС). Высокое качество и надежность ЭС играют более значительную роль, чем только количественный рост промышленного производства.

Совершенствование ЭС все в большей степени определяется достижениями в области конструирования. В связи с этим важное значение имеют исследования в области пространственных структур, воплощающихся в реальные конструкции ЭС. Поэтому роль радиоконструктора в процессе совершенствования ЭС становится все более значительной.

Улучшение качества и надежности ЭС всегда сопряжено с дополнительными затратами времени и материальных средств. Поэтому задаваемый уровень качества и надежности в процессе создания ЭС должны согласовываться с производственно-техническими и эксплуатационными требованиями, а также с экономической целесообразностью.

Характерно, что развитие теории качества и надежности ЭС идет по следующим направлениям:

первое - связано с выбором оптимальной номенклатуры микроэлектронной элементной базы и режимов работы ее элементов при заданной степени их надежности;

второе - занимается изучением физических свойств элементов и их материалов;

третье - включает в себя надежность передачи сигналов в условиях помех и обеспечение функциональной работоспособности.

В данной работе рассматриваются задачи первого направления, связанные с оценкой качества ЭС в комплексной системе его управления. При этом количественные характеристики надежности являются наиболее важными критериями качества ЭС.

СОСТОЯНИЕ   РАССМАТРИВАЕМОЙ   ПРОБЛЕМЫ

Характерно, что оптимальный вариант ЭС предусматривает высокое качество по всему множеству их параметров, в частности: энергетическим, функциональным, конструкторским, технологическим, надежности, экономическим и т.д. Получать такой вариант ЭС на этапе их разработки является достаточно сложной задачей даже для научно-исследовательских учреждений, имеющих отношение к этой области. Решение такой проблемы усугубляется и тем, что она относится к задачам с крайне ограниченной информацией. В настоящее время она решается на основе следующих направлений:

первое - предусматривается использование опыта разработчика на интуитивном уровне;

второе - предусматривает использование известных методов оценки качества ЭС.

Для современного состояния ЭС решение данной проблемы только на основе опыта и интуиции разработчика не только затруднительно, но и невозможно, ибо в большинстве случаев такого опыта может не существовать. В целом это приводит к существенным потерям качества ЭС по сравнению с потенциально возможным или к необоснованному его увеличению.

В настоящее время имеются некоторые методы оценки качества ЭС. Не рассматривая их подробно следует сказать, что они не используются в комплексной системе управления качеством ЭС, поскольку не отвечают тому множеству требований, которые предъявляются к современным ЭС, а именно:

отсутствует математическое обоснование частных моделей, на основе которых формируется общая модель оценки качества ЭС, что ставит под сомнение ее практическую ценность;

не обеспечивают адекватность математической модели оценки качества ЭС при любой степени их нелинейности, что сказывается на объективности конечных результатов;

не связывают физические процессы, происходящие в материалах радиоэлементов с показателями структуры математической модели, что приводит к большим погрешностям результатов оценки качества ЭС;

не учитывают всю систему взаимосвязей, возникающих между параметрами, на основе которых строится математическая модель оценки качества ЭС, что отражается на их практической реализации;

не отражают конкретный стохастический закон на основе которого формируется математическая модель оценки качества ЭС, что создает неуверенность в их объективности;

не используют главный принцип разработки ЭС - представление устройства как единого целого объекта, что необходимо для системного подхода в проектировании ЭС.

Значит, отличительные недостатки известных методов оценки качества ЭС ставят под сомнение практическое их использование, как не способных к повышению эффективности процесса разработки ЭС.

Практика показывает, что высокое качество ЭС достигается только при активном вмешательстве в процесс их создания.

Поэтому все большее значение придается комплексной системе управления качеством ЭС при их разработке. Однако, чтобы управлять качеством ЭС необходимо уметь его оценивать. Исследования показали, что на основе известных методов оценки качества ЭС решить данную проблему не представляется возможным. Значит крайне слабым звеном в управлении качеством ЭС является отсутствие современной методики оценки их качества. При этом выбор оптимального варианта ЭС из числа конкурирующих на этапах их создания должен проводиться только на основе математических расчетов по наилучшему значению критерия достигнутого уровня их качества. Значит методика оценки качества ЭС должна основываться на объективной математической модели, адекватно описывающей их в многомерном пространстве параметров. При этом оценка качества ЭС должна производится на каждом этапе их создания, особенно на первых стадиях, где закладываются основные их характеристики надежности.