Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

1. Порядок обоснования и выбора типовых конструктивно-технологических решений.

1.1 Исходные данные и основные соотношения.

1.2 Алгоритм расчета интегрального показателя качества аппаратуры.

2. Определение конструктивных параметров микросборок

3. Определение конструктивных параметров аппаратуры.

3.1 Расчленение аппаратуры на крупные функционально законченные части.

3.2 Конструктивные параметры аппаратуры.

4. Структурный анализ аппаратуры на уровне микросхем.

4.1 Количество типов микросхем

4.2 Распределение блоков по типам.

4.3 Распределение микросхем по типам.

5. Определение параметров надежности аппаратуры

5.1 Интенсивность отказов микросхем.

5.2 Интенсивность отказов аппаратуры

5.3 Учет влияния условий окружающей среды на интенсивность отказа аппаратуры.

6. Определение количества микросхем и субблоков аппаратуры основного состава и ЗИПа.

6.1 Число профилактических осмотров.

6.2 Комплект ЗИП.

6.3 Количество субблоков, заменяемых при проведении профилактических осмотров в течение времени назначенного ресурса.

6.4 Количество субблоков и микросхем, необходимых для эксплуатации аппаратуры.

7. Определение затрат на разработку,производство и эксплуатацию аппаратуры.

7.1 Затраты на разработку и производство.

7.2 Затраты на разработку и производство субблоков.

7.3 Затраты на разработку и производство аппаратуры

7.4 Затраты на эксплуатацию аппаратуры.

8. Расчет интегрального показателя качества аппаратуры и выбор ее оптимального конструктивно-технологического решения.

Вывод:

Приложения

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5

Приложение 6

Библиографический список

1. Порядок обоснования и выбора типовых конструктивно-технологических решений

1.1 Исходные данные и основные соотношения

Исходными данными для расчета обоснования основных конструктивно-технологических решений при разработке аппаратуры на микросхемах являются:

а) назначение аппаратуры: судовая.

б) исходное количество эквивалентных вентилей, необходимое для построения аппаратуры: Nа.u = 33 000

в) серии микросхем широкого применения и их уровень интеграции J на момент разработки аппаратуры: J1 = 128; J2 = 512;

д) разновидности базовых технологий изготовления микросборок: тонкопленочная;

ж) варианты конструкции аппаратуры: а) Книжная; б) Кассетная; в) Разъемная

з) характеристики окружающей среды;

и) число лет , в течение которых должна эксплуатироваться аппаратура до морального износа второго рода - = 4 лет

к) коэффициент эксплуатации аппаратуры щ = 0,9

л) вероятность безотказной работы аппаратуры W в конце срока эксплуатации W = 0,91

м) необходимость дублирования аппаратуры: да

н) серийность аппаратуры З = 20 шт.;

Целью расчета обоснования конструктивно-технологических решений является определяется определение интегрального показателя качества (технико-экономической эффективности) аппаратуры и его максимизация.

1.2 Алгоритм расчета интегрального показателя качества аппаратуры

Блок-схема алгоритма расчета интегрального показателя качества аппаратуры:

2. Определение конструктивных параметров микросборок

Рассчитывается в курсовой работе по дисциплине «Физические основы микроэлектроники»

3. Определение конструктивных параметров аппаратуры

3.1 Расчленение аппаратуры на крупные функционально законченные части.

Количество эквивалентных вентилей , определяющее показатель технической сложности аппаратуры на микросхемах с уровнем интеграции J, рассчитывается по формуле

, (1)

Здесь и в дальнейшем по тексту Е указывает на операцию выбора целочисленного значения

1) при J = 128:

2) при J = 512

= 33792

Блоки аппаратуры по структурным характеристикам делятся на две части:

часть, реализуемую однородными структурами

часть, реализуемую неоднородными структурами.

При расчленении части блока однородной структуры на субблоки равной сложности все субблоки будут повторяющимися. Однородные структуры содержат 2-3 разновидности повторяющихся субблоков. При расчленении части блока неоднородной структуры на субблоки равной сложности наряду с неповторяющимися субблоками могут быть и повторяющиеся. Неоднородной структурой реализуется, например, устройство управления цифровой вычислительной машины, в то время как остальные её устройства могут быть реализованы однородными структурами.

Количество эквивалентных вентилей, определяющее показатель технической сложности аппаратуры, делится на части, соответствующие крупным функционально законченным устройствам. Например, показатель технической сложности устройства ввода-вывода составляет от 20 до 30 % от , показатель технической сложности арифметического устройства - от 40 до 60 %, а показатель технической сложности устройства управления - от 10 до 40 %.

Примем:

30%Na

60%Na

10%Na

При J=128

N а.у.в. = 10023; N а.у.a = 20045; N а.у.y. = 3340

При J=512

N а.у.в. = 10137 ; N а.у.a = 20275; N а.у.y. = 3379

При кассетном варианте конструкции аппаратуры каждое устройство реализуется в виде отдельной кассеты.

3.2 Конструктивные параметры аппаратуры

Ориентировочный объем занимаемый аппаратурой, определяется по формуле

найдем: (2)

1) дм3

2) дм3

По величине ориентировочного объема, в соответствии с ГОСТ 17045-71 для бортовой аппаратуры, выбирается ближайший тип корпуса блока, объем V которого превышает величину Vґ , и определяются его габаритные размеры в миллиметрах.

Для V1 = 23,81 дм3 принимаем:

а) книжная конструкция, корпуса 401.14-1(101СТ14-1), габаритные размеры:

L= 132 мм, В = 490 мм, Н = 380 мм,

б) конструкция кассетная, корпуса 401.14-1(101СТ14-1), габаритные размеры:

L= 132 мм, В = 490 мм, Н = 380 мм,

в) конструкция разъемная, корпуса 401.14-1(101СТ14-1), габаритные размеры:

L= 132 мм, В = 490 мм, Н = 380 мм,

Объем корпуса V=24,6 дм3

Приложение 1: Чертежи 1 и 2.

Для V2 = 19,83 дм3 принимаем:

а) конструкция книжная , корпуса 401.14-1(101СТ14-1), габаритные размеры:

L= 460 мм, В = 170 мм, Н = 264мм,

б) конструкция кассетная, корпуса 401.14-1(101СТ14-1), габаритные размеры:

L= 460 мм, В = 170 мм, Н = 264мм,

в) конструкция разъемная, корпуса 401.14-1(101СТ14-1), габаритные размеры:

L= 460 мм, В = 170 мм, Н = 264мм,

Объем корпуса V=21 дм3

Приложение 1: Чертежи 3 и 4

Данные корпуса блоков выбраны по [2] , как самые близкие по объему.

Шкафа Ш6-2-1 выбран по [4] в соответствии с условиями применения и особенностями конструкций. ( Его конструкция обеспечивает установку блочных каркасов, в которых устанавливаются блоки, и осуществляется электрическое соединение их между собой.)

Приложение 1 Чертеж 5

Исходя из габаритных размеров выбранного корпуса блока в зависимости от конструктивной реализации аппаратуры и в соответствии с требованиями ОСТ ГО.010.009 выбираются размеры печатных плат и . Параметры печатных плат, необходимые для расчета, приведены в приложении 2.

Для J =128:

А) конструкция книжная : := 170 мм,= 130 мм

б) конструкция кассетная:= 170 мм,= 130 мм

в) конструкция разъемная:=170 мм, = 130 мм

2) Для J =512:

а) конструкция книжная: := 170 мм,= 75 мм

б) конструкция кассетная:= 170 мм,= 75 мм

в) конструкция разъемная:=170 мм, = 75 мм

Размеры выбраны исходя из размеров субблоков указанных в [2] .

Ориентировочное среднее количество выводов субблока определяется по формуле

(3)

1) а) =105

б) =105

в) =105

2) а) =201

б) =201

в) =201

Исходя из ориентировочного среднего количества выводов субблока выбирается тип разъема, содержащий выводов (?)

1. J=128

а) ГРПМ9-У -64 контакта; 2шт

б) ГРПМ9-У -64 контакта; 2шт

в) ГРПМ9-У -64 контакта; 2шт

2. J=512

а) ГРППЗ -58 контактов; 4шт

б) ГРППЗ -58 контактов; 4шт

в) ГРППЗ -58 контактов; 4шт

Согласно указаниям в [2]

3.2.6. По выбранным размерам печатных плат и размерам вилки выбранного разъема в случае аппаратуры варианта разъемной конструкции (либо по размерам скобы с крышкой в случае аппаратуры вариантов книжной и кассетной конструкции)выбираются в соответствии с ОСТ4 ГО.010.009 размеры монтажной зоны печатной платы и

Приложение 1: Чертеж 6

Ly1=Ly-y1-y2 (4)

Lx1=Lx-x1-x2 (5)

Расчет ведется только по размеру печатных плат, без учета конструктивных особенностей конструкций, с разрешения руководителя.

Для J =128:

а) конструкция книжная := 170 мм,= 130 мм

Ly1=Ly-y1-y2= 130-20,0-20,0=90

Lx1=Lx-x1-x2= 170-5-5=160

б) конструкция кассетная:= 170 мм,= 130 мм

Ly1=Ly-y1-y2= 130-20-20=90

Lx1=Lx-x1-x2= 170-5-5=160

в) конструкция разъемная:=170 мм, = 130 мм

Ly1=Ly-y1-y2= 130-20,0-20,0=90

Lx1=Lx-x1-x2= 170-5-5=160

2) Для J =512:

а) конструкция книжная: := 170 мм,= 75 мм

Ly1=Ly-y1-y2= 75 -17,5-17,5=40

Lx1=Lx-x1-x2= 170-5-5=160

б) конструкция кассетная:= 170 мм,= 75 мм

Ly1=Ly-y1-y2= 75 -17,5-17,5=40

Lx1=Lx-x1-x2= 170-5-5=160

в) конструкция разъемная:=170 мм, = 75 мм

Ly1=Ly-y1-y2= 75 -17,5-17,5=40

Lx1=Lx-x1-x2= 170-5-5=160

[y1,y2,x1,x2 взяты из [2] по таблицам 4 и 3, при этом данные x1 и х2 предполагают, что толщина платы находится в интервале (1,0-2,0]мм. ]

Число горизонтальных (вертикальных) рядов микросхем () определяется по формуле

(6) (7)

где и - шаги установки микросхем по вертикали и горизонтали для корпуса [ lx1 и ly1 выбирается в приложение 5]

Для корпуса 401.14-1 минимальные шаги установки =17,5 =15

1) Для J =128:

А) конструкция книжная

==6

==9

б) конструкция кассетная

==6

==9

в) конструкция разъемная

==6

==9

2) Для J =512:

а) конструкция книжная

==3

==9

б) конструкция кассетная

==3

==9

в) конструкция разъемная

==3

==9

При этом для односторонней установки максимально возможное количество микросхем на плате определяется по формуле

, (8)

Для J =128:

А) конструкция книжная

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

2) Для J =512:

а) конструкция книжная

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

Количество микросхем , устанавливаемых в субблоке, следует выбирать в пределах от 0,6 до .

NC = 0,8 NC.макс (9)

Для J =128:

А) конструкция книжная

NC=43

б) конструкция кассетная

NC=43

в) конструкция разъемная

NC=43

2) Для J =512:

а) конструкция книжная

NC=21

б) конструкция кассетная

NC=21

в) конструкция разъемная

NC=21

Количество субблоков устройства ввода-вывода

, (10)

где - количество микросхем в субблоке устройства ввода-вывода.

Для J =128:

Примем: Nс.в.= Nc=43

а) конструкция книжная

=2

б) конструкция кассетная

=2

в) конструкция разъемная

 =2

Для J =512:

Примем Nс.в.= Nc=21

а) конструкция книжная

=1

б) конструкция кассетная

=1

в) конструкция разъемная

=1

Количество субблоков арифметического устройства

, (11)

где - количество микросхем в субблоке арифметического устройства.

Для J =128:

Примем: Nс.а.= Nc=43

а) конструкция книжная

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

Для J =512:

Примем Nс.а.= Nc=21

а) конструкция книжная

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная



Количество субблоков устройства управления определяется по формуле

, (12)

где - количество микросхем в субблоке устройства управления.

Для J =128:

Примем Nс.у.= Nc=43

а) конструкция книжная

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

Для J =512:

Примем Nс.у.= Nc=21

а) конструкция книжная

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

Количество субблоков в аппаратуре определяется по формуле

=++. (13)

Для J =128:

а) конструкция книжная

=++. = 2+4+1=7

б) конструкция кассетная

=++. = 2+4+1=7

в) конструкция разъемная

=++. = 2+4+1=7

Для J =512:

а) конструкция книжная

=++. = 1+2+1=4

б) конструкция кассетная

=++. = 1+2+1=4

в) конструкция разъемная

=++. = 1+2+1=4

Если выполняется условие

>, (14)

То аппаратура конструктивно реализуется на двух субблоках, один из которых занимает арифметическое устройство, а другой - устройство ввода-вывода и устройство управления.

Для J =128:

а) конструкция книжная

> (15)

2*128*54 =13824 > 7 => условие выполняется

б) конструкция кассетная

>

2*128*54 =13824 > 7 => условие выполняется

в) конструкция разъемная

>

2*128*54 =13824 > 7 => условие выполняется

Для J =512:

а) конструкция книжная

>

2*512*27=27648 > 4 => условие выполняется

б) конструкция кассетная

>

2*512*27=27648 > 4 => условие выполняется

в) конструкция разъемная

>

2*512*27=27648 > 4 => условие выполняется

Следовательно, аппаратура конструктивно реализуется на двух субблоках, один из которых занимает арифметическое устройство, а другой - устройство ввода-вывода и устройство управления.

Уточненное количество внешних выводов субблока определяется по формуле

. (16)

где К1 принимается равным от 3 до4

примем К1=3

Для J =128:

а) конструкция книжная

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

Для J =512:

а) конструкция книжная



б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

Так как уточненное количество внешних выводов субблока превышает количество выводов вилки разъема субблока , то Увеличим количество субблоков в 2 раза,в соответствии с рекомендацией.

Для J=128

Ncб, =14

Для J =512

Ncб=8

Габаритные размеры субблоков ( - длина и - ширина) в миллиметрах в соответствии с рекомендацией взяты из [2]

1) Для J =128: [размер субблока 13x140x240 мм.]

Исходя из размеров платы (= 170 мм,= 130 мм ) и размеров блока (L= 132 мм, В = 490 мм, Н = 380 мм ) ,в соответствии с ОСТ 4ГО.010.009 выбираем следующими:

А) конструкция книжная :

Lx2 = 240 мм ; Ly2 = 140 мм

б) конструкция кассетная

Lx2 = 240 мм ; Ly2 = 140 мм

в) конструкция разъемная

Lx2 = 240 мм ; Ly2 = 140 мм

2) Для J =512: [размер субблока 18x176x80 мм.]

Исходя из размеров платы (= 170 мм,= 75 мм) и размеров блока (L= 460 мм, В = 170 мм, Н = 264мм ), в соответствии с ОСТ 4ГО.010.009 выбираем следующими:

а) конструкция книжная:

Lx2 =176 мм ; Ly2 = 80 мм

б) конструкция кассетная

Lx2 =176 мм ; Ly2 = 80 мм

в) конструкция разъемная

Lx2 =176 мм ; Ly2 = 80 мм

При односторонней установке микросхем, если их высота превышает высоту разъема или высоту скобы с крышкой, высота субблока определяется по формуле

, (17)

где - высота выступов со стороны печатной платы, свободной от микросхем.

Однако, в соответствии с рекомендацией, возьмем Lz2 из таблицы 13 в [2], исходя из выбранного корпуса.

1) Для J =128: [размер субблока 13x140x240 мм.]

Исходя из предыдящего пункта и размеров блока,в соответствии с ОСТ 4ГО.010.009 выбираем следующимие Lz2

А) конструкция книжная :

Lz2 =13 мм

б) конструкция кассетная

Lz2 =13 мм

в) конструкция разъемная

Lz2 =13 мм

1) Для J =512: [размер субблока 18x176x80 мм.]

Исходя из предыдящего пункта и размеров блока,в соответствии с ОСТ 4ГО.010.009 выбираем следующимие Lz2

а) конструкция книжная:

Lz2=18 мм

б) конструкция кассетная

Lz2=18 мм

в) конструкция разъемная

Lz2=18 мм

Оптимальность выбранного корпуса не проверяется, так как он взят из [2]

Мощность в ваттах, потребляемая блоком от источника питания, определяется по формуле

, (18)

- примем равной за потребляемую мощность микросхемы КР1533 =1,2мВт [7]

1) Для J =128:

А) конструкция книжная

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

4. Структурный анализ аппаратуры на уровне микросхем

4.1 Количество типов микросхем

Количество типов микросхем широкого применения и микросборок определяется по формуле

. (19)

1) Для J =128:

а) конструкция книжная

шт.

б) конструкция кассетная

шт.

в) конструкция разъемная

шт.

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

 шт.

б) конструкция кассетная

шт.

в) конструкция разъемная

шт.

Количество типов микросхем широкого применения определяется по формуле

, (20)

где - Коэффициент пропорциональности типов схем широкого применения, учитывающий класс аппаратуры .

Для аппаратуры локационной, навигационной и контрольно-измерительной аппаратуры от 0,5 до 0,6, (принимаем = 0,5)

1) Для J =128:

а) конструкция книжная

шт.

б) конструкция кассетная

шт.

в) конструкция разъемная

шт.

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

шт.

б) конструкция кассетная

шт.

в) конструкция разъемная

шт.

Количество типов микросборок определяется по формуле

. (21)

1) Для J =128:

а) конструкция книжная

шт.

б) конструкция кассетная

шт.

в) конструкция разъемная

шт.

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

шт.

б) конструкция кассетная

шт.

в) конструкция разъемная

шт.

Ориентировочное количество микросхем широкого применения в разрабатываемой аппаратуре определяется по формуле

, (22)

где - коэффициент пропорциональности схем широкого применения, учитывающий класс аппаратуры.

Для аппаратуры локационной, навигационной и контрольно-измерительной аппаратуры от 0,4 до 0,6 (принимаем = 0,6)

1) Для J =128:

Шт.

2) Для J = 512:

шт.

Ориентировочное количество микросборок в разрабатываемой аппаратуре определяется по формуле

, (23)

1) Для J =128:

=145

2) Для J = 512:

43

4.2 Распределение блоков по типам

Количество неповторяющихся субблоков части блока неоднородной структуры определяется по формуле

. (24)

1) Для J =128:

А) конструкция книжная

=3

б) конструкция кассетная

=3

в) конструкция разъемная

=3

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

= 2

б) конструкция кассетная

= 2

в) конструкция разъемная

= 2

Проверим субблоки на повторяемость - Если , то все субблоки являются неповторяющимися.

1) Для J =128:

А) конструкция книжная

3 > 0,606831 - условие выполняется

б) конструкция кассетная

3 > 0,606831 - условие выполняется

в) конструкция разъемная

3 > 0,606831 - условие выполняется

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

2 > 0,314267-условие выполняется

б) конструкция кассетная

2 > 0,314267-условие выполняется

в) конструкция разъемная

2 > 0,314267-условие выполняется

Во всех случаях субблоки неповторяющиеся.

Число типов субблоков аппаратуры определяется по формуле

. (25)

Так как все субблоки неповторяющиеся:

1) Для J =128:

а) конструкция книжная

=5

б) конструкция кассетная

=5

в) конструкция разъемная

=5

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

=4

б) конструкция кассетная

=4

в) конструкция разъемная

=4

4.3Распределение микросхем по типам

Ориентировочное количество микросхем широкого применения в субблоке j-го типа определяется по формуле

, (26)

где - показатель повторяемости j-го субблока (для неповторяющихся субблоков =1).

1) Для J =128:

а) конструкция книжная

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

Ориентировочное количество микросборок в субблоке j-го типа определяется по формуле

. (27)

Nc.j - количество микросхем в субблоке

1) Для J =128:

а) конструкция книжная

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

Поправочный коэффициент для уточнения количества микросборок в субблоке j-го типа определяется по формуле

, (28)

1) Для J =128:

а) конструкция книжная

=0,828571

б) конструкция кассетная

=0,828571

в) конструкция разъемная

=0,828571

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

=0,597222

б) конструкция кассетная

=0,597222

в) конструкция разъемная

=0,597222

Уточненное количество микросборок в субблоке j-го типа определяется по формуле

. (29)

1) Для J =128:

а) конструкция книжная

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

Уточненное количество микросхем широкого применения в субблоке j-го типа определяется по формуле

. (30)

1) Для J =128:

а) конструкция книжная

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

Уточненное количество микросхем широкого применения в блоке определяется по формуле

. (31)

1) Для J =128:

а) конструкция книжная



б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

Уточненное количество микросборок в блоке определяется по формуле

. (32)

1) Для J =128:

а) конструкция книжная

=150

б) конструкция кассетная

=150

в) конструкция разъемная

=150

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

=44

б) конструкция кассетная

=44

в) конструкция разъемная

=44

Ориентировочное количество микросборок i-го типа в субблоке j-го типа определяется по формуле

, (33)

где i - принимает значения 1,2,3…

1) Для J =128: ( Nтс= 45; Nc.c.j=30)

(Для всех конструкций)

В связи с расчетом, примем:

Количество микросборок 1-го - 28-го типов равным 2.(по 2 на каждый тип)

29-го -45-го типа равным 1. (по 1 на каждый тип)

2) Для J =512: (Nтс= 21; Nc.c.j=11)

Количество микросборок 1-го - 18-го типов равным 2.(по 2 на каждый тип)

19-го -21-го типа равным 1. (по 1 на каждый тип)

Уточненное количество микросборок i-го типа в субблоке j-го типа , за исключением микросхем -го типа, определяется по формуле

. (34)

Уточненное количество микросборок определяется по формуле

. (35)

Оставляем неизменными, в соответствии с рекомендацией.

Количество микросборок всех типов во всех субблоках записывается в табличной форме .

j	Nc.c.i.j
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22
1	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2
2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2
3	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2
4	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2
5	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2

1) J=128 для все вариантов конструкции

j	Nc.c.i.j
	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32	33	34	35	36	37	38	39	40
1	2	2	2	2	2	2	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
2	2	2	2	2	2	2	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
3	2	2	2	2	2	2	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
4	2	2	2	2	2	2	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
5	2	2	2	2	2	2	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1

j	Nc.c.i.j
	41	42	43	44	45
1	1	1	1	1	1
2	1	1	1	1	1
3	1	1	1	1	1
4	1	1	1	1	1
5	1	1	1	1	1

2) J=512 для всех вариантов конструкции

j	Nc.c.i.j
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21
1	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	1	1	1
2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	1	1	1
3	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	1	1	1
4	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	1	1	1

5. Определение параметров надежности аппаратуры

5.1 Интенсивность отказов микросхем

Не рассчитывается в данной работе.

Здесь и ниже, в качестве НЕ расчетных(справочных) л будем принимать значение интенсивности отказа резистора =0,04*10-6 ,ч-1 [5]

5.2 Интенсивность отказов аппаратуры

Интенсивность отказов субблоков j-го типа определяется по формуле

, (36)

где - интенсивность отказов схем широкого применения;

- интенсивность отказов микросборок;

- интенсивность отказов паяного контакта.

Количество выводов микросборки определяется по формуле

К1-коэффициент разветвленности = 4 [в соответствии с рекомендацией]

. (37)

Для J=128



Для J=512

Интенсивность отказов субблоков

1) Для J =128

а) конструкция книжная

=

=6,8*10-5 ,ч-1

б) конструкция кассетная

6,8*10-5 ,ч-1

в) конструкция разъемная

6,8*10-5 ,ч-1

2) Для J =512:

а) конструкция книжная

=

=7.1*10-5 ,ч-1

б) конструкция кассетная

7.1*10-5 ,ч-1

в) конструкция разъемная

7.1*10-5 ,ч-1

Количество внешних выводов разъема кассеты в устройстве управления определяется по формуле

. (38)

1) Для J=128

2) Для J=512

Количества внешних выводов разъема кассеты в устройстве ввода-вывода определяется по формуле

. (39)

1) Для J=128



2) Для J=512

Количество внешних выводов разъема кассеты в арифметическом устройстве определяется по формуле

. (40)

1) Для J=128

=557

2) Для J=512

Интенсивность отказов кассеты устройства управления определяется по формуле

, (41)

1) Для J=128

2) Для J=512

Интенсивность отказов кассеты устройства ввода-вывода определяется по формуле

. (42)

аппаратура микросхема отказ профилактический

1) Для J=128

=1.51*10-5,ч-1

2) Для J=512

=8,6*10-5,ч-1

Интенсивность отказов кассеты арифметического устройства определяется по формуле

. (43)

1) Для J=128

,ч-1

2) Для J=512

,ч-1

Количество внешних выводов аппаратуры определяется по формуле

. (44)

Интенсивность отказа аппаратуры варианта разъемной конструкции определяется по формуле

, (45)

где - интенсивность отказов врубного контакта разъема.

1) Для J=128

,ч-1

2) Для J=512

,ч-1

Интенсивность отказа аппаратуры варианта книжной конструкции определяется по формуле

, (46)

1) Для J=128

,ч-1

2) Для J=512

,ч-1

Интенсивность отказа аппаратуры варианта кассетной конструкции определяется по формуле

(47)

1) Для J=128

=7,77*10-4 ,ч-1

2) Для J=512

=7,33*10-4,ч-1

5.3 Учет влияния условий окружающей среды на интенсивность отказа аппаратуры

Интенсивность отказов аппаратуры с учетом ее работы при реальной температуре, выбранной внутри интервала допустимых температур, определяется по формуле

, (48)

где - поправочный коэффициент, учитывающий режимы эксплуатации для различных классов аппаратуры (задается разработчику)

Примем коэффициент эксплуатации =0.9 в соответствии с заданием.

1) Для J =128

а) конструкция книжная

,ч-1

б) конструкция кассетная

,ч-1

в) конструкция разъемная

,ч-1

2) Для J =512:

а) конструкция книжная

,ч-1

б) конструкция кассетная

,ч-1

в) конструкция разъемная

,ч-1

Интенсивность отказов аппаратуры с учетом влияния условий окружающей среды определяется по формуле

, (49)

[Коэффициенты выбираются из приложения 3 в соответствии с заданием]

1) Для J =128

а) конструкция книжная

,ч-1

б) конструкция кассетная

,ч-1

в) конструкция разъемная

,ч-1

2) Для J =512:

а) конструкция книжная

,ч-1

б) конструкция кассетная

,ч-1

в) конструкция разъемная

,ч-1

Среднее время безотказной работы аппаратуры в часах определяется по формуле

. (50)

1) Для J =128

а) конструкция книжная

Tср=728,332 ч

б) конструкция кассетная

Tср=346,86 ч

в) конструкция разъемная

Tср=600,24 ч

2) Для J =512:

а) конструкция книжная

Tср=856,898 ч

б) конструкция кассетная

Tср= 367,377 ч

в) конструкция разъемная

Tср=662.252 ч

6. Определение количества микросхем и субблоков аппаратуры основного состава и ЗИПа

6.1 Число профилактических осмотров

Если аппаратура эксплуатируется в течении части суток и при этом осуществляются профилактические осмотры в промежутках между рабочими циклами, то величина среднего времени между отказами аппаратуры определяется путем решения уравнения

(51)

где - время профилактического осмотра.

Примем Тпр=4 часам

Рассчитаем с помощью Wolfram Alpha

1) Для J =128

а) конструкция книжная

Tср=728,332 ; W=0,91

T'ср= 1072,39 ч

б) конструкция кассетная

Tср=346,86 ; W=0,91

T'ср=506,47 ч

в) конструкция разъемная

Tср=600,24; W=0,91

T'ср=882.123 ч

2) Для J =512:

а) конструкция книжная

Tср=856,898; W=0,91

T'ср=1263.52 ч

б) конструкция кассетная

Tср= 367,377; W=0,91

T'ср=536.841 ч

в) конструкция разъемная

Tср=662.252; W=0,91

T'ср=508,47 ч

Время назначенного ресурса аппаратуры определяется по формуле

. (52)

1) Для J =128

а) конструкция книжная

=1072,39*|ln(0,91)|=101.14 ч.

б) конструкция кассетная

=506,47*|ln(0,91)|=47.77 ч.

в) конструкция разъемная

=882.123*|ln(0,91)|=83.19 ч.

2) Для J =512:

а) конструкция книжная

=1263.52*|ln(0,91)|=119.16 ч.

б) конструкция кассетная

=536.841*|ln(0,91)|=50.63 ч.

в) конструкция разъемная

=508,47*|ln(0,91)|=47.95 ч.

Время наработки между двумя профилактическими осмотрами определяется по формуле

. (53)

1) Для J =128

а) конструкция книжная

=20.11 ч

б) конструкция кассетная

= 13.82 ч

в) конструкция разъемная

=18.24 ч

2) Для J =512:

а) конструкция книжная

=21.83 ч

б) конструкция кассетная

=14.23 ч

в) конструкция разъемная

=13.85 ч

Число профилактических осмотров в течение времени назначенного ресурса аппаратуры определяется по формуле

+1. (54)

1) Для J =128

а) конструкция книжная

+1=+1 =5

б) конструкция кассетная

+1=+1=4

в) конструкция разъемная

+1=+1=5

2) Для J =512:

а) конструкция книжная

+1=+1=6

б) конструкция кассетная

+1=+1=4

в) конструкция разъемная

+1=+1=4

6.2 Комплект ЗИП

Типовыми элементами замены аппаратуры являются: для варианта разъемной конструкции - субблок, для варианта кассетной конструкции - кассета, для варианта книжной конструкции - блок.

Количество типовых элементов замены в комплекте ЗИПа субблоков j-го типа , , для аппаратуры варианта кассетной конструкции и количество блоков для аппаратуры варианта книжной конструкции определяется по методике, изложенной в ОСТ4 ГО.012.021.

[В соответствие с рекомендацией]

1) Для J =128

а) конструкция книжная

=2

б) конструкция кассетная

=2

в) конструкция разъемная

=2

2) Для J =512:

а) конструкция книжная

=1

б) конструкция кассетная

=1

в) конструкция разъемная

=1

6.3 Количество субблоков, заменяемых при проведении профилактических осмотров в течение времени назначенного ресурса

Количество типовых элементов замены , замененных в течение времени назначенного ресурса, определяется по формуле

. (55)

1) Для J =128

а) конструкция книжная

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

2) Для J =512:

а) конструкция книжная

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

Распределение по типам субблоков , заменяемых при проведении профилактических осмотров, для варианта разъемной конструкции аппаратуры определяется по формуле

+1. (56)

1) Для J =128

+1=2

2) Для J =512:

+1=2

Количество субблоков j-го типа , заменяемых в течение времени назначенного ресурса, определяется по формуле

+1, (57)

Примем значение числа допустимых замен микросхем в субблоке = 3, в соответствии с рекомендацией.

1) Для J =128

+1=2

2) Для J =512

+1=2

Количество кассет устройства управления , заменяемых при проведении профилактических осмотров в течение времени назначенного ресурса, определяется по формуле

. (58)

1) Для J =128

2) Для J =512

Количество кассет устройства управления , замененных в течение времени назначенного ресурса, определяется по формуле.

. (59)

1) Для J =128

2) Для J =512

Количество субблоков j-го типа в устройстве управления аппаратуры варианта кассетной конструкции , замененных в течение времени назначенного ресурса, определяется по формуле

. (60)

1) Для J =128

2) Для J =512

Количество кассет устройства ввода-вывода заменяемых при проведении профилактических осмотров в течение времени назначенного ресурса, определяется по формуле

. (61)

1) Для J =128



2) Для J =512

Количество кассет устройства ввода-вывода , заменяемых в течение времени назначенного ресурса, определяется по формуле

. (62)

1) Для J =128

2) Для J =512

Количество субблоков в устройстве ввода-вывода аппаратуры варианта кассетной конструкции , замененных в течение времени назначенного ресурса, определяется по формуле

. (63)

1) Для J =128

2) Для J =512

Количество кассет арифметического устройства , заменяемых при проведении профилактических осмотров в течение времени назначенного ресурса, определяется по формуле

. (64)

1) Для J =128

2) Для J =512

Количество кассет арифметического устройства , замененных в течение времени назначенного ресурса, определяется по формуле

+1. (65)

1) Для J =128

+1=2

2) Для J =512

+1=2

Количество субблоков арифметического устройства аппаратуры варианта кассетной конструкции , замененных в течение времени назначенного ресурса, определяется по формуле

. (66)

1) Для J =128

2) Для J =512

Количество субблоков аппаратуры варианта книжной конструкции, замененных в течение времени назначенного ресурса, определяется по формуле

+1. (67)

Примем ,за не имением расчетных формул на .

1) Для J =128

+1 =2

2) Для J =512

+1=2

Количество субблоков j-го типа устройства управления аппаратуры варианта книжной конструкции , замененных в течение времени назначенного ресурса, определяется по формуле

. (68)

1) Для J =128

2) Для J =512

Количество субблоков устройства ввода-вывода аппаратуры варианта книжной конструкции , замененных в течение времени назначенного ресурса, определяется по формуле

. (69)

1) Для J =128

2) Для J =512

Количество субблоков арифметического устройства аппаратуры варианта книжной конструкции , замененных в течение времени назначенного ресурса, определяется по формуле

. (70)

1) Для J =128

2) Для J =512

6.4 Количество субблоков и микросхем, необходимых для эксплуатации аппаратуры

При дублировании аппаратуры варианта разъемной конструкции количество субблоков определяется по формуле

. (71)

1) Для J =128

2) Для J =512

При дублировании аппаратуры варианта кассетной конструкции количество субблоков определяется по формуле

. (72)

1) Для J =128

2) Для J =512

При дублировании аппаратуры варианта книжной конструкции количество субблоков определяется по формуле

. (73)

1) Для J =128

2) Для J =512

Общее количество субблоков , j-го типа, необходимое для эксплуатации аппаратуры в течение времени ее технической долговечности, определяется по формуле

. (74)

1) Для J =128

а) конструкция книжная

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

2) Для J =512:

а) конструкция книжная

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

Количество микросборок i-го типа , необходимое для эксплуатации аппаратуры в течение времени ее технической долговечности, определяется по формуле

. (75)

1) Для J =128

а) конструкция книжная

1-го - 28-го типов

=525840

29-го -45-го типа

=150240

Итого: 676080

б) конструкция кассетная

1-го - 28-го типов

=1110480

29-го -45-го типов

=317280

Итого: 1427760

в) конструкция разъемная

1-го - 28-го типов

=638400

29-го -45-го типов

=182400

Итого: 820800

2) Для J =512:

а) конструкция книжная

1-го - 18-го типов

=191520

19-го -21-го типов

=15960

Итого:207480

б) конструкция кассетная

1-го - 18-го типов

= 448560

19-го -21-го типов

=37380

Итого:485940

в) конструкция разъемная

1-го - 18-го типов

=474480

19-го -21-го типов

=39540

Итого:514020

7. Определение затрат на разработку,производство и эксплуатацию аппаратуры

7.1 Затраты на разработку и производство

Затраты на разработку и производство схем широкого применения не учитываются. Эти схемы являются покупными изделиями и характеризуются оптовой ценой. Оптовые цены разработанных микросхем широкого применения выбираются по прейскуранту. Оптовые цены разрабатываемых микросхем широкого применения в единицах стоимости прогнозируются по формуле

, (76)

где - удельная стоимость производства одного вентиля в схеме уровня интеграции J.

В соответствии с приложением 4, примем значение для года N+6.

1) Для J =128

=0,9

=0,9*128=115.2

2) Для J =512

=0.7

=0,7*512=358.4

Затраты на разработку одновентильной микросхемы в единицах стоимости определяется по формуле

, (77)

где - стоимость одновентильной схемы. выбираем из приложения 4,год N+3.

1) Для J =128

=1,2

2) Для J =512

=0,9

Затраты на разработку i-го типа микросхемы уровня интеграции J определяется по формуле

. (78)

1) Для J =128

=30272,27

2) Для J =512

=33297.80

Экономически целесообразное количество микросхем в партии определяется по формуле

, (79)

где - экономически целесообразное количество одновентильных микросхем в партии, в соответствии с рекомендацией принимаем, для тонкопленочных микросхем, = 10000

1) Для J =128

=2973

2) Для J =512

=2102

Прогнозируемая цена микросборки i-го типа определяется по формуле

. (80)

где - постоянный коэффициент снижения трудоемкости (для расчета рекомендуется принять этот коэффициент равным 0,8);

- коэффициент, учитывающий дополнительные вложения в производство (для расчета рекомендуется принять этот коэффициент равным 1,05 при тонкопленочной технологии )

з - показатель серийности аппаратуры.

1) Для J =128

а) конструкция книжная

1-го - 28-го типов

=17

29-го -45-го типа

=24

б) конструкция кассетная

1-го - 28-го типов

=13

29-го -45-го типов

=19

в) конструкция разъемная

1-го - 28-го типов

=16

29-го -45-го типов

=23

2) Для J =512:

а) конструкция книжная

1-го - 18-го типов

=62

19-го -21-го типов

=136

б) конструкция кассетная

1-го - 18-го типов

=47

19-го -21-го типов

=104

в) конструкция разъемная

1-го - 18-го типов

=47

19-го -21-го типов

=103

7.2 Затраты на разработку и производство субблоков

Для определения затрат на разработку субблока j-го типа необходимо знать конструктивно коэффициент пропорциональности площади посадочного места , вычисляемый по формуле

, (81)

где - шаги установки корпуса 401.14-1;

- шаги установки корпуса, используемого в рассматриваемом субблоке.

=1, так как используется корпус 401.14-1 и минимальные шаги установки микросхем, установленные приложение 5

Затраты на разработку субблока j-го типа определяется по формуле

, (82)

где - затраты на разработку среднего субблока (для расчета рекомендуется принять =100000 единиц стоимости);

- уровень интеграции схем среднего субблока (для расчета рекомендуется принять = 4 эквивалентным вентилям);

- количество микросхем среднего субблока (для расчета рекомендуется принять = 40).

1) Для J =128

а) конструкция книжная

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

2) Для J =512:

а) конструкция книжная



б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

Коэффициент пропорциональности , учитывающий затраты на изготовление субблока, определяется по формуле

. (83)

1) Для J =128

2) Для J =512

Затраты на производство j-го типа определяется по формуле

. (84)

1) J=128

а) конструкция книжная

1-го - 28-го типов

=8885,80 .

29-го -45-го типа

=5023.39.

б) конструкция кассетная

1-го - 28-го типов

=7295.39.

29-го -45-го типов

=4419.89.

в) конструкция разъемная

1-го - 28-го типов

=8488.19.

29-го -45-го типов

=4902.69.

2) Для J =512:

а) конструкция книжная

1-го - 18-го типов

=16265.6.

19-го -21-го типов

=6780.8.

б) конструкция кассетная

1-го - 18-го типов

=13457.6.

19-го -21-го типов

=6281.6.

в) конструкция разъемная

1-го - 18-го типов

=13457.6.

19-го -21-го типов

=6266.

Затраты на производство количества субблоков j-го типа, необходимых для эксплуатации аппаратуры , определяется по формуле

. (85)

1) J=128

а) конструкция книжная

1-го - 28-го типов

=16687532.4.

29-го -45-го типа

=9433926.42.

б) конструкция кассетная

1-го - 28-го типов

=28933516.74.

29-го -45-го типов

= 17529283.74.

в) конструкция разъемная

1-го - 28-го типов

=19353973.2.

29-го -45-го типов

=11178133.2.

2) Для J =512:

а) конструкция книжная

1-го - 18-го типов

=21633248.

19-го -21-го типов

=9018464.

б) конструкция кассетная

1-го - 18-го типов

=41920424.

19-го -21-го типов

=19473734 .

в) конструкция разъемная

1-го - 18-го типов

=44342792.

19-го -21-го типов

=20646470.

7.3 Затраты на разработку и производство аппаратуры

Затраты на разработку типа блока аппаратуры определяется по формуле

, (86)

где - коэффициент пропорциональности затрат на разработку блока аппаратуры (для расчета рекомендуется принять = 0,125).

1) Для J =128

а) конструкция книжная

.

б) конструкция кассетная

.

в) конструкция разъемная

.

2) Для J =512:

а) конструкция книжная

=21381.295.

б) конструкция кассетная

=21381.295.

в) конструкция разъемная

=21381.295.

Общие затраты на разработку аппаратуры определяются по формуле

. (87)

1) Для J =128

а) конструкция книжная

.

б) конструкция кассетная

.

в) конструкция разъемная

.

2) Для J =512:

а) конструкция книжная

.

б) конструкция кассетная

.

в) конструкция разъемная

.

Удельные затраты на разработку одного комплекта аппаратуры определяется по формуле

. (88)

1) Для J =128

а) конструкция книжная

.

б) конструкция кассетная

.

в) конструкция разъемная

.

2) Для J =512:

а) конструкция книжная

.

б) конструкция кассетная

.

в) конструкция разъемная

.

Затраты на изготовление блока аппаратуры определяется по формуле

, (89)

где - коэффициент пропорциональности, учитывающий затраты на изготовление блока (для расчета рекомендуется принять = 0,015).

1) J=128

а) конструкция книжная

1-го - 28-го типов

.

29-го -45-го типа

.

б) конструкция кассетная

1-го - 28-го типов

.

29-го -45-го типов

.

в) конструкция разъемная

1-го - 28-го типов

.

29-го -45-го типов

.

2) Для J =512:

а) конструкция книжная

1-го - 18-го типов

.

19-го -21-го типов

.

б) конструкция кассетная

1-го - 18-го типов

.

19-го -21-го типов

.

в) конструкция разъемная

1-го - 18-го типов

.

19-го -21-го типов

.

Затраты на производство аппаратуры определяются по формуле

, (90)

1) J=128

а) конструкция книжная

1-го - 28-го типов

.

29-го -45-го типа

.

б) конструкция кассетная

1-го - 28-го типов

.

29-го -45-го типов

.

в) конструкция разъемная

1-го - 28-го типов

.

29-го -45-го типов

.

2) Для J =512:

а) конструкция книжная

1-го - 18-го типов

.

19-го -21-го типов

.

б) конструкция кассетная

1-го - 18-го типов

.

19-го -21-го типов

.

в) конструкция разъемная

1-го - 18-го типов

.

19-го -21-го типов

.

7.4 Затраты на эксплуатацию аппаратуры

Масса субблока j-го типа в граммах рассчитывается по формуле

, (91)

где - масса рамки и печатной платы (см. приложение 2);

- масса микросхемы (см. приложение 5);

- масса элементов конструкции субблока.

Для субблоков варианта кассетной и книжной конструкции величина состоит из величины массы скобы и массы крышки. Для субблока варианта разъемной конструкции величина определяется величиной массы вилки разъема.

Для всех компоновок и степеней интеграции примем массу микросхемы, согласно приложению 5 ,в связи с одинаковым корпусом блока.

1) Для J =128:

а) конструкция книжная :

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

[6]

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

[6]

Масса укомплектованного блока аппаратуры варианта разъемной конструкции определяется по формуле

, (92)

где - масса розетки разъема субблока;

- масса корпуса блока.

выбираем из приложения 6 для ближайшего подходящего по объему.

1) Для J =128:

а) конструкция книжная :

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

Масса кассеты устройства управления определяется по формуле

, (93)

где - масса вилки разъема кассеты управления.

1) Для J =128:

а) конструкция книжная :

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

Масса кассеты устройства ввода-вывода определяется по формуле

, (94)

где - масса вилки разъема кассеты ввода-вывода.

1) Для J =128:

а) конструкция книжная :

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

Масса кассеты арифметического устройства определяется по формуле

, (95)

где - масса вилки разъема кассеты арифметического устройства.

1) Для J =128:

а) конструкция книжная :

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

Масса укомплектованного блока аппаратуры варианта кассетной конструкции определяется по формуле

(96)

1) Для J =128:

а) конструкция книжная :

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

Масса укомплектованного блока аппаратуры варианта книжной конструкции определяется по формуле

. (97)

1) Для J =128:

а) конструкция книжная :

Gб=5715.г

б) конструкция кассетная

Gб=5715.г

в) конструкция разъемная

Gб=6276,55.г

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

Gб=4473.г

б) конструкция кассетная

Gб=4473.г

в) конструкция разъемная

Gб= 5323,96 .г

Затраты на эксплуатацию массы аппаратуры определяется по формуле

, (98)

где - удельные затраты на эксплуатацию одного грамма массы аппаратуры (задаются разработчику).

1) Для J =128:

а) конструкция книжная :

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

Затраты на эксплуатацию объема аппаратуры определяются по формуле

, (99)

где - удельные затраты на эксплуатацию одного дециметра кубического объема аппаратуры (задаются разработчику).

1) Для J =128:

а) конструкция книжная :

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

Затраты на эксплуатацию источников питания аппаратуры определяются по формуле

, (100)

где - удельные затраты на эксплуатацию одного ватта мощности источника питания аппаратуры (задаются разработчику).

1) Для J =128:

а) конструкция книжная :

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

Затраты на комплект запасных деталей ЗИП определяется по формуле.

. (101)

1) J=128

а) конструкция книжная

1-го - 28-го типов

= 2.0878*107

29-го -45-го типа

= 1.18029*107

б) конструкция кассетная

1-го - 28-го типов

= 3.62298*107

29-го -45-го типов

= 2.19497*107

в) конструкция разъемная

1-го - 28-го типов

= 2.4221*107

29-го -45-го типов

= 1.39891*107

2) Для J =512:

а) конструкция книжная

1-го - 18-го типов

= 2.16653*107

19-го -21-го типов

= 9.03182*106

б) конструкция кассетная

1-го - 18-го типов

= 4.20192*107

19-го -21-го типов

= 1.95198*107

в) конструкция разъемная

1-го - 18-го типов

= 4.44486*107

19-го -21-го типов

= 2.06958*107

По формуле (102) определяется общие затраты на эксплуатацию аппаратуры.

, (102)

где - затраты на эксплуатацию объема аппаратуры, ед.ст.;

- затраты на эксплуатацию массы аппаратуры, ед.ст.;

- затраты на эксплуатацию источников питания аппаратуры, ед.ст.;

- затраты на комплект запасных элементов, ед.ст.

1) Для J =128:

а) конструкция книжная :

Зт=32700000.082

б) конструкция кассетная

Зт=58180000.082

в) конструкция разъемная

Зт=38190000.0899

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

Зт=30700000.065

б) конструкция кассетная

Зт=61540000.0646

в) конструкция разъемная

Зт=65146000.0765

8. Расчет интегрального показателя качествааппаратуры и выбор ее оптимального конструктивно-технологического решения

8.1 По формуле (103) определяются затраты на обеспечение функционирования аппаратуры

Затраты на обеспечение функционирования аппаратуры определяется по формуле

, (103)

где - капитальные вложния, ед.ст.;

- нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, равный 0,12; - текущие затраты, ед.ст.

Капитальные вложения определяются по формуле:

, (104)

где - затраты на разработку аппаратуры, ед.ст.; - затраты на производство аппаратуры, прогнозируемые в виде оптовых цен, ед.ст.

1) Для J =128:

а) конструкция книжная :

=+8885,80+5023.39=63709564,2

б) конструкция кассетная

=+7295.39+4419.89=63797370,29

в) конструкция разъемная

=+8488.19+4892.69=63709035.89

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

=+16265.6+6780.8=15422588,635

б) конструкция кассетная

=+13457.6+6281.6=15419251,735

в) конструкция разъемная

=+13457.6+6266=15419236.135

Затраты на обеспечение функционирования аппаратуры определяется по формуле

1) Для J =128:

а) конструкция книжная :

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

8.2 По формуле (1) определяется интегральный показатель качества аппаратуры

Интегральный показатель качества аппаратуры в условных единицах, характеризующихся произведением часов на эквивалентные вентили, отнесенные к единицам стоимости, определяется по формуле

, (1)

1) J=128

а) конструкция книжная :

=6,4487

б) конструкция кассетная

=3,9518

в) конструкция разъемная

2) Для J =512:

а) конструкция книжная:

б) конструкция кассетная

в) конструкция разъемная

8.3 Задавая различные значения входных данных в допустимых пределах (например, различный уровень интеграции), оценивают интегральный показатель качества различных вариантов аппаратуры

Для J=128

Наилучший показатель качества имеет книжная конструкция(1.а) ) ,Пи=6,4487.

С меньшим показателем качества (Пи=5,6763) далее идет разъёмная конструкция(1.в) ).

Наихудший вариант представляет собой кассетная конструкция(1.б) ) с Пи=3,9518.

Для J=512

Наилучшим показателем качества обладает книжная конструкция (2.а) ) с Пи=5,2873.

С меньшим показателем качества Пи=4,104 второй идет кассетная конструкция (2.б) ).

Наихудшим интегральным показателем качества Пи=3,8834 обладает разъёмная конструкция (2.в) ).

8.4 По полученным значениям интегральных показателей качества строится функция цели, максимум которой указывает на оптимальный вариант построения аппаратуры микросхем



Максимум верхней кривой семейства кривых функций цели соответствует оптимальному уровню интеграции применяемых в разрабатываемой аппаратуре микросхем.

Вывод:

В настоящей курсовой были рассмотрены уровни интеграции J=128 и J=512, а также три варианта конструкций: книжная, кассетная и разъемная. Расчеты, проведенные в курсовой работе, показывают, что наиболее экономически обоснованным для нашей аппаратуры является выбор варианта книжной конструкции со степенью интеграции J=128 ,поскольку при этом достигается наибольшее значение показателя качества.

Как альтернативу, можно предложить разъемную конструкцию аппаратуры со степенью интеграции 128.

Приложения

Приложение 1

Шасси из субблоков с разъемами ГРПМ9-У

1 - субблок; 2 -шасси; 3 - панель передняя;4- направляющая; 5 - штыро-ловитель

Черт. 1

Субблок с разъемом ГРПМ9-У

1 - плата печатная; 2 - микросхема; 3 - планка; 4 - вилка разъема ГРПМ9-У

Черт. 2

Блок разъемной конструкции из субблоков с разъемами ГРППЗ

1 - субблок с разъемами ГРППЗ; 2 - субблок с разъемом ГРППЗ; 3 - каркас; 4 - панель передняя; 5 - панель задняя; в - плата коммутационная; 7 - розетка разъема ГРППЗ; 8 - направляющая; 9 - замок

Черт. 3

Субблок с разъемами ГРППЗ

1 - плата печатная; 2 - микросхема; 3 - ЭРЭ навесной; 4 - колодка для контроля; 5- вилка разъема ГРППЗ; 6 - винт невыпадающий

Черт. 4

Общий вид шкафа Ш6-2-1

1- шкаф Ш6-2-1; 2- каркас блочный; 3- дверь; 4- 10 - угольник; 11,24,25-плата; 12- перегородка; 13-18 - прокладка; 19-заслонка; 20- дно; 21- воздуховод; 22- кожух; 23- фильтр .

Черт.5

Черт.6.

Приложение 2

Приложение 3

Коэффициент км, учитывающий влияние механических воздействий.

Вид аппаратуры	км
Стационарная	1,00
Портативная (переносная)	1,07
Передвижная (автофургонная)	1,46
Самолетная бортовая	1,65

Коэффициент квл, учитывающий влияние влажности.

Относительная влажность, %	Температура, 0С	квл
60-70	20-40	1,0
90-98	20-25	2,0
90-98	30-40	2,5

Коэффициент кД, учитывающий влияние пониженного давления.

Высота, км	Давление, мм рт.ст	кД
0	76030	1,00
1-2	674-596	1,05
2-3	526-440	1,10
3-5	405-370	1,14
5-6	354-320	1,16
7-8	308-267	1,20
10-11	198-170	1,25
12-14	145-106	1,30
15-18	90-56	1,35
20-25	41-19	1,38

Приложение 4

Ориентировочная стоимость производство одного эквивалентного вентиля гибридной тонкопленочной микросхемы

Приложение 5

Приложение 6

Параметры корпусов блоков.

Шифр блока по ГОСТ 17045-71	Габаритные размеры, мм	Объем, дм3	Масса корпуса блока, Gк,г
	L	B	H		Разъем ной конструкции	Книжной и кассет ной конср.
1М	250	57,0	194	2,8	-	1411
1К	319	57,0	194	3,5	-	1720
1,5М	250	90,5	194	4,4	-	1587
1С	420	57,0	194	4,6	-	2170
1Д	497	57,0	194	5,5	-	2510
0,5К	319	90,5	194	5,6	-	1895
2М	250	124,0	194	6,0	2480	1782
1,5С	420	90,5	194	7,4	-	2345
2,5М	250	157,0	194	7,6	2652	1935
2К	319	124,0	194	7,7	2990	2070
1,5Д	497	90,0	194	6,7	-	2690
3М	250	190,5	194	9,2	2829	2110
2,5К	319	157,0	194	9,7	3160	2250
2С	420	124,0	194	10,1	3730	2520
3К	319	190,5	194	11,8	3335	2420
2Д	497	124,0	194	12,0	4290	2865
2,5С	420	157,0	194	12,8	3900	2695
2,5Д	497	157,0	194	15,2	4465	3040
3С	420	190,5	194	15,6	4075	2870
4К	319	275,0	194	16,0	3695	2780
3Д	497	190,5	194	18,4	4640	3210
4С	420	257,0	194	21,0	4430	3230
4Д	497	257,0	194	24,9	5000	3570
5С	420	324,0	194	26,5	4775	3570
5Д	497	324,0	194	31,3	5335	3908
6С	420	390,5	194	31,9	5130	3920
6Д	497	390,5	194	37,8	5690	4265

Примечание: Масса корпусов блоков определена расчетным способом

Библиографический список

1. ОСТ4 ГО.010.036 «Методика обоснования и выбора конструктивно-технологических решений».

2. ОСТ 4 ГО.010.009. «Узлы и блоки радиоэлектронной аппаратуры на микросхемах. Конструирование.»

3. С.Ф. Прытков, В.М. Горбачева, и др. "Надежность электрорадиоизделий: Справочник.", ЦНИИИ МО РФ, 2002

4. ОСТ4 ГО.410.221 «Корпуса шкафов морской радиоэлектронной аппаратуры. Руководство по применению.»

5. Т.М. Борисенко, Т.Э. Гельфман и др. «Теоретические основы надежности РЭС», методические указания по выполнению курсовой работы - М.: МИРЭА, 2010г.

6. www.vecon.ru (масса вилок и розеток разъемов)

7. http://vicgain.sdot.ru/spmikro/smikr1.htm (мощность микросхемы КР1533)

Размещено на Allbest.ru