Требования к конструкции

Общая мощность потребления;

Классификация ЭВМ

Многообразие сфер применения и видов ЭВМ порождает большое количество признаков, по которым осуществляется классификация ЭВМ.

По принципу действия:

­ цифровые;

­ аналоговые;

­ аналого-цифровые.

По назначению:

­ ЭВМ общего назначения;

­ специализированные;

­ персональные;

­ управляющие и контрольные.

По области применения:

­ общетехнические;

­ профессиональные;

­ бытовые и др.

По совокупности технических характеристик ( производительности, объему памяти, характеру применения, стоимости, габаритным размерам):

­ высокопроизводительные;

­ сверхвысокопроизводительные;

­ средние;

­ малые;

­ микро-ЭВМ.

По объекту установки:

­ стационарные;

­ подвижные (транспортируемые, переносные, носимые).

По трем глобальным зонам эксплуатации на объектах установки:

­ наземные;

­ морские;

­ бортовые.

По используемой элементной базе:

­ ЭВМ на ИМС и БИС широкого применения;

­ на матричных БИС;

­ на заказных специализированных БИС;

­ на микропроцессорных БИС и т.п.

Группы показателей качества конструкций ЭВМ

Важнейшим направлением при конструировании и производстве ЭВМ является обеспечение качества конструкций. Качество изделий ЭВМ – это не только результат производственного процесса, оно формируется также на всех этапах проектирования (в том числе и конструирования) и эксплуатации ЭВМ.

Показатели качества конструкций ЭВМ можно условно разделить на несколько групп:

­ назначения;

­ надежности;

­ технологичности;

­ стандартизации и унификации;

­ эргономические;

­ патентно-правовые;

­ экологические;

­ техники безопасности;

­ экономические.

1 Показатели назначения показывают функциональные возможности, техническое совершенство и назначение ЭВМ, её состав и структуру. Такими показателями являются технические характеристики ЭВМ: количество одновременно выполняемых команд, принцип управления, система команд, система счисления производительность, разрядность, вид памяти и ее характеристики (ёмкость, цикл обращения, время выборки и т.д.), характеристики и количество периферийных устройств, виды и количество каналов ввода-вывода и их характеристики (скорость передачи данных и т.д.), потребляемая мощность, массогабаритные характеристики и т.д.

2 Показатели надежности характеризуют возможность ЭВМ выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных показателей в необходимых пределах. Это такие показатели как безотказность, долговечность, ремонтопригодность. Безотказность – это требование к ЭВМ непрерывно сохранять работоспособность в течении некоторого времени. Долговечность - это свойство ЭВМ сохранять работоспособность до наступления предельного состояния

невозможности использования по назначению. Ремонтопригодность – способность к обнаружению и устранению неисправностей путем технического обслуживания и ремонтов.

Наиболее часто употребляемыми показателями надежности являются:

- вероятность безотказной работы;

- интенсивность отказов;

- время наработки до отказа.

3 Показатели технологичности характеризуют эффективность конструкторско-технологических решений для обеспечения высокой производительности труда при изготовлении, эксплуатации и ремонте изделия. Технологичность конструкции в принципе определяет экономическую целесообразность запуска изделий в производство. В общем случае под технологичностью конструкции понимается совокупность её свойств, гарантирующая в заданных условиях производства и эксплуатации оптимальные затраты труда, средств, материалов и времени при технологической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте по сравнению с соответствующими показателями однотипных конструкций.

Отработка конструкции на технологичность ведется конструкторами и технологами на всех стадиях проектировании и изготовления.

Согласно стандартам ЕСТПП различают два вида технологичности конструкции: производственную и эксплуатационную.

Производственная обеспечивается сокращениемзатрат средств и времени на конструкторскую и технологическую подготовку производства и процессы изготовления изделия.

Эксплуатационная проявляется в сокращении затрат средств и времени на техническое обслуживание и ремонт изделия.

Оценка технологичности может быть количественной и качественной.

Качественная оценка предшествует количественной и характеризует достоинство конструкции на основе опыта исполнителя.

Количественная оценка выражается системой показателей, которые используются для сравнения различных вариантов конструкции в процессе проектирования изделия, определения уровня технологичности разрабатываемого изделия.

Производственная технологичность оценивается показателями трудоемкости, материалоемкости и себестоимости конструкций, а эксплуатационная – показателями контролепригодности, взаимозаменяемости, доступности, легкосъемности с объекта и др.

4 Показатели стандартизации и унификации, характеризующие степень использования в конкретной разработке стандартизованных деталей и уровень унификации составных частей конструкции.

Унификация (низшая ступень стандартизации) заключается в уменьшении многообразия конструкций, выполняющих одинаковые или сходные функции. Унификации подвергаются как механические детали, сборочные единицы и несущие конструкции так и элементная база.

Стандартизация – завершающая стадия унификации и является необходимой предпосылкой ЭВМ современного уровня.

5 Эргономические показатели характеризуют систему человек – ЭВМ – среда.

6 Патентно – правовые показатели служат для оценки степени патентной чистоты и патентной защиты конструкций ЭВМ.

7 Экологические и техники безопасности характеризуют уровень вредных воздействий на окружающую среду при изготовлении и эксплуатации изделия.

8 Экономические показатели характеризуют затраты на НИР и ОКР, на производство и эксплуатацию, стоимость изделия по сравнению с аналогичным.

Показатели конструкции ЭА

РазработчикиЭА должны знать набор показателей, по которым возможно сравнивать существующие модели ЭА с разрабатываемой. К таким показателям относятся:

1 Сложность конструкции ЭА - связывает число составляющих ЭА ИМС, П/П приборов, ЭРЭ, элементов коммутации с числом разъемных и неразъемных соединений между ними, что определяет габариты, массу, надежность и другие общие параметры ЭА;

2 Число элементов, образующих ЭА;

3 Коэффициент использования физического объема элементами, выполняющими полезную функциональную нагрузку (т.е. элементы электрической схемы ЭА);

4 Общая масса;

6 Общая площадь, занимаемая ЭА;

7 Вероятность безотказной работы;

8 Степень унификации ЭА;

9 Степень автоматизации конструкторских работ;

10 Технологичность.

Требования, предъявляемые к техническим средствам ЭВМ

Общие технические требования к ЭВМ и их техническим средствам определяются ГОСТ 16325-76, 21552-84, 20397-82 и др.

Наибольшее влияние на конструкцию ЭВМ оказывают следующие группы требований.

1. Требования к техническим характеристикам (производительность, время выполнения операций, разрядность, объём оперативной памяти, требования к интерфейсам для обеспечения совместимости и др.).

2. Требования по устойчивости к внешним факторам. При разработке ЭВМ необходимо выбрать такую элементную базу, материалы, покрытия и

конструкции, которые обеспечили бы устойчивость к внешним воздействиям для требуемых условий эксплуатации.

Изделия ВТ предназначены для эксплуатации на различных объектах, используемых в одном или нескольких микроклиматических районах. Климатические воздействия в таких районах различны, поэтому климатическое исполнение изделий осуществляют в соответствии с ГОСТ 15150-69. Различают 10 основных климатических исполнений изделий:

1. У – для умеренного климата;

2. УХЛ – для умеренного и холодного климата;

3. ТВ – для влажного тропического климата;

4. ТС – для районов сухого тропического климата;

5. Т – как для сухого, так и для влажного тропического климата;

6. О – для любого климата (общеклиматическое);

7. М – для умеренно холодного климата;

8. ТМ – для тропического морского климата;

9. ОМ - общеклиматическое морское исполнение для кораблей с неограниченным районом плавания;

10. В- всеклиматическое исполнение для суши и моря.

Технические средства ЭВМ желательно выполнять на основе определенных систем базовых конструкций с учетом заданного конструктивного исполнения, основных типоразмеров, применяя модульный принцип. Следует максимально использовать унифицированные конструкции, стандартные детали и материалы. Конструктивная база призвана обеспечить:

­ единство внешнего оформления изделий с учетом требований эргономики;

­ единство конструкции разъемных соединений;

­ технологичность (максимальное использование унифицированных, стандартных деталей, техпроцессы изготовления которых отлажены; возможность раздельного изготовления и наладки основных элементов, узлов, блоков. Технологичная конструкция имеет меньше регулировочных и доводочных операций после сборки).

4 Эксплуатационные требования:

­ наличие в комплекте ЭА аппаратуры и инструментов, обеспечивающих профилактический контроль;

­ удобство эксплуатации;

­ доступ ко всем сменным регулируемым элементам;

­ возможность ремонта.

5 Требования по надежности включают конкретные количественные характеристики:

- вероятность безотказной работы за определенный отрезок времени;

- время наработки до отказа;

- время восстановления работоспособности;

- средний срок сохраняемости.

Пример: для ПК средняя наработка на отказ должна быть не менее 15 000 часов, среднее время восстановления работоспособности не должно превышать 0.25 часа, а время готовности не должно превышать 2 мин.

6 Экономические требования – это минимально возможные затраты времени, труда и материальных средств на разработку, изготовление, и эксплуатацию ЭА.