Пути оптимизации при проектировании контрольно-проверочной аппаратуры сложных радиотехнических систем

Контрольно-проверочная аппаратура (КПА, в англоязычной литературе Automated test equipment, ATE) – это техническое средство, управляемое компьютером для испытания сложных устройств, в том числе радиоэлектронных изделий, а также устройств, штатно работающих в агрессивных средах, для оценки функциональности и производительности с минимальным вмешательством испытательного персонала. КПА включает в себя управляющее оборудование, датчики и программное обеспечение, которое собирает и анализирует результаты испытаний. КПА считается экономически эффективным для большого объема тестирования, что является в настоящее время существенным признаком сложного радиоэлектронного оборудования.

Контрольно-проверочные и диагностирующие операции проводятся по большому количеству параметров в процессах разработки и производства, а также различных испы-

таний. Это приводит к необходимости использования многофункциональных контрольно-проверочных средств. С другой стороны, развитие науки и техники приводит к расширению функциональных возможностей и увеличению точностных параметров изделий. Весь этот комплекс технических задач и возможностей привёл к появлению самостоятельной отрасли, сферой которой является обоснование и разработка программно-аппаратных средств, объединенных общим названием «Контрольно-проверочная аппаратура» (КПА). Выполнение контрольно-проверочных операций вручную отвлекает персонал на выполнение рутинных процедур, т.е. в целом снижает производительность труда. Кроме того, усложнение трудоемких контрольнопроверочных операций приводит к увеличению влияния человеческого фактора на погрешности выполнения операций, что также увеличивает сроки проверок и выполнения диагностических процедур.

■_■ ИССЛЕДОВАНИЯ

Havko-

Ж ГРАДА

Рис. 1. Этапы проектирования КПА

Исследователи в России и за рубежом уделяют большое внимание теоретическому обоснованию и разработке новых решений КПА. Это иллюстрируется тем, что научно-техническая отечественная и патентная литература по сведениям, полученным из Интернета, при запросе «Контрольнопроверочная аппаратура» содержит более 22 000 записей, включая 35 патентов РФ. Отклик Google на запрос «Automated testing equipment» содержит почти 5 млн записей, включая 250 патентов относительно различных отраслей промышленного производства и научных исследований. Несмотря на это, в исследованиях КПА как сложного объекта не нашло отражения изучение процедур проектирования КПА, направленных на обеспечение многофакторной эффективности контрольно-проверочного оборудования.

В [1] отмечается, что общей для всех вариантов построения КПА особенностью является высокая стоимость оборудования, следствием отсюда и значительная стоимость тестирования. Стоимость тестирования возрастает с увеличением сложности поверяемо- го устройства. Поэтому задача оптимизации КПА и процедур тестирования является актуальной.

В статье описана структурная схема этапов проектирования КПА, обеспечивающих оптимизацию технико-программных решений (рис. 1).

Структура программно-аппаратных средств формируется на основе анализа функций, требуемых от КПА, и опыта разработки подобных изделий, опубликованного в научно-технической и патентной отечественной и зарубежной литературе. Первый уровень оптимизации состоит в согласовании предполагаемой структуры КПА с предложениями рынка, поскольку он насыщен большим количеством измерительных средств, различающихся по функциональным, точностным и стоимостным показателям. На этом же уровне должно производиться обоснованное деление на приобретаемые либо разрабатываемые самостоятельно аппаратные узлы и программный продукт. Макетирование и моделирование призваны провести исследование наиболее неочевидных задач, воз-

С. П. Панько, А. В. Мишуров

Пути оптимизации при проектировании контрольно-проверочной аппаратуры никающих в процессе проектирования и изготовления КПА. Сначала проводятся исследования на виртуальных моделях, например, в среде Lab View [2], а затем на реальных макетах. Этот уровень оптимизации позволяет избежать непродуктивной работы разработчиков.

ПО системного уровня координирует работу технических средств в рамках системы. В простейшем варианте это заключено в последовательном включении процедур в соответствии с циклограммой. Оператор-испытатель взаимодействует с ПО системного уровня, запуская сценарии испытаний из заранее установленного списка. ПО блочного уровня поддерживает выполнение функций блоками, последовательно включаемыми в соответствии со сценариями и в соответствии с задачами, решаемыми этими блоками.