Технологии информационной поддержки жизненного цикла бортовой радиоэлектронной аппаратуры ракетно-космической техники

Основной смысл технологии информационной поддержки жизненного цикла заключается в повышении конкурентоспособности продукции за счёт эффективного управления информационными ресурсами. Для достижения этого на предприятиях необходимо создавать единое информационное пространство, которое должно объединить всех участников процесса создания конечного продукта, в том числе бортовой РЭА, обеспечить надёжный процесс проектирования, хранения, обмена и повторного использования всех данных, создаваемых на любом этапе жизненного цикла.

Создание и отработка прототипа «электронного предприятия»

На примере создания бортовой РЭА КА были апробированы технические и информационные решения «электронного предприятия». Прототип «электронного предприятия», созданный в АО «ИСС», охватывает все этапы жизненного цикла создания бортовой РЭА (рис. 1). Для реализации жизненного цикла бортовой РЭА РКТ прототип «электронного предприятия» состоит из следующих участков (направлений работ):

• -    разработка электронной части бортовой РЭА;

• -    разработка конструкции бортовой РЭА;

• -    технологическая подготовка механической обработки;

• -    технологическая подготовка приборостроения;

• -    испытания бортовой РЭА;

• -    управление жизненным циклом создания бортовой РЭА.

Схема взаимодействия участков прототипа «электронного предприятия» приведена на рис. 2.

На участке разработки электронной части бортовой РЭА обеспечено выполнение следующих задач:

• -    разработка и моделирование электрических принципиальных схем [3, 4];

• -    проектирование программируемых логических интегральных схем;

• -    разработка топологии печатных плат (ПП), пред- и посттопологический анализ [3-6];

• -    разработка конструкции ПП, а также тепловой и механический анализы конструкции [7-9];

• -    анализ надёжности [10, 11].

Работа участка обеспечивается автоматизированным рабочим местом (АРМ) разработки электронного макета бортовой РЭА, которое в свою очередь состоит из рабочих мест: схемотехнического проектирования, топологического проектирования, теплового анализа, расчёта надёжности и локального хранилища данных.

На участке разработки конструкции бортовой РЭА возможно выполнение следующих задач:

• -    разработка конструкции приборов;

• -    разработка моточных изделий;

• -    разработка жгутов и кабелей [12];

• -    тепловой и механический анализ конструкции [13, 14].

Работа участка обеспечивается АРМ разработки конструкции бортовой РЭА.

На участке технологической подготовки механической обработки выполняются следующие задачи:

• -    разработка технологических процессов механического участка со станками числовым программным управлением (ЧПУ);

• -    разработка и верификация управляющих программ для станков ЧПУ.

Работа участка обеспечивается АРМ технологической подготовки механической обработки корпусных деталей бортовой РЭА.

На участке технологической подготовки приборостроения реализуется выполнение следующих задач:

• -    разработка технологических процессов участка изготовления ПП;

• -    разработка управляющих программ для станков ЧПУ участка изготовления ПП;

• -    разработка управляющих программ для станков ЧПУ монтажного участка;

• -    разработка технологических процессов участка изготовления моточных изделий;

• -    разработка технологических процессов сборочного участка.

Работа участка обеспечивается АРМ технологической подготовки приборостроения, которое в свою очередь состоит из рабочих мест: разработки технологического процесса изготовления печатных узлов бортовой РЭА и разработки технологического процесса изготовления бортовой РЭА.

На участке испытаний бортовой РЭА реализованы задачи проведения:

• -    электрических испытаний ПП;

• -    электрических, механических, термовакуумных и др. испытаний бортовой РЭА.

Работа участка обеспечивается АРМ электрических испытаний бортовой РЭА, которое, в свою очередь, состоит из рабочих мест: испытания печатных узлов бортовой РЭА и испытания бортовой РЭА.

На участке управления жизненным циклом создания бортовой РЭА реализованы следующие задачи:

• -    управление жизненным циклом создания бортовой РЭА;

• -    хранение проектных данных;

• -    управление бизнес-процессами.

Работа участка обеспечивается АРМ управления жизненным циклом создания бортовой РЭА, которое в свою очередь состоит из рабочих мест: сервера системы управления базами данных (СУБД) и глобального хранилища проектных данных.

Разработка отраслевого стандарта информационной поддержки

На основе отработки принципов, заложенных в созданном прототипе «электронного предприятия», разработан и утверждён отраслевой НДС РД-134-0184-2010 «Методические указания по внедрению технологий информационной поддержки создания бортовой радиоэлектронной аппаратуры РКТ на всех стадиях жизненного цикла». РД-134-0184-2010 зарегистрирован в ЦКБС ФГУП «ЦНИИ машиностроения» и внесён в реестр за № 19816 от 28.09.2010. Данный документ содержит основные положения технологий информационной поддержки создания бортовой РЭА РКТ и определяет основные принципы создания и внедрения технологий ин-– 367 – формационной поддержки на предприятиях космического приборостроения, требования к автоматизированным рабочим местам разработки, подготовки производства, испытания и управления жизненным циклом бортовой РЭА, входящим в состав прототипа «электронного предприятия».

Данный документ содержит следующие обязательные разделы:

• -    рекомендации по организации «электронного предприятия»;

• -    рекомендации по выбору программных и аппаратных средств.

Раздел «Рекомендации по организации «электронного предприятия» содержит:

• -    описание жизненного цикла бортовой РЭА;

• -    типовую схему «электронного предприятия»;

• -    перечень рекомендуемых форматов данных, используемых в электронном документообороте;

• -    рекомендации по взаимодействию различных исполнителей в рамках «электронного предприятия».

Раздел «Рекомендации по выбору программных и аппаратных средств» содержит:

• -    рекомендации по составу и функциональному назначению АРМ, входящих в состав «электронного предприятия»;

• -    рекомендации по оптимальному подбору программных и аппаратных средств АРМ, обеспечивающих надежное функционирование «электронного предприятия».

В ходе работы над документом было проанализировано положение с внедрением технологий информационной поддержки на ряде ведущих предприятий отрасли, в том числе АО «ИСС», ОАО «НПЦ «Полюс», ФГУП «НПО имени Лавочкина», ФГУП «ГНПРКЦ «ЦСКБ – Прогресс». Результат анализа был объединен в техническом предложении. Редакция нормативного документа рассмотрена предприятиям отрасли, рекомендованным Федеральным космическим агентством и ЦКБС ФГУП «ЦНИИ машиностроения». В качестве экспертов выступила такие ведущие предприятия отрасли предприятия, как ЦКБС ФГУП «ЦНИИ машиностроения», ФГУП «ПО «Полет», ФГУП «ЦНИИ «Комета», ФГУП «РНИИ КП», ФГУП «НИИ КП», ФГУП «НПО «Автоматика», ФГУП «НИИ ПМ», ФГУП «НПЦ АП», ФГУП «НИИ ТП», ОАО «НПО Электромеханики».

Все полученные замечания и предложения к первой редакции нормативного документа были учтены в окончательной редакции нормативного документа. Окончательная редакция нормативного документа согласована со следующими предприятиями отрасли: ЦКБС ФГУП «ЦНИИ машиностроения», ОАО «РКС», ФГУП «НПО «Автоматика», ОАО «НПО Электромеханики».

Заключение

Новизна предлагаемых технологий заключается в разработке методологии создания «электронного предприятия», принципов его функционирования, в объединении разнородных элементов информационных технологий, применяющихся на этапах проектирования, моделирования, конструирования, изготовления, испытаний и сопровождения бортовой РЭА КА на всех этапах жизненного цикла. Разрабатываемая технология информационной поддержки создания – 368 – бортовой РЭА ориентирована на применение на всех предприятиях ракетно-космической отрасли, участвующих в цикле создания РЭА. Новизной разработки в том числе является разрабатываемая система управления жизненным циклом, включающая:

• -    единый банк проектов (хранилища);

• -    систему удаленного доступа к базам данных электрорадиоизделий, материалов, проектов;

• -    систему управления бизнес-процессами;

• -    правила и порядок унификации форматов данных при обмене документами и программного обеспечения, используемого при создании бортовой РЭА;

• -    нормативную базу по ИПИ-технологиям.

Разработанные в результате выполнения работ рекомендации по выбору программного и технического обеспечения технологий информационной поддержки, форматам обмена электронными данными позволят приборным предприятиям ракетно-космической отрасли повысить эффективность и конкурентоспособность своего производства, сократить затраты на закупку программного и технического обеспечения, время создания бортовой радиоэлектронной аппаратуры РКТ в 1,3 раза, материальные издержки в 1,25 раза.

Описанные технические и информационные решения, приведенные в данной статье, широко применяются на практике в процессе проектирования бортовой РЭА в АО «ИСС». Это позволяет не только снизить затраты при проектировании, но и обеспечить более сжатые сроки на этапе изготовления путем внедрения унифицированных процедур.