Основные понятия из теории надежности и задачи технической диагностики»

1. ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ Тема 1 «ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ИЗ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ И ЗАДАЧИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ»

профессор кафедры КРЭМС
д.т.н., профессор Зырянов Юрий Трифонович
1

2. 1.4 Общая стратегия технического диагностирования

При организации диагностирования, как правило, сначала решается
задача проверки (контроля). Если результат отрицательный, то переходят к
поиску места конкретной неисправности, имеющей место в ОД.
Процесс проверки и поиска неисправности в общем случае состоит из
отдельных частей, каждая из которых связана с подачей на объект
входного воздействия (тестового или рабочего) и измерением выходной
реакции объекта. Такие части называют элементарными проверками.
В ходе выполнения элементарной проверки ответы могут сниматься с
основных выходов ОД, т.е. с выходов, необходимых для применения ОД
по назначению, и с дополнительных выходов, создаваемых специально
для организации диагностирования. Основные и дополнительные выходы
называют контрольными точками (КТ) или контролируемыми
выходами. Измеряемые на них параметры называют контролируемыми
2
или диагностическими параметрами.

3.

Техническое диагностирование изделий должно быть направлено на
решение следующих взаимосвязанных задач:
Определение вида технического состояния;
Поиск места отказа или неисправностей;
Прогнозирование технического состояния.
Для осуществления технического диагностирования изделия
необходимо выполнение ряда требований:
Установить показатели и характеристики диагностирования;
Обеспечить приспособленность изделия к диагностированию;
Разработать диагностическое обеспечение изделия.
Диагностическое обеспечение – комплекс взаимоувязанных
диагностических
параметров,
методов,
правил,
средств
диагностирования,
указанных
в
технической
документации,
необходимых для осуществления диагностирования изделия.
Диагностическое обеспечение должно включать (по ГОСТ 27518-93):
Номенклатуру диагностических параметров и их характеристик
(номинальные, допускаемые значения, точки ввода, точки контроля);
Методы диагностирования;
Средства технического диагностирования;
Правила диагностирования.
3

4.

Номенклатура диагностических параметров должна удовлетворять
требованиям полноты, информативности и доступности измерения при
наименьших затратах времени и стоимости реализации.
Методы диагностирования должны определяться, исходя из
установленных задач и должны включать: диагностическую модель
изделия; алгоритм диагностирования и программное обеспечение;
правила измерения диагностических параметров; правила определения
структурных
параметров;
правила
анализа
и
обработки
диагностической информации и принятия решения.
Средства
технического
диагностирования
(СТД)
должны
обеспечивать определение (измерение) или контроль диагностических
параметров в режимах работы изделия, установленных в
эксплуатационной документации.
Правила диагностирования должны включать: последовательность
выполнения операций диагностирования; технические требования по
выполнению операций диагностирования; указания по применяемым
СТД и требования к их метрологическому обеспечению; указания по
режиму работы изделия при диагностировании; указания по
регистрации и обработке результатов диагностирования и выдачи
заключения (диагноза) в соответствии с решаемыми задачами;
требования безопасности процессов диагностирования и другие
требования в соответствии со спецификой эксплуатации изделия.
4

5. 1.5 Показатели и характеристики диагностирования

Показатели диагностирования:
Достоверности и точности диагностирования: вероятность того,
что
в
результате
диагностирования
принимается
решение…;
среднеквадратическое
отклонение
прогнозируемого
параметра;
среднеквадратическое отклонение прогнозируемого остаточного ресурса;
вероятность безотказной работы, показатели изменения прогнозируемого
диагностического параметра; доверительная вероятность.
Технико-экономические: удельные затраты на диагностирование; средняя
оперативная трудоемкость диагностирования;
средняя оперативная
продолжительность диагностирования; периодичность диагностирования.
Характеристики диагностирования:
При определении вида технического состояния изделия номенклатура параметров изделия, позволяющих определить его
техническое состояние;
При поиске места отказа или неисправностей - глубина поиска места
отказа или неисправности, задаваемая уровнем конструктивной
сложности составных частей изделия или перечнем элементов, с
точностью до которых должно быть определено место отказа или
неисправности;
При прогнозировании технического состояния - номенклатура
параметров изделия, позволяющих прогнозировать его техническое
5
состояние.

6.

Построение алгоритмов поиска связано с решением задачи
оптимизации: нахождением алгоритма, критерий оценки которого имеет
экстремальное или близкое к нему значение. В качестве критерия часто
назначают минимум среднего времени (средних трудозатрат) на поиск
места отказа
K
tср.поиск tсрi ,
i 1
min
где tсрi – среднее время проведения i-ой проверки; K – среднее число проверок до
обнаружения места отказа.
Критериями качества алгоритма поиска места отказа и, следовательно,
метода поиска, могут быть также: минимум числа проверок; стоимость
проверок; стоимость или масса применяемой контрольно-измерительной
аппаратуры.
Все методы поиска места отказа а, следовательно, и программы или
алгоритмы поиска могут классифицироваться следующим образом:
Последовательные
Методы поиска
Комбинированные
Условные последовательные
Максимум информации
Половинного разбиения
Безусловные последовательные
Слабых точек
Время - вероятность
По продолжительности контроля
6

7.

1.6 Средства и системы диагностирования
Виды средств диагностирования :
встроенные средства диагностирования (контроля) – средства
диагностирования (контроля), являющееся составной частью объекта;
внешние средства диагностирования – средства диагностирования
(контроля), выполненные конструктивно отдельно от ОД.
Основная функция средств диагностирования – организация
подачи воздействий (тестов), измерения контролируемых параметров
и индикация результатов измерения и/или диагностирования.
Тестом называют последовательность воздействий, поступающих
на ОД для целей измерения и/или диагностирования.
Взаимодействующие
между
собой
ОД
и
средство
диагностирования (СД) образуют систему диагностирования.
Различают системы тестового а) и функционального б)
диагностирования.
7

8.

В технической диагностике электронных средств различают аналоговые
(непрерывные), цифровые и аналого-цифровые (гибридные) ОД, поэтому
СД и средства подготовки информационного обеспечения зависят от вида
ОД.
Основные составляющие систем тестового диагностирования
8

9.

Классификация по принципам организации диагностирования
Автоматизированные системы, в которых при диагностировании
доступны только внешние входы и выходы ОД. Их иногда называют
системами функционального контроля.
Многие
системы
позволяют
организовать
внутрисхемное
диагностирование,
Системы визуального и рентгеновского контроля. Некоторые СД
позволяют измерять тепловое поле и определять место неисправности
путем сравнения измерений с эталонными термограммами.
Для контроля высокочастотных устройств могут применяться
рефлектометрические методы тестирования.
Системы оптического контроля позволяют оценить качество
нанесения паяльной пасты и выполнения пайки, правильность установки
компонент на плату.
Системы внутрисхемного (поэлементного) контроля ориентированы
на проверку обрывов и замыканий проводников, правильности установки
и исправности отдельных элементов.
Под системами комбинированного тестирования понимают системы
контроля, которые применяются как для проверки отдельных элементов
ОД, так и в целом.
9

10.

Оценка эффективности применения различных видов систем
автоматизации диагностирования
HVI – неавтоматический визуальный контроль, API – автоматический контроль
паяльной пасты, AOI – автоматический оптический контроль, AXI –
автоматический рентгеноскопический контроль, FPT – диагностирование с
помощью подвижных пробников, MDA – анализ производственных дефектов,
ICT – внутрисхемное тестирование, FT – диагностирование функций.
Числа, определяющие эффективность применения систем диагностирования
соответствующего типа: 1 – очень хорошо, 2 – хорошо, 3 – плохо.
Что проверяет
HVI API AOI AXI
Короткое замыкание
2
1
2
1
FP
T
2
MDA
FT
2
IC
T
2
Обрывы
3
3
2
1
2
2
2
2
Непропой
3
2
3
1
3
3
3
3
Не тот компонент
3
3
1
3
1
1
1
2
Негодный компонент
3
3
3
3
2
2
1
1
Пропущенный
компонент
Неверная ориентация
1
3
1
1
1
1
1
2
2
3
1
2
1
1
1
2
Функциональные
ошибки
3
3
3
3
3
3
3
1
2
10