Выбор элементной базы и материалов конструкции ЭС

Выбор элементной базы и материалов конструкции ЭС производится по критерию предпочтения

, , (11.5)

где n – число параметров компонента (материала);

j_i – коэффициен значимости («веса») i – го параметра, i=1,2…m;

а_i – нормированный параметр компонента (материала).

Если рассматриваются по критерию предпочтения j вариантов для выбора из них предпочтительного, то значения критерия предпочтения для каждого варианта оценивается по формуле

, (i=1,2…m) (11.6),

где а_ij – нормированный параметр I относительно одного из выбранных вариантов j (j=1,2…n) или значений параметра заданного ТЗ на проектирование.

Коэффициенты значимости определяются методом экспертных оценок по результатам небольшой статистической совокупности данных, полученных путем опроса q специалистов данного профиля конструирования конкретного класса РЭС. Известными способами обработки статистических данных (получения среднего значения , q=1,2…k среднеквадратичного , где j_iq – значение j_i данное q-ым специалистом) определяют среднее значение и среднеквадратичное s_ji, при этом те значения j_iq, которые лежат за пределами ±s_ji, отбрасывают и снова определяют j_i, которые и используют в дальнейших расчетах. Для нахождения нормированных значений параметров а_ij вначале составляют матрицу

 

,

где x_ij – справочные данные на i-параметр в j-ом варианте.

Поскольку с увеличением одних параметров качество изделия улучшается, а с увеличение других – ухудшается, то последние преобразуются в обратные величины и составляется матрица

,

в которой для первых приняты y_ij=x_ij, а для вторых (ухудшающих качество) y_ij=1/x_ij.

При оценке сравнения вариантов по качеству можно остановиться на этой второй матрице и по формуле (11.6), заменив y_ij на a_ij, рассчитать Q_j. Вариант, обладающий большим значением критерия качества будет предпочтительным. Можно также предложить вычисления, введя матрицу

,

где , y_jmax – максимальное значение параметра i в матрице для j-ого варианта (столбца матрица). Чем ближе y_ij к y_imax, тем ближе этот вариант к высокому качеству, разность же (числитель) будет меньше, будет меньше и Q_ij, следовательно, и само значение Q получится меньше. Поэтому предпочтительным вариантом надо считать тот, у которого величина Q будет минимальной.

Пример 11.2 Пусть задано спроектировать ЭВМ, к которой предъявляются основные требования по минимально возможной массе m, высокому быстродействию и надежности. Для серий логических ИС главными паспортными параметрами являются: t_з – время задержки сигнала, U_пх – напряжение помехи (уровень помехоустойчивости тем выше, чем больше это значение), Р_о(I_о) – потребляемая мощность (ток), n – коэффициент разветвления по выходу (нагрузочная способность), масса корпуса m.

В таблице 11.2 представлены исходные данные для выбора предпочтительного варианта из нескольких серий ИС, а также коэффициенты значимости параметров.

 

Таблица 11.2

 

Серия ИС	tз, нс	Uпх, В	Iо, mА	m, г
К155 К153 К531 К555	60…100 20…35	0,4 0,3 0,5 0,5	11…50 (1…3)10^-3	1,2 1,0 1,0
ji	0,35	0,2	0,1	0,35

 

Запишем матрицу :

 

 

Далее составим матрицу и :

 

 

 

Рассчитаем показатели Q для этих вариантов:

 

Q₁=0,35*0,55+0,2*0,2+0,1*1+0,35*0,2=0,4025;

 

Q₂=0,35*0,95+0,2*0,4=0,4125; Q₃=0,1*0,99=0,099;

 

Q₄=0,35*0,85+0,1*0,999=0,3974.

 

Таким образом, третий вариант (серия К531) предпочтительнее.

Аналогичным образом можно выбирать материалы печатных плат, корпусов, рамок, а также типы ЭРЭ, если среди многих их характеристик выбрать наиболее влияющие на качество ЭС, например на жесткость и прочность несущих конструкций, надежность стабильность и точность ЭРЭ и т.п.

 

Контрольные вопросы.

1. Что такое качество продукции?

2. Какие группы показателей качества продукции вы знаете?

3. Приведите показатели назначения радиоприемника, ЭВМ.

4. В группе показателей для ЭВМ приведите пример показателя классификационный, эксплуатационный и конструктивный.

5. Мощность передатчика относится к конструктивному или к классификационному показателю назначения?

6. Какие Вы знаете количественные показатели надежности?

7. Приведите пример показателя качества – технологичности.

8. К какой группе показателей качества относится уровень миниатюризации? подгруппе?

9. Какими четырьмя составляющими характеризуется надежность как сложное, комплексное свойство?

10. Назовите комплексные показатели надежности.

11. К какой группе показателей относятся трудоемкость, материалоемкость и себестоимость?

12. Антропометрические и психофизиологические показатели отнесете к какой группе показателей?

13. Какие Вы знаете эстетические показатели качества изделия?

14. Каким образом производственное исполнение сказывается на эстетических показателях?

15. Приведите примеры стандартных, унифицированных и оригинальных составных частей изделия.

16. Какой Вы знаете показатель патентной чистоты?

17. Как подсчитать уровень качества конструкции?

18. В каком конструкторском документе отражается комплексное качество изделия?

19. Приведите основные требования к конструкциям ЭС.

20. Назовите абсолютные показатели качества конструкции.

21. Приведите формулу комплексного показателя конструкции.

22. Назовите удельные показатели качества конструкции.

23. Приведите относительные показатели качества конструкции.

24. При выборе элементной базы по критерию предпочтения какие параметры можно размещать в исходную матрицу?