Дайте характеристику основным понятиям разработки ЭС (ТЗ, эскизное проектирование и т.д.).
ГОСТ 2.103-68 устанавливает следующие этапы разработки ЭС:
1) техническое задание (ТЗ) – устанавливает основное назначение, тактико-технические характеристики, показатели качества и технико-экономические требования, предъявляемые к разрабатываемому изделию;
2) техническое предложение – совокупность конструкторских документов (литера «П»), содержащих техническое и технико-экономическое обоснование целесообразности разработки изделия на основании анализа технического задания заказчика и различных вариантов возможной реализации изделия, сравнительной оценки решений с учетом конструктивных и эксплуатационных особенностей разрабатываемого и существующих изделий, а также патентных материалов;
3) эскизный проект – совокупность конструкторских документов (литера «Э»), содержащих принципиальные конструктивные решения, дающие общее представление об устройстве и принципе действия изделия, а также данные, определяющие назначение и основные параметры разрабатываемого изделия;
4) технический проект – совокупность конструкторских документов (литера «Т»), содержащих окончательные технические решения, дающие полное представление об устройстве разрабатываемого изделия, а также данные, определяющие назначение и основные параметры разрабатываемого изделия;
5) рабочая конструкторская документация – совокупность конструкторских документов (литеры «О» (после предварительных испытаний), «О1» (после приемочных испытаний), «А» (установочная серия), предназначенных для изготовления и испытания опытных образцов изделия.
3. Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Классификация ГОСТов в ЕСКД, ОСТов, СТП?
Основное назначение стандартов ЕСКД (ГОСТ 2.001-93) состоит в установлении единых оптимальных правил выполнения, оформления и обращения конструкторской документации. ЕСКД – это система государственных стандартов, которые устанавливают правила и положения по порядку разработки, оформления и обращения ТД, разрабатываемой и применяемой предприятиями и организациями России. Требования стандартов ЕСКД распространяются на все виды КД и научно-техническую литературу.
Применение ЕСКД при разработке того или иного вида продукции обеспечивает:
1) возможность взаимообмена ТД между различными предприятиями внутри страны и между государствами без их переоформления;
2) сокращение типов и упрощение форм ТД и графических изображений, снижающих трудоемкость предприятия;
3) механизацию и автоматизацию обработки ТД и содержащей их информации.
Государственные стандарты, входящие ЕСКД, распределяются по классификационным группам:
| Шифр группы | Содержание стандартов в группе | Номер стандартов |
| Общие положения | 2.001-2.099 | |
| Основные положения | 2.101-2.199 | |
| Классификация и обозначение изделий в КД | 2.201-2.299 | |
| Общие правила выполнения чертежей | 2.301-2.399 | |
| Правила выполнения чертежей машиностроения и приборостроения | 2.401-2.499 | |
| Правила обращения КД(учет, хранение, изменение) | 2.501-2.599 | |
| Правила выполнения эксплуатационной и ремонтной документации | 2.601-2.699 | |
| Правила выполнения схем и условные графические обозначения, используемые в схемах | 2.701-2.799 | |
| Правила выполнения документов строительных и судостроения | 2.801-2.899 | |
| Прочие стандарты(разных правил оформления КД) | 2.901-2.999 |
4. Что такое конструирование и проектирование? Дать характеристику основным этапам конструирования и проектирования.
Задачей инженерного проектирования является разработка систем, обеспечивающее оптимальное выполнение поставленной задачи. Проектировать – значит разрабатывать, составлять проект. Проектирование (разработка) – это творческое предопределение технического устройства или технического метода. Цель – дать обоснование для практической реализации изделия. Результаты, полученные на предыдущих этапах, служат исходными данными для следующих.
На первом этапе на основе технического задания разрабатывается структурная схема, которая определяет основные функциональные части ЭВС, их назначение и взаимосвязи. На этапе логического проектирования, на основании данных полученных на первом этапе, разрабатывается функциональная схема ЭВС. Одновременно с разработкой структурной и функциональных схем, решаются вопросы элементной базы, конструкторского исполнения. Формально конструирование – это процесс, по разработке информационных документов, чертежей, таблиц, спецификаций, сообщающих сведения о форме и материале элементов конструкции, их взаимном расположении и соединении между собой. Главным в процессе конструирования является поиск основных связей в конструкции, через которые проявляются ее свойства. Этап технического проектирования завершается выпуском конструкторской документации (схем электрической принципиальной, монтажных, таблиц и чертежей) необходимой для изготовления образца.
5. Особенности конструкторского проектирования ЭС в зависимости от «уровня» конструкции. Дать краткую характеристику.
Все уровни конструкции (кроме модулей первого и пятого уровня) имеют модули предыдущего уровня, а также средства соединения с модулями следущего уровня.
1) Модуль первого уровня – конструкция, имеющая средства соединения с модулем 2-го уровня (ИС).
2) Модуль второго уровня (типовой элемент замены-ТЭЗ) - состоит из печатной платы, разъёма (средство соединения с модулем третьего уровня), интегральных схем (ИС) и электрорадиоэлементов.
3) Модуль третьего уровня (материнская плата) – конструкция, в которой имеется разъемы для подключения ТЭЗов, средства электрического соединения ТЭЗов, а также средства соединения с модулями 4 уровня. (макс размеры – 200х600)
4) Модуль четвертого уровня (рама) – включает в себя объединенные между собой модули 3 уровня (макс размеры – 1500х1200)
5) Стойка есть модуль 5-го уровня – место объединения рам (до 5 рам). Виды: шкафной тип и щитовой тип.
6. Какая конструкция является оптимальной? Назовите методы оптимизации.
Идеальная во всех отношениях конструкция ЭВС должна иметь следующие параметры
1 максимальное быстродействие
2 минимальные габариты и масса
3 максимальная надежность
4 максимальная защита от перегрева
5 максимальная защищенность от внешних воздействий
6 максимальная ремонтопригодность
7 минимальный ЗИП
8 минимально потребляемая мощность
9 минимальная стоимость
10 максимальная технологичность конструкции
Получить одновременно все вышеперечисленные параметры не представляется возможным, из-за их противоречия (9 и 10). Возможно лишь получение оптимальной конструкции, т.е. выбирается наиболее важный параметр и его получают наилучшим (критерий или параметр оптимизации), а на остальные параметры накладывается численное ограничение.
Методы оптимизации
1 Метод дифференциальных исчислений
2 Метод линейного и нелинейного программирования
3 Метод перебора и др.
7. Назовите методы конструкторского проектирования ЭС и раскройте содержание этих методов.
Геометрический метод. В основу метода положена структура геометрических и кинематических связей между деталями, представляющая собой систему опорных точек, число которых зависит от заданных степеней свободы и геометрических свойств твѐрдого тела.
Метод целесообразно применять для конструкций, в которых должно соблюдаться точное взаимное положение деталей или обеспечиваться их точное перемещение при величинах деформаций, значительно меньших погрешностей изготовления деталей.
Машиностроительный метод. В основу этого метода положена структура геометрических и кинематических связей между деталями, представляющая собой систему опорных поверхностей, число и размещение которых выбирается исходя из минимизации массы и допустимой прочности конструкции.
Метод целесообразно применять для конструкций с относительно большими величинами деформаций. Для устранения этих деформаций при одновременном уменьшении массы изделия в конструкцию, в отличие от геометрического метода, вводят дополнительные опорные точки и поверхности. Точность взаимного расположения и перемещения элементов конструкций обеспечивается высокой точностью изготовления.
Топологический метод. В основу метода положена структура физических связей между ЭРЭ (электронными радиоэлементами), то есть представление конструктивного вида схемы электрической принципиальной и её геометрической (топологической) связности, независимо от её функционального содержания.
Топологический метод конструирования применяется, в первую очередь, для создания плёночных ИС, печатных плат, гибких печатных соединителей, электромонтажных чертежей.
Метод моноконструкций. Основан на минимизации числа связей в конструкции. Он применяется для создания функциональных узлов, блоков электронных средств на основе оригинальной несущей конструкции (каркасе, шасси) в виде моноузла (моноблока) с оригинальными элементами.
Базовый метод. В основу метода положено деление аппаратуры на конструктивно и схемно законченные части.
Базовый метод конструкторского проектирования и его разновидности (функционально-модульный, функционально-узловой и функционально-блочный методы) основываются на принципах агрегатирования, функциональной и размерной взаимозаменяемости, схемной и конструкторской унификации. Деление базового метода на разновидности связано с ограничениями схемной и конструкторской унификации структурных уровней (модулей, функциональных узлов, блоков).
Эвристический метод.
Использует обобщѐнный практический опыт (коллективную мудрость) в области конструирования электронных средств и смежных отраслей. Метод является основным в практической деятельности конструктора (разработчика) ЭС.