Экономическое обоснование целесообразности создания системы искусственных структур для систем диагностирования
Ярцева Елена Игоревна,
магистрант кафедры компьютерных наук Винницкого национального технического университета.
Разработан программный модуль для анализа компонентных структур устройств, которые могут использоваться специалистами-проектировщиками или системами поддержки принятия решений для выработки рекомендаций по надежности и слаженности работы предустановленной структуры.
Актуальность работы
В связи с широким применением в промышленности микропроцессоров, аналоговых интегральных схем повышенной сложности возникли проблемы производственного характера, связанные с быстрым увеличением контрольно-диагностических операций.
Существующие системы в пределах серийного производства обладают недостаточными технико-экономическими показателями, которые обусловлены следующими причинами: большой трудоемкостью процесса уточнения места возникновения дефекта, особенно когда происходит кратное или нелогичная неисправность; тяжестью внесении изменений в массивы тестовых наборов и технологической документации на подконтрольные устройства. Для ликвидации перечисленных недостатков возникло новое направление по элементному диагностированию аналоговых, цифровых и гибридных узлов [1].
Скорость и точность идентификации дефектов в системах покомпонентного диагностирования во многом определяется выбором эффективной стратегии диагностирования. Алгоритмы покомпонентного диагностирования можно разделить на методы, которые выделяют поэлементную структуру, жесткую и переменную компонентную структуру.
Развитие алгоритмических средств для систем данного класса позволило упростить сложную и трудоемкую задачу поиска места дефекта в объекте диагностирования к ряду менее сложных путем декомпозиции объекта на многоэлементные фрагменты (компоненты). Для того, чтобы правильно оценить ход процесса диагностирования и состояние объекта проверяемая система должна обеспечить выявление неисправности с заданной точностью и за заданный интервал времени [2].
Достоверность процессов диагностирования определяется главным образом их стратегиями и алгоритмами, а эффективность алгоритмов поиска неисправностей тем выше, чем меньше время поиска этой неисправности. Целесообразность применения различных стратегий декомпозиции сводится к оптимальному размещению заданного числа точек в объекте диагностирования при ограничении сложности выделенных компонентов, глубины поиска дефектов, времени реализации алгоритмов диагностирования и прочее.
Возможности аппаратно-программных средств систем покомпонентного диагностирования осуществлять искусственные каналы передачи тестовой информации делают перспективным исследование алгоритмов переменной компонентной структуры, основанные на декомпозиционном подходе (создание искусственных фрагментов только на время проведения диагностического эксперимента, удобных и рациональных для этой цели). Оптимальная деструктуризация объекта исследования относительно возможностей систем покомпонентного диагностирования позволяет минимизировать реализационно-временные затраты, то есть упростить процесс тестирования, подготовку тестовых программ и сократить общее время тестирования всего устройства [3].
Решение поставленных задач: обеспечивает оптимальное использование возможностей систем покомпонентного диагностики и дает возможность получить необходимые показатели реализационно-временных затрат процесса диагностирования.
Усовершенствованная математическая модель компонентных структур для диагностики на основе теории гиперграфов
Любую структуру можно представить в виде G*(v*, E*), де v* - множество вершин, соответствующих элементам устройства на принципиальной схеме, а E* - множество дуг, отражающих связи между элементами. Формирование любой компонентной структуры схемы устройства обычно выполняется при определенных условиях исходного графа G*→G, де G(v, E) – гиперграф, для каждого ребра которого можно поставить в соответствие один из сформированных фрагментов схем, при соответствующей условии их объединения(1.1):
(1.1)
Под степенью декомпозиции цифрового устройства будем понимать число p-компонентов разбиение его исходной структуры, покрывающие множество элементов v * элементов цифрового устройства. Состав множества G и взаимного пересечения подмножеств ее элементов определяют глубину, в которой осуществляется поиск неисправностей в различных устройствах согласно направленности процесса диагностирования.
Качество и себестоимость новой разработки
Качество контроля и диагностики зависит не только от технических характеристик устройства, но и в первую очередь от тестовых наборов (контролируемости) самого испытываемого изделия. Это означает, что качество проверки во многом предопределяется качеством разработки изделий. Самое простое решение повышения качества контроля - это поэлементный контроль каждого отдельного компонента диагностирования. Отсюда возникает актуальность анализа отдельных компонентных структур для их дальнейшего диагностирования.
Уровень рыночной новизны программного модуля: новая разработка является модернизированным товаром благодаря улучшению его потребительских свойств; товар, адаптированный к изменению потребностей рынка.
Требования потребителей к новому товару, а именно к пользователю, который должен:
- быть хорошо осведомленным в области технических новинок;
- уметь составлять компонентные структуры соответствующие схемам;
- задавать тестовые входные наборы;
- анализировать полученные результаты.
Потенциальным рынком сбыта могут быть медицинские учреждения, промышленные предприятия как в пределах государства, так и за рубежом.
Спрос на инновационное решение представлен специалистами в области технической диагностики, студентами, аспирантами, а также владельцами фирм, которые занимаются продажей измерительной техники.
В ходе выполнения исследований проведены все необходимые расчеты для экономического обоснования целесообразности разработки системы диагностирования цифровых электронных устройств [4].
Были проанализированы рынок систем диагностирования и товары-аналоги конкурентов. Также была проведена оценка уровня качества инновационного решения и его конкурентоспособности. В результате было обнаружено, что уровень качества товара и конкурентоспособности выше единицы, что свидетельствует о том, что инновационный продукт имеет лучшие характеристики, чем товар-аналог и более конкурентоспособный.
Следующим шагом проведения экономического обоснования целесообразности разработки продукта было вычисление его цены и критического объема производства. Завершающим этапом стала оценка экономической эффективности инновационного решения, которая показала, что индекс рентабельности и чистый дисконтный доход выше единицы. Поэтому можно считать, что данный инновационный проект целесообразно принять. Таким образом, можно сделать вывод, что на сегодня обеспечение диагностирования цифровых электронных устройств очень важной отраслью, которая гарантирует невозможность поломки устройств даже в случае неправильно составленной структуры. Поэтому разработка данного инновационного продукта является весьма актуальной на рынке современных систем диагностирования.
Выводы
Получены следующие результаты:
· проанализирована предметная область «Компонентные структуры в системах диагностирования»;
· проанализированы современные средства анализа компонентных структур;
· проведена сравнительная характеристика методов интеллектуального анализа, которые можно использовать при анализе компонентных структур для систем диагностирования;
· определена целесообразность использования методов диагностирования для анализа компонентных структур;
· поставлена задача декомпозиции структуры цифрового устройства, которая будет решаться при анализе отдельных компонентных структур;
· разработана математическая модель компонентных структур для систем диагностирования;
· спланирован процесс разработки программного модуля для системы диагностирования;
· разработан программный модуль для анализа компонентных структур.
Литература
1. Б. Хабаров, Г. Куликов, А. Парамонов. Техническая диагностика и ремонт бытовой радиоэлектронной аппаратуры. - Мн.: Издательство: Горячая Линия - Телеком, 2004. - 376 с.
2. Дэвидсон Г. Поиск неисправностей и ремонт электронной аппаратуры без схем. Второе издание. М. Издательство: ДМК Пресс. 2005, - 544 с.
3. Игнатович В.Г., Митюхина А.И. - Регулировка и ремонт радиоэлектронной аппаратуры. - Минск: «Вышэйшая школа», 2002 - 366 с.
4. Н.И. Домарёнок, Н.С. Собчук. «Физические основы диагностики и неразрушающего контроля качества МЭА», - Мн., БГУИР, 2001.
Поступила в редакцию 06.05.2013 г.