В Пензенском государственном университете (ПГУ), подведомственном Минобрнауки России, разработали собственный алгоритм повышения надежности и качества радиоэлектронной радиоаппаратуры на ранних этапах жизненного цикла. Ноу-хау поможет снизить процент брака на производстве и сбои при эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры, а также сократить время проектирования конструкций печатных узлов на старте их проектирования. Это способствует развитию высокотехнологического оборудования и техники в целом.
Над исследованием трудится научный коллектив под руководством доктора технических наук, профессора, заведующего кафедрой «Конструирование и производство радиоаппаратуры» ПГУ Николая Юркова и кандидат технических наук, доцент Илья Рыбаков.
Проект ученых Пензенского госуниверситета был поддержан грантом Российского научного фонда по теме: «Повышение точности интеллектуального прогнозирования надежности электронной аппаратуры и техники при критических внешних воздействующих факторах».
В современной радиоэлектронной аппаратуре обязательной составляющей производственного процесса является создание прототипа в виде имитационной модели. Все печатные платы, детали и модули в начале своего жизненного цикла воплощаются в прототипе. Имитационная модель позволяет протестировать вновь разрабатываемую радиоэлектронную аппаратуру, в электронном виде, создав условия, приближенные к реальности. Тест-драйв покажет недостатки и критические места деталей для радиоэлектронной аппаратуры без необходимости воплощения их в металле.
Эта стратегия производства позволяет создать цикл для доработки деталей, возвращая их инженерам и конструкторам до тех пор, пока их технические характеристики не будут удовлетворять первичным требованиям для вывода конструкции в производство.
Это важный и ответственный процесс. Ученые из ПГУ разработали также процесс углубленного, детализированного моделирования печатной платы. Имитационное прототипирование учитывает все электро-радиоэлементы, их влияние друг на друга при прохождении проверки.
«Мы переработали структуру модели печатной платы, внедрили конкретно расположенные печатные проводники и элементы. Это позволило пересмотреть комплексное вибрационно-тепловое воздействия на печатную плату, тем самым повысив точность определения критических зон», — поделился Илья Рыбаков.
Исследования проводятся в лаборатории кафедры. Ученые на грантовые средства приобрели оборудование. Установка состоит из вибростенда, портативного лазерного виброметра, тепловизора и осциллографа.
Нововведение ученых предоставляет возможность на этапах проектирования печатных плат повышать их точность: определив комплексную вибрационно-тепловую нагруженность.
«Мы можем точнее предсказать поведение конструкции при внешних воздействующих факторах. Может своевременно внести некоторые корректировки до момента изготовления детали, а значит конечный потребитель, в нашем случае это производители транспортной техники, космической аппаратуры получит более надежные конструкции», — отмечает Илья Рыбаков.
Пензенский государственный университет сотрудничает с промышленными предприятиями Пензенской области. Некоторые из их разработок прошли проверку — результаты подтвердили правильность и точность наработок ученых ПГУ.
«Российских аналогов программ, позволяющие проводить имитационное моделирование, — нет. Имеющиеся разработки не позволяют проводить широкий анализ. Мы уверены, что в скором времени сделаем еще один шаг на пути к разработке таких мощных продуктов, которые позволят тестировать, моделировать внешние воздействующие факторы в радиоэлектронной аппаратуре», — рассказал Илья Рыбаков.
