Программа_Техническая диагностика электронных

Правительство Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"
Факультет «Радиоэлектроники и телекоммуникаций»
Программа дисциплины «Техническая диагностика электронных средств»
для направления 211000.62 «Конструирование и технология электронных
средств», бакалавр
Автор программы:
Увайсов Сайгид Увайсович, д.т.н, профессор
Одобрена на заседании кафедры Радиоэлектроники и телекоммуникации
«___»____________ 2012 г
Зав. кафедрой С.У.Увайсов
Рекомендована секцией УМС [Введите название секции УМС
«___»____________ 2012 г
Председатель [Введите И.О. Фамилия]
Утверждена УС факульте «Радиоэлектроники и телекоммуникаций»
«___»_____________2012 г.
Ученый секретарь [Введите И.О. Фамилия] ________________________
[подпись]
Москва, 2012
Настоящая программа не может быть использована другими
подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедрыразработчика программы.
1. Цели и задачи дисциплины.
Целью изучения дисциплины является формирование у магистрантов базовых знаний по
оценке текущего технического состояния радиоэлектронных средств специального
назначения, выбору наиболее информативных диагностических признаков о их состоянии,
методов сбора и обработки диагностической информации, выбору средств и методов
принятия решений, планированию работ по техническому обслуживанию и ремонту ЭС.
При изучении дисциплины обеспечивается подготовка по технике и технологии
электрической, тепловой и виброакустической диагностики электронных средств, анализу
основных дефектов ЭС и их диагностическим признакам, основам контролепригодного
проектирования устройств Особое внимание уделяется рассмотрению методов диагностического
моделирования, начиная с ранних этапов проектирования ЭС.
Задачей изучения дисциплины является приобретение студентами необходимых навыков
системного анализа и усвоения других смежных дисциплин.
В результате изучения дисциплины магистрант должен:
Иметь представление:
- об особенностях современных электронных средств специального назначения как
объектов контроля и диагностирования;
- о современном состоянии, тенденциях и направлениях развития теории и практики
технической диагностики;
- о методах неразрушающего контроля и разрушающего физического анализа;
- о возможностях и границах применимости, достоинствах и недостатках тех или иных
методов и средств диагностирования ЭС;
- о возможностях использования современных информационных и коммуникационных
технологий в технической диагностике.
Знать:
- термины и определения в области технической диагностики;
- основные регламентирующие документы и стандарты по технической диагностике;
- виды технического состояния электронных средств;
- основные принципы организации и технические средства автоматизированного
диагностирования ЭС;
- основные методы технической диагностики, применяемые для оценки технического
состояния электронных средств;
- средства сбора и обработки диагностической информации;
- методы формирования совокупности диагностических признаков и оценки их информативности;
- характерные дефекты различных ЭС и их диагностические признаки;
Уметь:
- проводить электрическое, тепловое и механическое диагностическое моделирование
схем и конструкций электронных средств с применением современных компьютерных
технологий;
- выбирать из всего множества комплектующих элементов наиболее значимые из них, и
для них обеспечивать контролепригодность по критериям заданной глубины и требуемой
полноты проверки;
- определять эффективный набор входных тестовых воздействий ЭС;
- формировать множество информативных контрольных точек для оценки технического
состояния устройства;
- путем моделирования формировать электронную диагностическую базу относительно
заданного набора характерных неисправностей;
2
2. Связь с предшествующими дисциплинами
Учебный материал дисциплины необходим не только как самостоятельные знания,
но и для лучшего понимания других дисциплин.
Для успешного освоения курса студенты должны быть знакомы с основами
информатики и математики, теории надежности и автоматизированного
проектирования электронных средств, должны знать схемные и конструктивные
особенности ЭС и их элементную базу, а также технологию производства, испытаний и
эксплуатации устройств.
3. Связь с последующими дисциплинами
Знания и практические умения, полученные в результате изучения данной
дисциплины,
в
дальнейшем
применяются
при
изучении
дисциплин
общепрофессионального блока и дисциплин специализации.
4. Объем дисциплины и вид учебной работы.
Вид учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины
Аудиторные занятия
Лекции (Л)
Практические занятия (ПЗ)
Самостоятельная работа
Вид итогового контроля
Всего часов
260
114
94
20
146
зачет
Семестр
9,10
9,10
9,10
9
9,10
9,10
5. Содержание дисциплины
5.1. Разделы дисциплины и виды занятий
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
Раздел дисциплины
Аудиторные занятия
Техническое диагностирование - этап обеспечения
надежности систем
Математические модели диагностирования ЭС
Диагностика неисправностей в аналоговых цепях
Контролепригодность объектов диагностирования
Системы диагностирования
Автоматизация средств диагностики и контроля
Тепловой контроль качества радиоэлектронных
средств
Технические средства диагностирования
лекции
*
ПЗ (или С)
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
5.2. Содержание разделов дисциплины.
Раздел 1. Техническое диагностирование - этап обеспечения надежности систем (15 часа)
Содержание технической диагностики. Основные понятия, термины и определения.
Функциональное
диагностирование.
Тестовое
диагностирование.
Организация
3
диагностирования сложных объектов. Методология диагностирования. Диагностирование
– системная задача этапов проектирования, производства и эксплуатации. Общая
методика решения задачи диагностирования. Показатели и критерии эффективности
диагностирования. Алгоритм диагностирования электронных средств.
Раздел 2. Математические модели диагностирования ЭС (15 часа)
Математическая модель диагностирования параметрических отказов элементов ЭС
- Часть 1. Математическая модель диагностирования параметрических отказов элементов
ЭС - Часть 2. Математическая модель диагностирования параметрических отказов
элементов ЭС - Часть 3. Математическая модель диагностирования внезапных отказов ЭС.
Математическая модель диагностирования внезапных отказов ЭС - Часть 1.
Математическая модель диагностирования внезапных отказов ЭС - Часть 2.
Математическая модель диагностирования внезапных отказов ЭС - Часть 3.
Раздел 3. Диагностика неисправностей в аналоговых цепях (15 часа)
Традиционные методы диагностирования ЭС. Методы диагностирования ЭС,
основанные на моделировании. Классификация методов обнаружения неисправностей.
Сравнительный анализ методов. Метод справочников неисправностей. Методы
диагностирования цифровых ЭС.
Раздел 4. Контролепригодность объектов диагностирования (12 часа)
Показатели контролепригодности и их выбор. Категории контролепригодности
объектов диагностирования. Условия диагностируемости и контролепригодности
объектов. Выбор показателей и оценка уровня контролепригодности для электронной
системы. Определение глубины поиска неисправностей и полноты проверки ЭС.
Раздел 5. Системы диагностирования (9 часа)
Структура системы диагностирования. Элементы системы диагностирования.
Организация взаимодействия элементов в системе диагностирования. Оптимизация
организации системы диагностирования. Встроенные средства диагностирования. Общие
сведения. Встроенные средства диагностирования ЭВМ. Внешние средства
диагностирования. Особенности проектирования технических средств диагностирования
(ТСД).
Определение
требований
по безопасности,
ремонтопригодности
и
контролепригодности ОД и ТСД. Основные элементы ТСД. Элементная база и
конструкция ТСД.
Раздел 6. Автоматизация средств диагностирования и контроля (4 часа)
Автоматизация как метод повышения эффективности диагностирования
технического состояния ЭС. Классификация автоматизированных средств контроля.
Раздел 7. Тепловой контроль качества радиоэлектронных средств (20 часа)
Тепловой контроль как неразрушающий метод контроля качества ЭС. Сущность
неразрушающего метода контроля ЭС. Особенности теплового контроля. Методы и
средства контроля температуры. Классификация методов контроля температуры.
Классификация средств контроля температуры. Тепловизионные системы.
Общие сведения о тепловидении. Состав тепловизионной системы.
Характеристики тепловизионных систем. Печатные узлы как объекты теплового контроля
и виды дефектов в них. Особенности печатных узлов как объектов теплового контроля.
Виды дефектов в печатных узлах. Влияние коэффициента излучения поверхности объекта
на значения температур, определяемых по термограмме. Метод теплового контроля
печатных узлов. Постановка задачи теплового контроля. Структура метода теплового
4
контроля печатных узлов. Математическая модель расчета допусков на температуру
элементов печатного узла.
Раздел 8. Технические средства диагностирования (4 часа)
ТСД ЭВМ и электронных приборов. ТСД технологического оборудования и гибких
производственных систем.
6. Понедельный план проведения лекционных и практических занятий
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Лекции
(часы)
Техническое
диагностирование
этап
обеспечения надежности систем. Содержание
технической диагностики. Основные понятия,
термины и определения. Функциональное
диагностирование. Тестовое диагностирование
Организация
диагностирования
сложных
объектов
Методология
диагностирования.
Диагностирование – системная задача этапов
проектирования, производства и эксплуатации
Общая
методика
решения
задачи
диагностирования. Показатели и критерии
эффективности диагностирования
Алгоритм
диагностирования
электронных
средств
Математические модели диагностирования ЭС
Математическая модель диагностирования
параметрических отказов элементов ЭС - Часть
1
Математическая модель диагностирования
параметрических отказов элементов ЭС - Часть
2
Математическая модель диагностирования
параметрических отказов элементов ЭС - Часть
3
Математическая модель диагностирования
внезапных отказов ЭС. Математическая модель
диагностирования внезапных отказов ЭС Часть 1
Математическая модель диагностирования
внезапных
отказов
ЭС
Часть
2.
Математическая модель диагностирования
внезапных отказов ЭС - Часть 3
Диагностика неисправностей в аналоговых
цепях. Традиционные методы диагностирования
ЭС
Методы диагностирования ЭС, основанные на
моделировании
Классификация
методов
обнаружения
неисправностей
Сравнительный
анализ
методов.
Метод
3
5
3
ПЗ
(или С)
(часы)
ПЗ
№1
2
ПЗ
№2
2
ПЗ
№3
2
ПЗ
№4
2
ПЗ
№5
2
ПЗ
№6
2
ПЗ
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
справочников неисправностей
15. Методы диагностирования цифровых ЭС
16. Контролепригодность
объектов
диагностирования.
Показатели
контролепригодности и их выбор
17. Категории
контролепригодности
объектов
диагностирования. Условия диагностируемости
и контролепригодности объектов
18. Выбор
показателей
и
оценка
уровня
контролепригодности для электронной системы
19. Определение глубины поиска неисправностей и
полноты проверки ЭС
20. Системы диагностирования. Структура системы
диагностирования.
Элементы
системы
диагностирования.Организация взаимодействия
элементов
в
системе
диагностирования.
Оптимизация
организации
системы
диагностирования
21. Встроенные средства диагностирования. Общие
сведения.
Встроенные
средства
диагностирования ЭВМ. Внешние средства
диагностирования
22. Особенности
проектирования
технических
средств диагностирования (ТСД). Определение
требований
по
безопасности,
ремонтопригодности и контролепригодности
ОД и ТСД
23. Основные элементы ТСД. Элементная база и
конструкция ТСД
24. Автоматизация средств диагностирования и
контроля. Автоматизация как метод повышения
эффективности диагностирования технического
состояния ЭС
25. Классификация автоматизированных средств
контроля
26. Тепловой контроль качества радиоэлектронных
средств.Тепловой контроль как неразрушающий
метод контроля качества ЭС
27. Сущность неразрушающего метода контроля
ЭС
28. Особенности теплового контроля. Методы и
средства контроля температуры
29. Классификация методов и средств контроля
температуры.
30. Тепловизионные
системы.
Общие сведения о тепловидении. Состав
тепловизионной
системы.
Характеристики
тепловизионных систем
31. Печатные узлы как объекты теплового контроля
и виды дефектов в них. Особенности печатных
узлов как объектов теплового контроля.
32. Виды дефектов в печатных узлах. Влияние
6
№7
3
3
ПЗ
№8
2
ПЗ
№9
2
ПЗ
№ 10
2
3
3
3
3
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
33.
34.
35.
36.
37.
коэффициента излучения поверхности объекта
на значения температур, определяемых по
термограмме
Метод теплового контроля печатных узлов
Постановка
задачи
теплового
контроля.
Структура метода теплового контроля печатных
узлов
Математическая модель расчета допусков на
температуру элементов печатного узла
Технические средства диагностирования
ТСД ЭВМ и электронных приборов
ТСД технологического оборудования и гибких
производственных систем
2
2
2
2
2
7. Темы практических занятий.
№
п/п
1.
№ раздела
дисциплины
1
2.
1
3.
4.
5.
6.
7.
3
2
3
3
3
8.
9.
4
4
10.
5
Тема практического занятия
Содержание технической диагностики. Основные понятия,
термины и определения
Диагностирование – системная задача этапов проектирования,
производства и эксплуатации
Традиционные методы диагностирования ЭС
Математические модели диагностирования ЭС
Диагностика неисправностей в аналоговых цепях
Классификация методов обнаружения неисправностей
Сравнительный анализ методов диагностирования. Метод
справочников неисправностей
Контролепригодность объектов диагностирования
Выбор показателей и оценка уровня контролепригодности
электронных средств
Структура системы диагностирования. Элементы технических
средств диагностирования
8. Лабораторный практикум.
Лабораторных занятий не предусмотрено.
9. Тематика курсового проектирования.
Курсовое проектирование учебным планом не предусмотрено
10. Самостоятельная работа.
Изучение лекционного материала. Изучение учебно-методических материалов по
дисциплине.
Закрепление
навыков
применения
ЭВМ
и
информационнокоммуникационных технологий по всему спектру задач в ходе изучения предмета.
Оформление и подготовка отчета по самостоятельной работе. Подготовка к зачету.
11. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.
.
а) Основная рекомендуемая литература:
7
1. Основы технической диагностики/В.А. Карибский, П.П. Пархоменко, Е.С.
Согомонян и др.; Под редакцией П.П. Пархоменко: В 2-х книгах. – М. Энергия,
1976 г. – Кн. 1. Модели объектов, методы и алгоритмы диагноза.- 462 с.
2. Неразрушающий контроль и диагностика. Справочник / Под редакцией В.В.
Клюева. – М: Машиностроение, 1995. -448 с.
б) Дополнительная литература:
3. И.А. Биргер Техническая диагностика. - М. Машиностроение, 1978 г., 239 с.
13. Средства обеспечения дисциплины:
 обучающие
компьютерные
программы
(Internet-ресурсы,
http:
www.students.distudy.ru).
 расчетные компьютерные программы: система АСОНИКА (http: www.asonika.ru).
14. Материально – техническое обеспечение дисциплины:
лаборатория секции «Надежность» кафедры РЭТ: парк персональных компьютеров,
объединенных в локальную сеть лаборатории с выходом в корпоративную сеть НИУ ВШЭ
и глобальную сеть Internet.
8