Описание научного проекта группы

Проект направлен на решение острой проблемы разработки методов и методик расчетной оценки основных показателей надежности электронных модулей (ЭМ) разных уровней (функциональные узлы – ЭМ₁, электронные устройства – ЭМ₂, аппаратура – ЭМ₃) при их проектировании и производстве с повышенной точностью расчета посредством учета влияния состояния системы управления организацией.
Объект исследования
Объектом исследования являются инженерные методики прогнозирования единичных показателей надежности ЭМ разных уровней (ЭМ₁ – ЭМ₃). В результате предполагается предложить математические модели расчетной оценки эксплуатационной интенсивности отказов и «коэффициента качества производства» электронных модулей (функциональные узлы (ЭМ₁) и электронные устройства (ЭМ₂)), а также программное и методическое обеспечение для автоматизации процессов оценки и прогнозирования безотказности ЭМ на основе определения состояния системы менеджмента качества (СМК) организации-исполнителя при их проектировании и производстве, что будет отвечать основным мероприятиям программ обеспечения надежности ЭМ гражданского, ответственного и специального назначения, а также позволит получать экономическую выгоду потребителю и предприятию от более точного количественного значения «коэффициента качества производства».
Предмет исследования
Предметом исследования являются методы и математические модели расчетной оценки единичных показателей надежности электронных модулей.
Постановка научной проблемы
Научная проблема №1 заключается в значительном несоответствии эмпирических данных единичных показателей надежности ЭМ с расчетными численными значениями.
Научная проблема № 2 заключается в разработке и внедрении моделей, методов, методик, программных средств, методического обеспечения на их основе, а также интеграция с современной СМН, используемой при проектировании и производстве наукоемких изделий на базе ИПИ(CALS)-технологии.
В рамках НУГ планируется проверить гипотезу №1 о возможности структурированной дифференциальной расчетной оценки «коэффициента качества производства» по результатам выполнения стадий проектирования и производства электронных модулей реальных образцов, разработанных высокотехнологичными предприятиями для различного применения; а также планируется проверить гипотезу №2 о влиянии состояния СМК предприятия (организации-исполнителя) на модель управления надежностью разрабатываемых электронных модулей. Гипотеза № 3 заключается в проверке наличия взаимосвязи СМН и СМК на российских предприятиях. Гипотеза №4 заключается в наличии фундаментальности прикладного исследования. Гипотеза №5 заключается в том, что дифференциальная расчетная оценка «коэффициента качества производства» позволит своевременно выявить недостатки-нарушения при выполнении обязательных требований НТД при проектировании и производстве ЭМ, в т.ч. сокращая количество возможных причин их отказа и снижая вероятность доработок на заключительных этапах проектирования и производства.
Актуальность исследования
Риски проектов, связанные с предоставлением телекоммуникационных услуг, услуг космической связи и т.д. с каждым годом в РФ увеличиваются, что отрицательно сказывается на рентабельности страны в данных сферах. Этот факт подтверждается статистикой отказов электронных модулей, например, космической аппаратуры непилотируемых автоматических космических аппаратов в течение срока активного существования до 15 лет. В связи с регулярностью отказов не достигается установленный «нормативный бюджет надежности» к концу срока активного существования. Статистика отказов от Центра исследования надежности RIAC, представленная на рисунке главной страницы, доказывает, что имеются недостатки в моделях управления надежностью на предприятиях. А существенное противоречие между теоретическим расчетом единичных показателей надежности и экспериментальными данными (реальной статистикой отказов ЭМ) и недостаточной эффективности функционирования СМК порождает актуальностьдальнейшего развития методов оценки надежности ЭМ с учетом влияния СМК т.е. системы управления организацией.
Цель и задачи
Глобальная цель : повышение надежности электронных модулей различного назначения посредством обеспечения необходимой точности расчетной оценки единичных показателей безотказности на ранних этапах проектирования.
Частная цель : повышение достоверности количественной расчетной оценки единичных показателей надежности электронных модулей на этапах проектирования с помощью учета состояния СМК организации-исполнителя (предприятия).
Для достижения указанной цели необходимо выполнить ряд основных научных задач:

• Аналитический обзор и анализ методов и методик оценки единичных показателей безотказности электронных модулей по КГВС «Мороз-7», КГВС «Климат-8» и др;
• Исследование методов расчетной оценки «коэффициента качества производства» (учета уровня требований к проектированию и производству) в разных странах для электронных модулей;
• Изучение стандартов в области программ обеспечения надежности электронных модулей;
• Изучение политики СМК на российских и иностранных предприятиях на факт взаимосвязи с СМН;
• Исследование процедур внутреннего и внешнего аудита по результатам проектирования и производства электронных модулей;
• Разработка метода расчетной оценки эффективности функционирования СМК организации-исполнителя;
• Разработка метода расчетной оценки полноты выполнения требований нормативно-технической документации при проектировании и производстве ЭМ;
• Модернизация методов и методики оценки дифференциального «коэффициента качества производства» для разных уровней электронных модулей и категорий применения (назначения);
• Разработка схемы работы и структуры базы данных для хранения вопросов стандарта Handbook of 217PlusTM Reliability prediction models RIAC-HDBK-217Plus;
• Анализ вопросника по категориям отказов стандарта Handbook of 217PlusTM Reliability prediction models RIAC-HDBK-217Plus;
• Наполнение базы данных вопросами из применяемой нормативно-технической документации на этапах проектирования и производства электронных модулей;
• Качественный (технический, прикладной) перевод вопросника для оценки «коэффициента качества производства», содержащегося в стандарте Handbook of 217PlusTM Reliability prediction models RIAC-HDBK-217Plus;
• Разработка Web-сервиса для внутреннего и внешнего аудита, а также для оценки дифференциального «коэффициента качества производства»;
• Интеграция разработанного Web-сервиса в состав программного и информационного обеспечения программного комплекса АСОНИКА-К.

Описание планируемых научных результатов
В ходе реализации проекта планируется получить следующие научные результаты:

• Математическая модель дифференциального «коэффициента качества производства», позволяющая учесть полноту выполнения необходимых мероприятий НТД при проектировании и производстве ЭМ, включая эффективность функционирования СМК и другие необходимые факторы, которые будут определены в ходе исследования;
• Метод формирования опросника, позволяющий структурированно оценить полноту выполнения требований НТД при проектировании и производстве ЭМ на каждом уровне при онтологическом подходе;
• Методика оценки единичных показателей надежности ЭМ с учетом состояния СМК и СМН организации-исполнителя;
• Методика обеспечения надежности, повышающая уровень проектной надежности благодаря своевременному применению корректирующих действий посредством строгой локализации невыполненных мероприятий НТД (нарушений) на этапах проектирования, производства ЭМ и формированию механизма обратной связи – предупреждающих действий по обеспечению надежности.

Научная новизна
Научная новизна планируемых результатов исследования состоит в развитии технологии обеспечения (управления) надежности(ью) электронных модулей при проектировании и производстве с увеличенным сроком эксплуатации, включающая в себя модели, методы, программные средства и методики, интегрированные в сквозную технологию автоматизированного проектирования и построенную на базе основных принципов ИПИ(CALS)-технологий.

Полученные научные результаты предполагается согласовывать с результатами, опубликованными в отечественной и зарубежной литературе, а также с заинтересованными предприятиями и научно-исследовательскими институтами, такими как:

• АО "Концерн "Океанприбор";
• АО "НПП "Радар ммс";
• АО «Концерн «МПО – Гидроприбор»;
• АО "ИТТ";
• АО "НПК "СПП";
• АО "НИИ ТП";
• АО "НПО "Электромашина";
• АО «СЭГЗ»;
• ООО «Трансконвертер»;
• АО «НИКИРЭТ»;
• АО "Концерн ВКО "Алмаз-Антей";
• АО "РТИ им Минца";
• АО "УПТ";
• ПАО «НПО «Алмаз»;
• ПАО «РКК «Энергия» им. С.П. Королёва»;
• Филиал ОРКК - НИИ КП;
• ИКИ РАН;
• АО "КБточмаш им. А.Э. Нудельмана";
• НИИ Радио;
• ФГБОУ «МАИ НИУ»;
• ФГБОУ ВО УУНиТ;
• НИУ ИТМО;
• Воронежский государственный технический университет;
• Пензенский государственный университет и др.

Карта партнеров НУГ