Работу электронной компонентной базы (ЭКБ) и электронной аппаратуры (ЭА) в целом значительно ухудшает воздействие вибраций, ударов, тепла, электромагнитных полей, радиации
В России существуют испытательные центры, позволяющие проводить подобные натурные испытания ЭКБ и ЭА. Оптимальное сочетание натурных испытаний с виртуальными позволит повысить эффективность проектирования ЭКБ и ЭА:
Назначение виртуальных испытаний:
Назначение натурных испытаний:
В 2018 году впервые в России создан Центр виртуальных испытаний МЭС «АСОНИКА» (г. Владимир), который базируется на российской Автоматизированной системе обеспечения надежности и качества аппаратуры (АСОНИКА), разработанной научным коллективом ООО «НИИ «АСОНИКА» [1−3]. Система АСОНИКА уже более 30 лет применяется на многих российских предприятиях, прежде всего оборонной, космической и авиационной отраслей. Система аттестована Министерством обороны РФ, выпущены Руководящие документы военные (РДВ). В рамках системы АСОНИКА создана связанная с моделирующими подсистемами база данных ЭКБ и материалов по геометрическим, физико-механическим, усталостным, теплофизическим, электрическим, электромагнитным и надежностным параметрам.
Вышла в свет новая книга по системе АСОНИКА: «Опыт применения автоматизированной системы АСОНИКА в промышленности Российской Федерации» [4]. В монографии рассмотрено множество примеров, полученных в результате многолетнего (27 лет) применения системы АСОНИКА. Книгу можно скачать с сайта www.asonika-online.ru в разделе «Книги» по ссылке http://asonika-online.ru/books.
Технология на основе системы АСОНИКА — единственная в России, позволяющая осуществить сквозное проектирование (от технического задания и до изготовления опытного образца) высоконадежных ЭКБ и ЭА космических, авиационных и других подвижных объектов с учетом внешних тепловых, механических, электромагнитных воздействий.
Созданная электронная модель впервые позволит реализовать CALS-технологии в электронике на всех 11 этапах жизненного цикла — от маркетинговых исследований до утилизации. Автоматизированная система АСОНИКА не имеет аналогов или сопоставимых прототипов в области моделирования высоконадежной электроники как в России, так и за рубежом.
Преимущества системы АСОНИКА
Моделирование тепловых, механических, в том числе усталостных, и других физических процессов в ЭКБ, включая интегральные микросхемы, в том числе на наноуровне.
|
|
|
|
|
|
|
|
В системе АСОНИКА созданы простые и интуитивно понятные интеллектуальные графические интерфейсы, состыкованные с базой данных материалов и электронных компонентов, содержащей геометрические, физико-механические, теплофизические и другие параметры, а также допустимые значения характеристик, необходимые для принятия решения. При этом печатные узлы автоматически конвертируются из известных САПР (Mentor Graphics, Altium Designer, OrCAD и др.) в формате IDF. Исключаются ошибки человеческого фактора при задании исходных данных. В отличие от систем ANSYS, NASTRAN, COSMOS, COMSOL и др., которые ничего этого не имеют, система АСОНИКА специализирована в области электроники и является инструментом разработчика электроники.
|
|
|
|
|
|
|
|
Учтены особенности свойств материалов, применяемых в электронике, — например, их нелинейные свойства, не характерные для других изделий, например машиностроительных, для моделирования которых используются широко известные системы ANSYS, NASTRAN, COSMOS, COMSOL и др., не учитывающие специфику электроники. Данная специфика выражается, например, в нелинейности демпфирующих свойств современных материалов. В системе АСОНИКА заложена зависимость демпфирования от механических напряжений, чего нет в известных системах. В связи с этим в упомянутых системах нет возможности точно определить ускорения электронных компонентов, особенно на резонансах. А для электронных компонентов это особенно важно, так как для них задаются допустимые ускорения при всех механических воздействиях, которые ни в коем случае нельзя превышать.
В системе АСОНИКА созданы простые и интуитивно понятные постпроцессоры, позволяющие, в отличие от системы ANSYS и др., сразу определять все необходимые выходные тепловые, механические и другие характеристики, необходимые для принятия решения разработчиком электроники.
|
|
|
|
Система АСОНИКА, в отличие от системы ANSYS и др., предоставляет возможность идентификации физико-механических, теплофизических и других параметров, что крайне необходимо для обеспечения точности моделирования, так как многие параметры отсутствуют в справочниках.
В отличие от системы ANSYS и др., реализована возможность параметрической и структурной оптимизации конструкций на виброизоляторах (в подсистеме АСОНИКА-В), что крайне необходимо для обеспечения стойкости аппаратуры к механическим воздействиям.
|
|
Система АСОНИКА, в отличие от системы ANSYS и др., предоставляет возможность создания карт рабочих режимов (КРР) электронных компонентов с учетом тепловых и механических характеристик, полученных в результате моделирования и автоматически передаваемых в подсистему АСОНИКА-Р.
|
|
Система АСОНИКА, в отличие от системы ANSYS и др., обеспечивает возможность анализа показателей надежности электронных компонентов и аппаратуры в целом с учетом тепловых и механических характеристик, полученных в результате моделирования и автоматически передаваемых в подсистему АСОНИКА-Б.
В отличие от системы ANSYS и др., создается электронная модель изделия (в подсистеме АСОНИКА-УМ), необходимая для реализации CALS-технологий в электронике.
Система АСОНИКА имеет собственное расчетное ядро для всех видов расчетов.
Схемы, приводимые в этой статье, отображают результаты сравнения расчетного ядра системы ANSYS с расчетным конечно-элементным ядром прочностного анализа системы АСОНИКА — как по техническим, так и по экономическим характеристикам, а также по информационной безопасности. Относительно других зарубежных систем ситуация аналогична.
