Теоретические основы конструирования и технологии РЭС

Теоретические основы конструирования и технологии РЭС ( вводное занятие)

Вопросы конструирования и технологии' производства имеют большое значение для со­здания РЭС. Качество таких си­стем зависит не только от составляющих их элементов, но и от выбранных схемных, конструкторских и технологических решений при их разработке и производстве.

При высокой сложности РЭС использование удовлетворитель­ных конструкторских и технологических решений уже не пред­ставляется возможным и необходимо искать решения, близкие к оптимальным. Установить последние опытным путем практически невозможно; они могут быть получены лишь на основании теоре­тического анализа. Поэтому возникает необходимость развития теоретических подходов при решении конструкторских и техноло­гических задач, приводящих к математической формализации изу­чаемых явлений, т. е. к созданию теоретических основ конструи­рования и технологии производства РЭС. Эти основы необходимо знать при создании не только сложных и сверхсложных систем, но и приборов со средней степенью интеграции.

Оценить основные характеристики создаваемой РЭС, пользуясь теоретическими подходами, можно на стадии ее проектирования (при использовании методов автоматизированного проектирова­ния). Такой подход резко сокращает время разработки приборов, исключает ряд дорогостоящих экспериментов и позволяет полу­чать конструкторские и технологические решения, соответствую­щие заданным критериям качества.

В ряде случаев процесс создания РЭС почти соизмерим по продолжительности со «временем жизни» последней, исчисляемым в среднем пяти — семилетним сроком. Поэтому' ускорение про­цесса разработки чрезвычайно важно и имеет большое научно-техническое и технико-экономическое значение. Следует указать также на то, что зачастую получить даже удовлетворительные конструкторские и технологические решения при создании РЭС традиционными методами не представляется возможным из-за вы­сокой сложности и многофакторности задач. Многокритериальные задачи оптимизации в настоящее время практически вообще не решаются ручными методами. Это по силам ЭВМ, использование которых требует формализации решаемой задачи, т. е. математического ее описания. Отечественный и за­рубежный опыт показывает, что применение ЭВМ для целей авто­матизации конструирования способствует повышению техническо­го уровня разработки и ее качества, а также сокращению сроков создания РЭС и освоения ее в серийном производстве.

Автоматизация проектирования особенно эффективна, когда от автоматизации выполнения отдельных инженерных расчетов пере­ходят к комплексной автоматизации всей разработки, создавая для этой цели системы автоматизированного проектирования (САПР). Постановке решаемой конструкторской или технологиче­ской задачи предшествует ее математическое описание. Это опи­сание, дополненное ограничениями, связанными с реальными усло­виями разработки, производства и эксплуатации, становится ма­тематической моделью исследуемой системы (процесса). Чем точ­нее и полнее (т. е. более адекватно) математическая модель ото­бражает реальную ситуацию, тем более достоверными будут ре­зультаты технических решений, полученные на ее основе.

До сих пор речь шла в основном о процессе конструирования РЭС, но вопросы технологии ее производства в общем прогрессе электронной техники имеют не меньшее значение, а в ряде слу­чаев являются определяющими. Современная технология должна отвечать на вопрос не только как сделать изделие, но и как вы­полнить его наиболее рациональным образом. По своей матема­тической постановке технологические задачи схожи с конструктор­скими. Поэтому для их решения используют те же математические методы, что и для решения конструкторских задач.

Выполнение современной РЭС на микроэлектронной базе при­вело к очень тесной связи конструкторских и технологических решений, а в ряде случаев к полному их слиянию; при этом слож­ность каждого из них не уменьшилась; т. е. процесс создания РЭС усложнился и прежде всего в теоретическом плане.

Из этого следует, что теоретические подходы при создании РЭС различной степени сложности и использующие различные принципы функционирования приобретают на современном этапе развития электронной техники все большее значение, ибо позво­ляют быстрее и с лучшим качеством создавать современную ап­паратуру общего и специального назначения. Поэтому знать тео­ретические основы создания РЭС современному инженеру необ­ходимо. Изложению этих основ и посвящена книга. Предметом изучения в ней являются инженерные математические основы конструирования, технологии и эксплуатации РЭС. Задача данной дисциплины состоит в изложении математических методов (подходов), исполь­зуемых для анализа, синтеза и оптимизации процессов конструи­рования и технологии производства РЭС с целью повышения ее качества.