ГОСТ Р 70291—2022 Системы автоматизированного проектирования электроники. Состав и структура системы автоматизированного проектирования электронной аппаратуры. Electronics automated design systems. Composition and structure of the computer—aided design of electronic equipment. УДК 621.865:8:007.52:006.354 ОКС 31.020 29.100.01. Редакция от 15.10.2023.
5 Состав и структура САПР ЭА ГОСТ Р 70291-2022
5.6 Структурная схема САПР ЭА показана на рисунке 5.1.
В процессе проектирования в соответствии с требованиями CALS-технологий на базе подсистемы управления данными при моделировании (PDM-системы) с использованием подсистем моделирования происходит формирование электронной модели. С помощью специального графического редактора вводится электрическая схема, которая сохраняется в базе данных проектов в подсистеме управления данными и передается в виде файла в системы анализа электрических схем, а также в системы размещения и трассировки печатных плат. Выходные файлы системы размещения и трассировки печатных плат в формате IDF либо сохраняются в подсистеме управления моделированием, либо направляются в системы ЗD-моделирования для создания чертежей и сохраняются в подсистеме управления моделированием.
В подсистему управления моделированием также передаются ЗD-модели электронных шкафов, электронных блоков, ЭКБ, созданные в системах ЗD-моделирования в форматах IGES и STEP, которые далее направляются в подсистемы моделирования для анализа механических процессов в электронных шкафах, электронных блоках, ЭКБ (1), а также в подсистему моделирования для анализа тепловых процессов в электронных шкафах, электронных блоках, ЭКБ (3).
Сформированные проекты транслируются в блок оценки технологичности, тестопригодности и ремонтопригодности устройства. Оценка проводится на основе данных о существующих мощностях на планируемом производстве и действующих в отрасли стандартах DFM и DFT.
Полученные в результате моделирования напряжения, перемещения, ускорения и температуры в конструкциях электронных шкафов, электронных блоков ЭКБ сохраняются в подсистеме управления моделированием (2, 4). Чертежи ПУ и спецификации к ним, а также файлы в форматах IDF передаются из подсистемы управления моделированием в подсистему для комплексного анализа тепловых и механических процессов в ПУ (5). В подсистему для комплексного анализа тепловых и механических процессов в ПУ также передаются температуры воздуха в узлах, полученные в подсистеме моделирования тепловых процессов в электронных блоках, а также ускорения опор, полученные в подсистемах анализа механической прочности электронных блоков (6). Полученные в результате моделирования температуры и ускорения ЭКБ сохраняются в подсистеме управления моделированием (7).
Рисунок 5.1 — Структурная схема САПР ЭА
Перечень ЭКБ (8), файлы с электрическими характеристиками ЭКБ (9), температурами и ускорениями ЭКБ (10), результаты электромагнитного (15) и усталостного (16) анализа, полученные в подсистеме анализа электромагнитной совместимости и подсистеме анализа усталостной прочности, передаются из подсистемы управления моделированием в подсистему анализа показателей надежности электроники. Полученные в результате показатели надежности электроники сохраняются в подсистеме управления моделированием (11). Перечень ЭКБ, файлы с электрическими характеристиками ЭКБ (12), температурами и ускорениями ЭКБ (13) передаются из подсистемы управления моделированием в подсистему формирования карт рабочих режимов ЭКБ. Полученные в результате карты рабочих режимов сохраняются в подсистеме управления моделированием (14).
Описанная интеграция дает возможность развития и внедрения CALS—технологий на предприятиях. Интеграция программных продуктов позволяет выполнить сквозное автоматизированное проектирование электроники на основе комплексного моделирования физических процессов.
Пример состава и структуры САПР ЭА приведен в приложении А [из 5.6 ГОСТ Р 70291—2022]
Приложение А (справочное) - Пример состава и структуры САПР ЭА ГОСТ Р 70291-2022
На рисунке А.1 представлена структурная схема САПР ЭА, построенная на базе российской автоматизированной системы обеспечения надежности и качества аппаратуры ACOHИKA, предназначенной для анализа и обеспечения стойкости ЭА и ЭКБ к комплексным тепловым, механическим, электромагнитным воздействиям, усталостной прочности к тепломеханическим воздействиям, создания карт рабочих режимов ЭКБ, анализа показателей надежности ЭА и создания цифровых двойников ЭА и ЭКБ.
ACOHИKA — это замена натурных испытаний опытных образцов ЭА и ЭКБ виртуальными испытаниями на внешние механические, тепловые, электромагнитные и другие воздействия еще до их изготовления. Это значительная экономия денежных средств и сокращение сроков создания ЭА и ЭКБ при одновременном повышении качества и надежности за счет сокращения количества натурных испытаний.
В состав системы ACOHИKA входит 13 подсистем:
- ACOHИKA—Т — подсистема анализа и обеспечения тепловых характеристик произвольных конструкций ЭА и ЭКБ, ЗD-модель которых еще не создана (с возможностью ускоренного создания модели в специализированном интерфейсе);
Рисунок А.1 — Структурная схема САПР ЭА, построенная на базе российской автоматизированной системы обеспечения надежности и качества аппаратуры ACOHИKA
- ACOHИKA—М — подсистема анализа типовых конструкций блоков ЭА и ЭКБ на механические и тепловые воздействия, ЗD-модель которых еще не создана (с возможностью ускоренного создания модели в специализированном интерфейсе);
- ACOHИKA—М—ШКАФ — подсистема анализа типовых конструкций шкафов ЭА на механические и тепловые воздействия, ЗD-модель которых еще не создана (с возможностью ускоренного создания модели в специализированном интерфейсе);
- ACOHHKA—M—3D — подсистема анализа и обеспечения стойкости произвольных объемных конструкций ЭА и ЭКБ к механическим и тепловым воздействиям с возможностью импорта геометрии из различных CAD-систем;
- ACOHИKA—В — подсистема анализа и обеспечения стойкости к механическим воздействиям конструкций ЭА, установленных на виброизоляторах;
- ACOHИKA—ТМ — подсистема анализа конструкций печатных узлов ЭА на тепловые и механические воздействия;
- ACOHИKA—УСТ — подсистема анализа усталостной прочности конструкций печатных плат и ЭКБ при механических и тепловых воздействиях;
- ACOHИKA—ИД — подсистема идентификации физико—механических и теплофизических параметров моделей ЭА и ЭКБ;
- ACOHИKA—ЭМС — подсистема анализа и обеспечения электромагнитной совместимости ЭА;
- ACOHИKA—Р — подсистема автоматизированного заполнения карт рабочих режимов ЭКБ;
- ACOHИKA—Б — подсистема анализа показателей надежности ЭА с учетом реальных режимов работы ЭКБ и расчета комплектов «Запасные части, инструменты и принадлежности»;
- ACOHИKA—БД — подсистема управления базами данных ЭКБ и материалов по геометрическим, физикомеханическим, усталостным, теплофизическим, электрическим и надежностным параметрам;
- ACOHИKA—ЦДЭ — подсистема управления виртуальными испытаниями ЭА и ЭКБ при проектировании и создании цифровых двойников ЭА и ЭКБ.
Система ACOHИKA включает в себя следующие конверторы с известными САПР:
- для передачи перечня ЭКБ и геометрии печатной платы и ЭКБ в стандартном формате (IDF) из систем проектирования печатных плат;
- для передачи геометрии произвольной конструкции в стандартном формате (STEP, IGES) из CAD-системы.
[из Приложение А (справочное) — Пример состава и структуры САПР ЭА ГОСТ Р 70291—2022]
