С. Гамкрелидзе, В. Орлов, Г. Иванов

    Характерной особенностью разработки и производства современных и перспективных электрорадиоизделий (ЭРИ) является процесс увеличения их функциональной интеграции, точностных характеристик, быстродействия, надежности и др. Несмотря на имеющиеся в странах СНГ объективные трудности, данное обстоятельство обусловливает проблемы резкого возрастания трудоемкости проектирования ЭРИ, увеличения объема программных средств для их испытаний, а также трудозатрат на разработку конструкторской и технической документации (КД и ТД). Поэтому существенной задачей является создание и внедрение системы разработки и реализация электронной документации, охватывающей все этапы жизненного цикла изделий, обеспечивающей обмен информацией между предприятиями-разработчиками и предприятиями-потребителями ЭРИ. Прогресс в области информационных технологий показал техническую и экономическую эффективность подобных разработок уже к середине 80-х годов.

    В 1985 г. Министерство обороны США объявило планы создания глобальной автоматизированной системы электронного описания всех этапов проектирования, производства и эксплуатации продуктов военного назначения Computer Aided Acquisition and Logistic Support (сокр. CALS). За прошедшие годы CALS-технология получила широкое развитие в оборонной промышленности и военно-технической инфраструктуре Министерства обороны США. По имеющимся данным это позволило ускорить выполнение НИОКР на 3040%, уменьшить затраты на закупку военной продукции на 30%, сократить сроки закупки ЗИП на 22%, а также в 9 раз сократить время на корректировку проектов.

    Схема общей модели CALS-технологии представлена на рисунке. Анализ данной схемы показывает, что CALS-технология, реализующая стандартные способы представления КД и ТД, обладает следующими очевидными преимуществами:

• удобством в использовании, поскольку несколько дискет или один лазерный диск заменяют тома технической документации на бумге;
• предприятие-изготовитель сложного изделия (конечной продукции) для получения требуемой информации об ЭРИ имеет возможность связаться в режиме реального времени с компьютерными центрами предприятий-поставщиков комплектующих изделий и запасных частей.

    В целом CALS-технология создает базовые условия для реализации сквозной системы информационной поддержки аппаратуры, приборов и устройств на всех этапах их жизненного цикла от разработки до утилизации.

    В России и других странах СНГ стандартизация в области информационных технологий, в том числе и CALS, находится на начальной стадии развития. Ситуация выглядит следующим образом: с одной стороны, бытует мнение, что возможен простой переход от действующих на всей территории бывшего СССР информационных банков данных и систем электронного документирования к CALS-технологии информационной поддержки создания продукции, с другой НИИ и предприятия промышленности разрабатывают и внедряют собственные информационные системы управления отдельными этапами производственного процесса, которые не отвечают требованиям принятых международных CALS-стандартов, что является серьезным препятствием для оперативного обмена требуемой информацией, а также выхода продукции на внешний рынок.

    Уже сегодня в СНГ ведущие предприятия-экспортеры, прежде всего военной техники и вооружения, столкнулись с ситуацией, когда обязательным условием заключения любого контракта становится требование заказчика предоставить ему техническую документацию на продукцию в электронном виде, соответствующую международным CALS-стандартам.

    В общем случае, внедрение качественно новых информационных технологий сквозного сопровождения изделий связано прежде всего с реализацией системы формализованного компьютерного описания ЭРИ для всего их жизненного цикла, которая включает:

• стандартный язык обобщения размножаемых документов (SGML);
• подсистему (мегафайл) компьютерной графики (CGM);
• структурированный язык запросов (SQL);
• стандарт обмена данными о модели продукта (ЭРИ и аппаратуры на их основе) (STEP);
• язык высокого уровня модели ЭРИ и аппаратуры на их основе (VHDL).

    Процесс создания системы подобного типа позволяет выделить ряд практически автономных подзадач (информационных направлений развития CALS-технологии).

    Базовым направлением является поэтапное внедрение электронных версий документов. Так, в США на начальном этапе внедрения CALS-технологии документы разрабатывались в 2-х вариантах: на бумажных носителях и в "электронной" копии. При этом наиболее эффективным для документации в электронном виде оказался формат PDF, разработанный фирмой Acrobat. Этот формат по результатам использования в Лос-Аламосской лаборатории и на предприятиях атомной отрасли США был признан Пентагоном в качестве унифицированного.

    Что касается стандартного коммуникативного формата обмена информацией об изделии на любом этапе его жизненного цикла, то для внедрения может рассматриваться формат EDIF, который успешно используется ведущими зарубежными электронными фирмами, в том числе, IBM, Intel, Texas Instruments, Motorola и другими.

    В целом для реализации данного направления целесообразно принять за основу комплекс стандартов ISO-10303 и ISO-13584, используемых в международной практике и определяющих единый порядок механизма электронного описания продукции. Применение принципов системы CALS, изложенных в перечисленных документах, обеспечивает формирование объединенной базы данных информационной системы любой отрасли промышленности, содержащей информацию отдельных предприятий (подрядчиков).

    Другое направление связано с созданием системы формализованного компьютерного описания ЭРИ для всего жизненного цикла их существования. Подобная система может быть разработана в виде комплекса программных средств унифицированной сквозной САПР, обеспечивающей информационно-логическую связь процессов проектирования и изготовления ЭРИ и аппаратуры на их основе. Внедрение таких унифицированных САПР предусмотрено программными документами развития изделий микроэлектроники, в том числе и специального назначения [1]. Первоочередной задачей реализации данной системы является внедрение унифицированных языков описания топологической структуры функциональных модулей и ЭРИ, а также электронных модулей радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) в целом.

    Проведенные исследования показали, что в качестве языка описания функциональных моделей возможно использование языка высокого уровня VHDL, стандартизированного в США для радиоэлектронных средств вооружения. Стандарт с описанием данного языка сейчас внедряется и в России [2].

    Для описания топологических структур ЭРИ могут быть эффективно применены элементы языка GDS, поскольку все ведущие зарубежные фирмы-поставщики средств программного обеспечения САПР снабжают их конвертерами информации в формат этого языка. Язык GDS позволяет описывать топологию с любой точностью и размерностью (включая метрическую и дюймовую системы), что особенно важно, если учитывать перспективу постоянного уменьшения топологических норм проектирования (с 2,0 мкм до 0,81,2 и далее до 0,30,6) современных и перспективных изделий микроэлектроники.

    Наряду с функциональным моделированием, в CALS-системе проектирования ЭРИ необходимо предусмотреть их технологическое моделирование с целью создания устойчивого и стабильного технологического процесса (то есть определения оптимальных условий и режимов проведения операций, норм, допусков и так далее), обеспечивающего требования заказчика по надежности с учетом запаса по параметрам.

    Кроме этапов проектирования ЭРИ, аппаратуры на их основе и создания электронных версий КД и ТД, CALS-система должна охватывать и такие информационные области, как управление Государственным заказом на разработку материалов, ЭРИ и РЭА, управление номенклатурой и качеством изделий.

    Как одну из основных сфер применения современной информационной технологии CALS следует рассматривать систему управления номенклатурой, позволяющую эффективней реализовать единую техническую политику Генерального заказчика при комплектовании перспективных аппаратных комплексов изделиями электроники и электротехники, выпускаемыми предприятиями России и стран ближнего зарубежья. При этом должны решаться следующие основные технические задачи:

• оптимальное размещение Государственного заказа на предприятиях промышленности;
• разработка и внедрение современных принципов обеспечения и контроля качества и надежности продукции;
• повышение точности и оперативности поиска неисправностей в РЭА за счет доступа к технической документации в диалоговом режиме и развитых автоматизированных средств диагностики отказов и др.

    В России в настоящее время создается система сертификации ЭРИ, РЭА и материалов военного (двойного) назначения, а также разрабатывается автоматизированная система каталогизации и стандартизации (АСКС) материалов, ЭРИ и РЭА.

    При автоматизации некоторых процессов этой системы могут и должны использоваться методы CALS-технологии, которые обеспечат оперативность получения информации и ее достоверность при решения основных задач, таких как:

• сертификация систем качества и производства РЭА, ЭРИ и материалов;
• ведение перечня (реестра) сертифицированных изделий;
• ведение перечня (реестра) сертифицированных предприятий оборонной промышленности;
• обобщение и анализ данных о качестве изделий на этапе их разработки, производства, поставки;
• формирование и использование компьютерного банка данных о стандартах на оборонную продукцию;
• формирование и ведение единого каталога предметов снабжения.

    Эту разработку можно рассматривать как подсистему интегральной системы межгосударственной каталогизации продукции государств СНГ, а также как основа единого информационного пространства, способствующего развитию технического сотрудничества и оборонной промышленности этих государств.

Литература

1. Гамкрелидзе С.А. Современные требования к САПР функционально-сложных изделий микроэлектроники: Научная сессия "МИФИ 99". Сборник научных трудов. Том 6. М.: МИФИ. 1999. С. 184185.
2. ГОСТ Р 5075495. Язык описания аппаратуры цифровых систем VHDL. Описание языка. М.: Госстандарт России. 1995. 243 с.

Тел.: 586 9440