Компьютерные технологии в научных исследованиях Дисциплина для магистерской подготовки по направлениям 11.04.01 «Радиотехника», 11.04.03 Конструирование. - презентация

1 Компьютерные технологии в научных исследованиях Дисциплина для магистерской подготовки по направлениям «Радиотехника», Конструирование и технология электронных средств», «Электроника и наноэлектроника» Автор: Исаев Владимир Александрович, к.т.н., профессор Великий Новгород, 2015

2 Занятие 3 Требования раздела 7.3 «Проектирование и разработка» ИСО 9001:2008 и ГОСТ РВ ГОСТ Р Информационная технология. Модель открытой Грид-системы. Основные положения Связь ОАО «ОКБ «Планета» с ОАО «Концерн РТИ Системы»

3 Управление исследованиями и разработками Требования раздела 7.3 «Проектирование и разработка» ИСО 9001:2008 и ГОСТ РВ

4 ПОТРЕБИТЕЛЬ ТРЕБОВАНИЯ Постоянное улучшение СМК Модель СМК на основе процессного подхода Измерение, анализ, улучшение 7. Процессы ЖЦП Ответственность руководства ПОТРЕБИТЕЛЬ УДОВЛЕТВОРЕННОСТЬ (4.2,4.9,4.10) (4.3) (4.4) (4.6) (4.7,4.8,4.9,4.10, 4.12,4.15,4.19) (4.13) (4.2) (4.2,4.5) (4.2) (4.5) (4.16) (4.1) (4.1,4.18) (4.1,4.9) (4.9) (4.1,4.2) (4.3) (4.1) (4.1,4.2) (4.1) (4.2) (4.10,4.17,4.20) (4.9,4.10,4.17,4.20) (4.13) (4.14,4.20) (4.1,4.14) Продукция Выход Вход Деятельность, добавляющая ценность (стоимость) Информационный поток 6. Менеджмент ресурсов 4. СМК ISO 9001:2008 ISO 9001:1994

5 ГОСТ Р

6 Комментарии к стандартным этапам НИР Этап 1. Разработка ТЗ на НИР Согласно ГОСТ разработка ТЗ на НИР должна быть составной частью, точнее первым этапом НИР; ТЗ на НИР обязательно должно содержать изложенную в виде требования информацию о том, какими должны быть новые продукты и какие знания необходимо добыть для обеспечения их разработки; В ТЗ на НИР должны присутствовать следующие разделы: 1. Основания для проведения НИР – указывается документ, на основании которого проводится НИР. Чаще всего, это договор между сторонами или внутреннее распоряжение, если Заказчик и Исполнитель НИР из одной организации.

7 Комментарии к стандартным этапам НИР (продолжение) 2. Цель и исходные данные для проведения НИР – приводится обоснование необходимости НИР, излагается её назначение и конечная цель, приводится перечень работ и изобретений, на базе которых выполняется НИР. 3. Этапы НИР – приводится перечень этапов, с указанием сроков начала и завершения, исполнителей, объемов финансирования, результатов выполнения каждого из этапов. 4. Основные требования к исполнению НИР – в интересах Заказчика добиваться подробного изложения этого раздела ТЗ. Здесь может быть дан краткий обзор мирового уровня техники, приведён подробно перечень вопросов, подлежащих исследованию, предполагаемые методы и объём исследований.

8 Комментарии к стандартным этапам НИР (продолжение) 5. Порядок реализации и использования результатов НИР – требования о разработке предложений по оптимальному использованию результатов НИР, о разработке проекта ТЗ на ОКР, о разделе интеллектуальных прав. 6. Перечень технической документации, предъявляемой по окончании НИР – этот раздел, чем короче, тем лучше. Отчет по НИР должен быть выполнен в соответствии с ГОСТ 7.32 – Исследователи должны составить патентный формуляр по ГОСТ и раздел «технические требования» в ТЗ на ОКР. 7. Порядок рассмотрения и приемки НИР – указывается, как и в каком составе принимается НИР. 8. Перечень заинтересованных организаций, которым посылаются ТЗ, реферат и отчет – чем короче этот перечень, тем лучше.

9 Комментарии к стандартным этапам НИР (продолжение) 5. Порядок реализации и использования результатов НИР – требования о разработке предложений по оптимальному использованию результатов НИР, о разработке проекта ТЗ на ОКР, о разделе интеллектуальных прав. 6. Перечень технической документации, предъявляемой по окончании НИР – этот раздел, чем короче, тем лучше. Отчет по НИР должен быть выполнен в соответствии с ГОСТ 7.32 – Исследователи должны составить патентный формуляр и раздел «технические требования» в ТЗ на ОКР. 7. Порядок рассмотрения и приемки НИР – указывается, как и в каком составе принимается НИР. 8. Перечень заинтересованных организаций, которым посылаются ТЗ, реферат и отчет – чем короче этот перечень, тем лучше.

10 ГОСТ

11 Комментарии к стандартным этапам НИР (продолжение) Подэтап 1.1. Проведение патентных исследований Патентные исследования включают в себя исследования технического уровня и тенденций развития продукции, её патентоспособности, патентной чистоты и конкурентоспособности (см. ГОСТ Р Патентные исследования). Этап 2. Выбор направления исследований Существо этапа ясно из его названия. Он может включать в себя экспериментальные работы, а может выполняться только на основании изучения литературных источников.

12 ГОСТ Р

13 Патентно-информационные ресурсы Роспатента Интернет-ресурсы Официальные электронные бюллетени Официальные бюллетени Роспатента по объектам интеллектуальной собственности за последний месяц Открытые реестры Доступ к информации об объектах интеллектуальной собственности по номеру охранного документа или заявки с указанием правового статуса или состояния делопроизводства по заявкам Информационно-поисковая система ФИПС Многокритериальный поиск по изобретениям, рефератам патентных документов на русском и английском языках, перспективным изобретениям, полезным моделям, товарным знакам, промышленным образцам, классификаторам и документам из последних бюллетеней.

14 Комментарии к стандартным этапам НИР (продолжение) Этап 3. Теоретические и экспериментальные исследования Подэтап 3.1 Изготовление и испытание макетов Согласно ГОСТ макет – это упрощенное воспроизведение в определенном масштабе изделия или его части, на котором исследуются отдельные характеристики изделия, а также оценивается правильность принятых технических решений.

15 Система АСОНИКА (Автоматизированная система обеспечения надежности и качества аппаратуры (АСОНИКА) предназначена для проектирования высоконадежных радиоэлектронных средств на принципах CALS-технологий)

16 Автоматизированная система АСОНИКА для проектирования высоконадежных радиоэлектронных средств на принципах CALS- технологий. Том 1 (+ CD-ROM) Дается детальное изложение каждой из 8 подсистем: 1) подсистемы анализа объемных конструкций РЭС на механические воздействия АСОНИКА-М; 2) подсистемы анализа и обеспечения стойкости к механическим воздействиям конструкций РЭС, установленных на виброизоляторах АСОНИКА-В; 3) подсистемы анализа и обеспечения тепловых характеристик конструкций РЭС АСОНИКА-Т; 4) подсистемы анализа конструкций печатных узлов РЭС на тепловые и механические воздействия АСОНИКА-ТМ; 5) подсистемы автоматизированного заполнения карт рабочих режимов ЭРИ АСОНИКА-Р; 6) подсистемы анализа показателей безотказности РЭС с учетом реальных режимов работы ЭРИ АСОНИКА-К; 7) подсистемы моделирования тепловых и механических процессов на основе 3D-модели АСОНИКА-КОМПАС-ANSYS; 8) подсистемы управления моделированием РЭС при проектировании АСОНИКА-УМ. Даются примеры моделирования.

17 Автоматизированная система АСОНИКА для моделирования физических процессов в радиоэлектронных средствах с учетом внешних воздействий В монографии представлены труды Научной школы моделирования, информационных технологий и автоматизированных систем (НШ МИТАС) профессора А.С. Шалумова и Научной школы «АСОНИКА» профессора Кофанова Ю.Н.

18 Система АСОНИКА состоит из 7-и подсистем: - АСОНИКА-Т: анализ и обеспечение тепловых характеристик конструкций аппаратуры; - АСОНИКА-М: анализ объемных конструкций радиоэлектронных средств на механические воздействия; - АСОНИКА-В: анализ и обеспечение стойкости к механическим воздействиям конструкций радиоэлектронных средств, установленных на виброизоляторах; - АСОНИКА-ТМ: анализ конструкций печатных узлов радиоэлектронных средств на тепловые и механические воздействия; - АСОНИКА-Р: автоматизированное заполнение карт рабочих режимов электрорадиоизделий; - АСОНИКА-Б: анализ показателей безотказности радиоэлектронных средств с учетом реальных режимов работы электрорадиоизделий; - АСОНИКА-УМ: управление моделированием радиоэлектронных средств при проектировании.

19 ГОСТ

20 Приказами 210-ст, 211-ст, 212-ст Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии введены в действие с 1 января 2012 г. в качестве национальных стандартов Российской Федерации: ЕСКД. Базовый комплекс 3 ГОСТ Правила передачи электронных конструкторских документов. Общие положения; ГОСТ Правила выполнения пакета данных для передачи электронных конструкторских документов. Общие положения; ГОСТ Электронный каталог изделий. Общие положения; ГОСТ Электронный формуляр. Основные положения и общие требования

21 Область применения системы (программный комплекс) АСОНИКА: Проектирование радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), к которой предъявляются жесткие требования по надёжности. Программный комплекс создан в обеспечение ГОСТ Р В "Комплексная система общих технических требований. Аппаратура, приборы, устройства и оборудование военного назначения. Требования к программам обеспечения надежности» Программный комплекс рекомендован РД В , ред "Комплексная система контроля качества. Аппаратура, приборы, устройства и оборудование военного назначения. Принципы применения математического моделирования при проектировании. База данных полностью отвечает положениям РД В "Положение о справочнике "Надежность электрорадиоизделий".

22

23

24 Формирование виртуального проекта в PDM-системе в процессе проектирования на основе системы АСОНИКА

25 Структурная схема взаимодействия подсистем при разработке виртуального макета

26

27 Структурная схема формирования виртуального проекта РЭУ

28 Введение в грид-технологии ГОСТ Р Информационная технология. Модель открытой Грид-системы. Основные положения

29 Распределенные вычисления (distributed computing) Распределенные вычисления - способ решения трудоемких задач (вычислительных и задач обработки данных) с привлечением большого числа территориально удаленных друг от друга вычислительных ресурсов, а также ресурсов хранения и передачи данных. Термин "распределенные вычисления" объединяет большое число различных подходов и конкретных технологий для решения такого рода задач. Один из таких подходов, а именно, технологии создания и использования больших грид-систем.

30 Введение в грид-технологии

31 Как грид устроен

32 Терминология и определение грида Пионеры грид-технологий – Ян Фостер (Ian Foster) из Аргоннской Национальной лаборатории и Чикагского университета и Карл Кессельман из Института информационных наук Университета Южной Калифорнии (США) дают следующее определение: "Грид - согласованная, открытая и стандартизованная среда, которая обеспечивает гибкое, безопасное, скоординированное разделение (общий доступ) ресурсов в рамках виртуальной организации".

33 Терминология и определение грида (продолжение) Грид это соединение технологии, инфраструктуры и стандартов: Технология – это специальное программное обеспечение, которое позволяет организациям или частным лицам предоставлять ресурсы (компьютеры, хранилища данных, сети и другие) в общее пользование, а потребителям – использовать их, когда необходимо. Инфраструктура состоит из аппаратных средств и служб (на основе людских и программных ресурсов), которые должны быть организованы, и постоянно поддерживаться для того, чтобы ресурсы могли совместно использоваться. Наконец, стандарты должны определять формат и протоколы обмена сообщениями, как между службами, так и между службами и пользователями, а также правила работы грида.

34 Стандарты на информационные технологии - ГОСТ Р Информационная технология. Модель открытой Грид-системы. Основные положения. - ГОСТ Р Информационная технология. Руководство по организации и представлению элементов данных при обмене данными. Методы и принципы кодирования. -ГОСТ Р Информационная технология. Спецификация языка описания представления задач (JSDL). Версия ……

35 ГОСТ Р

36

37 Сценарий работы системы моделирования Grid

38 Основные компоненты системы моделирования Grid

39 Приложение 1 Образовательный математический сайт exponenta.ru

40

41 Раздел MATLAB

42 Обработка сигналов и изображений\ Image Processing Toolbox Обработка сигналов и изображений\ Image Processing Toolbox И.М.Журавель "Краткий курс теории обработки изображений"

43 Приложение 2 Связь ОАО «ОКБ «Планета» с ОАО «Концерн РТИ Системы»

44 ОАО «Концерн РТИ Системы» Открытое Акционерное Общество «Концерн «Радиотехнические и Информационные Системы» имеет отраслевую специализацию: радиостроение и ракетная техника, комплексные системы связи и безопасности, приводная техника. В области загоризонтной радиолокации Концерн является одним из мировых лидеров.

45 ОАО «ОКБ «Планета» Основными видами деятельности предприятия являются научно- исследовательские, опытно- конструкторские, инжиниринговые разработки и производство: изделий электронной техники (полупроводниковых приборов) гибридных интегральных структур (терморезисторов, датчиков давления, гибридных микросхем) СВЧ радиотехнических изделий (модулей, узлов, блоков) электротехнических изделий (систем электронного зажигания и систем электронного розжига)

46 Радиостроение и ракетная техника Загоризонтные радиолокационные станции контроля воздушного пространства и надводной обстановки. Радиолокационные средства предупреждения о ракетном нападении и комплексы противоракетной обороны. Радиолокационные станции дальнего обнаружения и контроля систем управления воздушным движением, а также радиоэлектронне модули для них.

47 Статья о продукции ОАО «ОКБ Планета» (К и Т,10,2006 г.) Компоненты и технологии» представляют собой издание в котором есть темы: DSP (цифровые сигнальные процессоры) и цифровая обработка сигналов, беспроводные технологии (ZigBee, Bluetooth, беспроводные USB, GSM, GPRS, Wi-Fi, Wi- MAX), специализированные микросхемы, измерительные приборы и испытательное оборудование и многое другое.

48 Новая продукция ОАО «ОКБ Планета»

49

50 Активная фазированная антенная решётка Активная фазированная антенная решётка (АФАР) разновидность фазированой антенной решетки (ФАР). В активной фазированной антенной решетке, каждый элемент решетки или группа элементов имеют свой собственный миниатюрный микроволновый передатчик, обходясь без одной большой трубки передатчика, применяемой в радарах с пассивной фазированной решеткой. В активной фазированной решетке, каждый элемент состоит из модуля, который содержит щель антенны, фазовращатель, передатчик, и часто также приёмник.

51 Приёмо-передающий модуль АФАР

52 АФАР "Жук-АЭ" для истребителя МиГ-35

53 Учебное задание Познакомиться с содержанием статьи о продукции ОКБ «Планета», опубликованной в журнале «Компоненты и технологии» 10, 2006 г. Изучить содержание стандарта ГОСТ Р Изделия электронной техники. Порядок создания и постановки на производство. Основные положения. Изучить содержание стандарта ГОСТ Система разработки и постановки продукции на производство. Порядок выполнения научно- исследовательских работ. Примечание: учебные материалы размещены на портале НовГУ ( Исаев Владимир Александрович > КТ в научных исследованиях > …)

54 Список литературы 1. Основы современных компьютерных технологий / Брякалов Г.А. и др. (учебник под ред. проф. Хомоненко А. Д.). – СПб.: КОРОНА принт, – 672 с. 2. Втюрин А. Н. Компьютерные технологии в науке и производстве. Версия 1.0 [Электронный ресурс] : конспект лекций / А. Н. Втюрин, А. С. Крылов, Ю. В. Герасимова. – Электрон. дан. (2 Мб). – Красноярск : ИПК СФУ, Григорьев Ю.В. Управление исследованиями и разработками. Учебное пособие. – М.: РГУИТП, – 224 с. 4. Румянцев А.А. Менеджмент инноваций. Как научную работу довести до инновации. Учебное пособие. – СПб.: Изд. дом «Бизнес-пресса», – 200 с.

55 Список литературы (продолжение) 5. Сингаевская Г.И. Управление проектами в Microsoft Project М.: ООО «И.Д.Вильямс», – 800 с. 6. Автоматизированная система АСОНИКА для моделирования физических процессов в радиоэлектронных средствах с учетом внешних воздействий / Под ред. А.С. Шалумова. - М: Издательство «Радиотехника», – 424 с. 7. ГОСТ Система разработки и постановки продукции на производство. Порядок выполнения научно-исследовательских работ. 8. ГОСТ Р Система разработки и постановки продукции на производство. Патентные исследования. 9. ГОСТ Р Изделия электронной техники. Порядок создания и постановки на производство. Основные положения. - М.: Изд-во «Стандартинформ», 2010.

56 Список литературы (продолжение) 10. ГОСТ Р Информационная технология. Модель открытой Грид-системы. Основные положения. - М.: Изд-во «Стандартинформ», ГОСТ Р Информационная технология. Руководство по организации и представлению элементов данных при обмене данными. Методы и принципы кодирования. - М.: Изд-во «Стандартинформ», ГОСТ Р Информационная технология. Спецификация языка описания представления задач (JSDL). Версия М.: Изд-во «Стандартинформ», Демичев А.П., Ильин В.А., Крюков А.П. Введение в грид- технологии. Препринт НИИЯФ МГУ – – 87 с. 14. Грушин Д.А., Поспелов А.И. Система моделирования Grid: реализация и возможности применения. – М.: Институт системного программирования РАН (ИСП РАН).

57 Спасибо за внимание!