Асоника САПР-система

• Система АСОНИКА ориентирована на разработчика РЭА. С этой целью в подсистемах АСОНИКА-М и АСОНИКА-ТМ разработаны специальные интерфейсы для ввода типовых конструкций радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) – шкафов, блоков, печатных узлов, что значительно упрощает анализ физических процессов в РЭА. Если бы пользователь строил модель механических процессов сложного шкафа или блока в обычной конечноэлементной системе, например, ANSYS, ему бы пришлось вначале пройти специальное обучение и набраться опыта, что заняло бы примерно около года, а затем в течение нескольких часов вводить саму модель. В системе АСОНИКА не нужно проходить специального обучения, нужно просто вводить на доступном конструктору языке то, что представлено на чертеже.

Структура автоматизированной системы АСОНИКА предусматривает, что в процессе проектирования в рамках CALS-технологий на базе имеющейся подсистемы управления данными при моделировании АСОНИКА-УМ и с использованием подсистем моделирования происходит формирование электронной модели изделия . С помощью специального графического редактора вводится электрическая схема, которая сохраняется в базе данных проектов в подсистеме АСОНИКА-УМ и передается в виде файла в систему анализа электрических схем PSpice и в систему размещения и трассировки печатных плат PCAD. Выходной pcb-файл системы PCAD сохраняется в подсистеме АСОНИКА-УМ, а также передается в системы AUTOCAD, КОМПАС, ProEngineer, SolidWorks для создания чертежей. Чертежи также сохраняются в подсистеме АСОНИКА-УМ и передаются из подсистемы АСОНИКА-УМ в подсистему анализа механических процессов в шкафах и блоках РЭС АСОНИКА-М, в подсистему анализа тепловых процессов в шкафах и блоках РЭС АСОНИКА-Т.

Таким образом, полноценный комплексный анализ шкафа на тепловые и механические воздействия вплоть до каждого электрорадиоизделия (ЭРИ) (получаем ускорения и температуры на каждом элементе) может быть проведен в течение 1 дня.

• АСОНИКА-УМ специализирована для радиоэлектронной аппаратуры и является составной частью системы АСОНИКА.
• Структура справочной базы данных по параметрам ЭРИ и параметрам материалов конструкций РЭА отличается от существующих наличием полных условных записей ЭРИ, наличием моделей вариантов установки ЭРИ, позволяющих значительно сократить время на ввод геометрических, физико-механических, тепловых и др. параметров ЭРИ, возможностью создания новых моделей вариантов установки ЭРИ, наличием необходимых графических параметров, позволяющих придавать реалистичность изображению ЭРИ в пространстве, возможностью создания дополнительных таблиц параметров ЭРИ, содержащих числовые, строковые, функциональные, логические, текстовые и графические данные об ЭРИ.
• Система является открытой, так как позволяет включать дополнительные программы, например Pro/ENGINEER, на уровне пользователя без привлечения программистов. На территории РФ данная система аналогов не имеет и разрабатывается впервые. По зарубежным аналогам информация в открытой печати отсутствует.

• Система «АСОНИКА» с 2000 г . проходит апробацию на предприятиях, выполняющих ГОЗ и поддерживается 22 ЦНИИ Мо РФ, выпустившим в 2000 г . (ред. 2003 г .) РДВ 319.01.05-94 по применению отдельных модулей системы «АСОНИКА» с целью повышения надежности проектируемой аппаратуры и оптимизации объемов испытаний РЭА.

Комплекс АСОНИКА

В рамках системы АСОНИКА реализуется специальный программный комплекс, который создает структуру электронного (виртуального) макета разрабатываемой РЭС, наполняет данную структуру результатами работы проблемных подсистем АСОНИКА. Подсистемы позволяют моделировать электрические, тепловые, механические и другие физические процессы, а также интегрироваться с известными системами топологического проектирования печатных плат и известными CAD-системами. Программный комплекс управляет процессом отображения результатов модельных экспериментов на геометрической модели, входящей в состав электронного макета, а также преобразует электронный макет после его обработки в формат стандарта ISO 10303 STEP.

Состав комплекса

АСОНИКА-Т

Подсистема позволяет осуществлять моделирование стационарных и нестационарных тепловых процессов в произвольных конструкциях радиоэлектронных средств (РЭС) с применением средств автоматизации. Данные средства позволяют в короткое время производить синтез моделей тепловых процессов на основе моделей типовых элементов. Подсистема содержит базу данных материалов конструкций, которая может пополняться. Подсистема имеет понятный интерфейс пользователя и легка в освоении.

АСОНИКА-М

Подсистема предназначена для расчета механических характеристик типовых конструкций блоков РЭС при воздействии гармонической и случайной вибраций, одиночных и многократных ударов, линейных ускорений. Графический интерфейс ввода-вывода информации позволяет осуществить ввод конструкции по имеющемуся сборочному чертежу, а также отобразить результаты расчета механических характеристик конструкций. В качестве расчетного ядра используется ANSYS 5.6. Реализована локальная база данных, содержащая физико-механические параметры конструкционных материалов, необходимые для расчета механических характеристик.

АСОНИКА-М-ШКАФ

Подсистема предназначена для расчета механических характеристик типовых конструкций шкафов и стоек РЭС при воздействии гармонической и случайной вибраций, одиночных и многократных ударов, линейных ускорений. Графический интерфейс ввода-вывода информации позволяет осуществить ввод конструкции по имеющемуся сборочному чертежу, а также отобразить результаты расчета механических характеристик конструкций. В качестве расчетного ядра используется ANSYS14. Реализована локальная база данных, содержащая физико-механические параметры конструкционных материалов, необходимые для расчета механических характеристик.

АСОНИКА-М-3D

Подсистема предназначена для расчета механических характеристик произвольных объемных конструкций РЭС - шкафов, стоек, блоков и др. - при воздействии гармонической и случайной вибраций, одиночных и многократных ударов, линейных ускорений. Подсистема имеет конвертор из 3D-модели (форматы IGES, SAT), созданной в ProEngineer, SolidWorks, Autodesk Inventor. В качестве расчетного ядра используется ANSYS 14. Реализована локальная база данных, содержащая физико-механические параметры конструкционных материалов, необходимые для расчета механических характеристик.

АСОНИКА-ИД

Подсистема предназначена для идентификации физико-механических параметров моделей РЭС и прежде всего: модуля упругости материала, коэффициента Пуассона материала; коэффициента механических потерь (КМП) в начальной точке; коэффициента зависимости КМП от механического напряжения.

АСОНИКА-В

Автоматизированная подсистема предназначена для анализа механических характеристик конструкций шкафов, стоек и блоков РЭС, установленных на виброизоляторах, при воздействии гармонической и случайной вибраций, одиночных и многократных ударов, линейных ускорений, акустических шумов и для принятия решения на основе полученных механических характеристик с целью обеспечения стойкости РЭС при механических воздействиях. Графический интерфейс ввода-вывода информации позволяет осуществить ввод конструкции по имеющемуся сборочному чертежу, а также отобразить результаты расчета механических характеристик конструкций. Реализована локальная база данных, содержащая геометрические и физико-механические параметры виброизоляторов и конструкционных материалов, необходимые для расчета механических характеристик.

АСОНИКА-ТМ

Подсистема предназначена для расчета тепловых и механических характеристик печатных узлов (ПУ), электрорадиоизделий (ЭРИ) - при воздействии гармонической и случайной вибраций, одиночных и многократных ударов, линейных ускорений, акустических шумов. Графический интерфейс ввода-вывода информации позволяет осуществить ввод печатного узла по имеющемуся сборочному чертежу, в том числе из систем P-CAD, Mentor Graphics, Altium Designere, OrCAD, а также отобразить результаты расчета тепловых и механических характеристик ПУ. Реализована локальная база данных, содержащая геометрические, теплофизические и физико-механические параметры ЭРИ и конструкционных материалов, необходимые для расчета тепловых и механических характеристик.

АСОНИКА-Р

Подсистема позволяет осуществлять автоматическое заполнение карт рабочих режимов ЭРИ на основе перечня ЭРИ, введенного пользователем, и базы данных, содержащей предельно-допустимые значения параметров ЭРИ согласно техническим условиям, в том числе в виде графических и аналитических зависимостей. При этом перечень ЭРИ вводится как вручную, так и автоматически из файлов с перечнями. В процессе чтения перечня ЭРИ осуществляется проверка на их наличие в базе данных. В случае отличия записи ЭРИ в перечне и базе данных существует возможность назначить соответствие с целью выбора необходимого ЭРИ из имеющихся в базе данных. Значения параметров ЭРИ в схеме заполняются автоматически по результатам моделирования электрических, тепловых и механических характеристик. В результате применения подсистемы в процессе проектирования РЭС время, затрачиваемое на выпуск карт рабочих режимов ЭРИ, сокращается в несколько раз по сравнению с традиционным ручным заполнением карт режимов при существенном повышении достоверности получаемых результатов.

АСОНИКА-Б

Подсистема позволяет анализировать шкафы, блоки, печатные узлы, ЭРИ и решать следующие задачи: 1) определение показателей безотказности всех ЭРИ; 2) обоснование необходимости и оценка эффективности резервирования РЭС. Подсистема поддерживает: 1) пассивное резервирование с неизменной нагрузкой; 2) активное нагруженное резервирование; 3) активное ненагруженное резервирование; 4) активное облегченное резервирование. В результате моделирования могут быть получены: эксплуатационные интенсивности отказов, вероятности безотказной работы и среднее время безотказной работы РЭС. Сервисное обеспечение подсистемы АСОНИКА-Б включает в себя: 1) базу данных с математическими моделями для расчета значений эксплуатационной интенсивности отказов ЭРИ и значениями коэффициентов, входящих в модели; 2) редактор базы данных. При этом перечень ЭРИ вводится как вручную, так и автоматически из файлов с перечнями. Подсистема позволяет импортировать тепловые и электрические характеристики ЭРИ из других подсистем системы АСОНИКА.

АСОНИКА-УСТ

Рассчитывается время до усталостного разрушения печатных плат и электрорадиоизделий при воздействии гармонической вибрации, случайной вибрации и многократных ударов. Результаты моделирования содержат собственные формы и частоты печатных узлов, а также перемещения, напряжения и ускорения в узлах конструкции. В качестве расчетного ядра используется ANSYS 14. Все параметры ЭРИ и материалов считываются из АСОНИКА-БД. Все параметры печатного узла конвертируются из подсистемы АСОНИКА-ТМ. Подсистема имеет удобный пользовательский графический интерфейс ввода-вывода. Реализована локальная база данных, содержащая усталостные параметры конструкционных материалов.

АСОНИКА-ЭМС

Подсистема позволяет решать следующие задачи: 1) Расчет величин напряженности электрического и магнитного полей в трех измерениях внутри типового и произвольного корпуса электронного блока (импорт файлов моделей из CAD-систем в форматах IGES и SAT) при воздействии электромагнитных волн; 2) Расчет эффективности экранирования электрического и магнитного полей корпусом типового и произвольного блока. В качестве расчетного ядра используется ANSOFT HFSS. Подсистема имеет удобный пользовательский графический интерфейс ввода-вывода. Реализована локальная база данных, содержащая электромагнитные параметры конструкционных материалов.

АСОНИКА-БД

Справочная база данных (СБД) электрорадиоизделий (ЭРИ) и материалов предоставляет информацию: 1) по параметрам материалов; 2) по параметрам ЭРИ. Справочная база данных ЭРИ состоит из основных и дополнительных таблиц. Основные таблицы содержат нижеследующую информацию: 1) параметры материалов печатных узлов (ПУ), несущих конструкций, выводов ЭРИ и лаков (клеев), применяемых при установки ЭРИ на печатную плату: механические, тепловые, допустимые, температурные зависимости; 2) оптические свойства материалов конструкций РЭС; 3) параметры ЭРИ: классы и группы ЭРИ; типы ЭРИ и технические условия (ТУ); полные условные записи ЭРИ; параметры, входящие в полную условную запись и их возможные значения; варианты установки ЭРИ на печатную плату; модели вариантов установки ЭРИ; геометрические, механические, тепловые, электрические, усталостные, надежностные, допустимые параметры ЭРИ; изображения ЭРИ на плоскости и в пространстве. Создаются дополнительные таблицы. Дополнительные таблицы могут содержать числовые, строковые, логические, текстовые, графические и функциональные зависимости параметры ЭРИ.

АСОНИКА-УМ

Подсистема позволяет осуществить интеграцию САПР, внедрённых на предприятии - Pro/ENGINEER, P-CAD, АСОНИКА, КОМПАС, AutoCAD, PSpice и др. и управлять передачей данных между подсистемами при моделировании в процессе конструкторского проектирования РЭС. Подсистема стыкуется с любой используемой на предприятии PDM-системой. В ходе проектирования подсистема позволяет сформировать комплексную электронную модель РЭС в рамках математических моделей тепловых, электрических, аэродинамических, электромагнитных, механических процессов и математической модели надежности и качества РЭС.

Структурная схема системы АСОНИКА на основе подсистемы АСОНИКА-УМ