|
| |
|
Слаботочка Книги список ЛИТЕРАТУРЫ К ГЛ. 15 1. Гостюхин В. Л., Гринева К. И., Трусов В. Н. Вопросы проектирования активных ФАР с использованием ЭВМ/Под ред. В. Л. Гостюхииа. - М.: Радио и связь, 1983.- 250 с. 2. Третьяков Э. А., Ласкин Н. Н., Колпаков В. И. Вопросы прогнозирования затрат на создание аитени: Сб. научно-методических статей по прикладной электродинамике. - М., 1983, вып. 5, с. 131-149. 3. Тумэй Дж. К. Сравнение варианта усилитель на группу элементов антенны с вариантом отдельный усилитель на каждый элемент антенны СВЧ энергетика. - М., 1971. - Т. 3. - С. 60-67. 4. Воскресенский Д. И., Гостюхин В. Л. Активные антенные ре1иетки Изв. вузов СССР. Сер. Радиоэлектроника. - 1983. - Т. 26, № 2. - С. 4. 5. Florio и. G., Martello Р., Protto S. Cost analysis and optimization for a phased array radar Riv. Tech. ,Selenia. - 1979. - Vol. 6, N 1. -P. 5-11. 6. Igllehart S. C. Noise and spectral properties of active phased arrays lEEE Trans.- 1975. -Vol. AES-11, N 6. - P. 1307-1315. 7. Справочник no радиолокации/Под ред. М. Сколника: Пер. с англ. под ред. К. Н. Трофимова. - М.: Сов. радио, 197Э. - Т. 3.-527 с. 8. Радиопередающие устройства/Под ред. М. В. Благовещенского, Г. М. Уткина.-М.: Радио и связь, 1982.-407 с. 9. Гоноровский И. С. Радиотехнические цепи и сигналы.- М.: Радио и связь, 1986.-512 с. 10. Montgomery J. D. Microwave fiber optics forecast Microwave J. - 1985.- Vol. 28, N 4. - P. 44, 46, 48, 50, 54, 56, 58. 11. Walliiigton J. R., Griffin J. M. Optical techniques for signal distribution in phased arrays The GEC J. of res - 1984. - Vol. 2, N 2. -P. 66-75. 12. Parsons N. J. Integrated optical components for phased arravs The GEC J. of res.- 1984. -Vol. 2, N 2. -P. 76-81. 13. Pan J. J. Fiber optics marches into microwave systems Microwave J.- 1982. - Vol. 25, N 8. - P. 93-98. 14. Моршнев С. К., Францессон А. В. Когерентная волоконно-оптическая связь Квантовая электроника. - 1985. - Т. 12, № 9. - С. 1786-1806. 15. Wang S. Y. 100 GHz bandwidth planar GaAs Shottky photodiode Electron. Lett.- 1983.-Vol. 19, N 14.- P. 554-555. 16. Заявка 2141876 США, МКИ HOIQ 3/30, НКИ НЮ. Oplical phased array radar/Heeks J. S. 17. Chen W., Byer N. E., Berdett M. P., Runsperger R. G. Optical control of IMPATT diods Proc. SPIE - 1984. - Vol. 477. - P. 105-108. 18. Vaycher A. M., Li M. G., Striffer C. В., Lee C. H. Optically controlled millimeter wave devices Proc. SPIE. - 1984. - Vol. 477. - P. 109-113. 19. Peterman K., Arnold G. Noise and distortion characteristics of semiconductor lasers in optical fiber communication systems IEEE J. - 1982. - Vol. QE-18, N 4. -P. 543-555. 20. Capasso P. The channeling avalanche photodiode: a novel ultra - low - noise integrated p -n junction detector IEEE Trans. - 1982. - Vol. ED-82, N 9. -P. 1388-1395. 21. Дианов E. M., Кузнецов A. A. Спектральное уплотнение каналов в волоконно-оптических линиях связи Квантовая электроника. - 1983. - № 2. - С. 245-264. 22. НаЬага К. Kukuchi К. Optical time division space switches using three structured directional couplers Electron. Lett. - 1985. - Vol. 21, N 14.- P. 631-632. 23. Хандспержер P. Интегральная оптика. Теория и технология. - М.: Мир, 1985. -384 с. 24. Bhazin К. В., Anzic G., Kunath R. R., Connolly D. J. Optical techniques to feed and control GaAs MMIC modules for phased array antenna applicati-ons Proc. AIAA llh Commun. Satell. Syst. Conf. (San Diego, 17-20 March 1986). -New York, 1986. -P. 506-513. ГЛАВА 16. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ В АНТЕННОСТРОЕНИИ С. Н. ГАРИЧЕВ 16.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ Анализ показывает, что в настоящее время антенностроение по существу является одной из подотраслей промышленности, одним из направлений машиностроения и требует самостоятельного рассмотрения во всех основных аспектах: научно-техническом, производственном, организационно-экономическом. Одной из важнейших компонент производства в антенностроении является проектирование антенн и антенных систем различ1ных радиотехнических средств СВЧ диапазона. Как известно, современные антенные системы могут включать строительные сооружения, специальные механоконструкции, машины и приводные механизмы, АФУ, антенно-передающие и аитенно-приемные модули, в том числе в интегральном исполнении, управляемые устройства СВЧ, цифровую и другую современную технику. Их проектирование часто осуществляется на всех уровнях - от системного до технологического проектирования. При системном проектировании определяются принципы построения, конфигурация, структура антенной системы в целом, требования к составным частям и подсистемам, осуществляется их увязка в единое целое, контроль, принятие технических, организационных решений по ходу разработки, т. е. сопровождение проектных работ. На этом уровне важны не характеристики отдельных устройств и конструкций, а технические, технико-экономические показатели (показатели качества) антенной системы в целом и сроки выполнения основных этапов работ. При функциональном, схемотехническом проектировании определяется структура подсистем и составных частей, разрабатываются отдельные антенны, излучатели, устройства трактов, диаграммо-образующие схемы, антенные модули и другая антенцая техника, топологические и принципиальные схемы, определяются типы и параметры устройств и аппаратуры, осуществляется макетирование, проверка частных технических решений, сопровождение работ. Выходным результатом работ на этом уровне является техническое задание на конструирование. При техническом проектировании (конструировании) разрабатываются антенные конструкции машины и механизмы, решаются задачи компоновки, размещения, прокладывания трактов, выбираются конструктивы и материалы, осуществляются конструкторские расчеты, выпуск конструкторской документации (КД) для опытного производства и основных заводов-изготовителей, а также сопровождение изделий в производстве. Выходным результатом работ на этом уровне является КД При технологическом проектировании разрабатываются технологии изготовления антенных устройств и конструкций, осуществляется технологическая подготовка производства, проектирование инструмента, оснастки, программ для оборудования с ЧПУ, выпуск технологической документации, контроль производства. Производство включает как заводское изготовление антенных уст- ройств н конструкций, так н монтаж антенной системы в целом на местах дислокации н завершается контролем, настройкой, испытанием н аттестацией изделий. Определяющее значение при этом, как известно, имеют антенные измерения. На практике на каждом уровне проектные работы выполняются вполне определенными специалистами-тематиками, разработчиками, конструкторами, технологами, объединенными, как правило, в соответствующих линейных структурных подразделениях. Это так называемый основной производственный персонал, который часто называют разработчиками . Кроме того, iB процессе проектирования участвуют подразделения инженерно-технического, информационно-методического, хозяйственного обеспечения разработки, а также подразделения управления и опытное (экспериментальное) производство. . Таким образом, проектирование является сложным процессом, в котором разработчики всех уровней взаимодействуют друг с другом, с подразделениями сферы обеспечения, опытного производства и сферы управления. Их проектная деятельность может быть представлена в виде следующей укрупненной совокупности видов работ [1]: У.1 - поиск и анализ научно-технической, патентной, нормативно-справочной информации; у,2 - генерация, анализ, сопоставление, выбор системотехнических, схемотехнических, конструкторских, технологических решений; Хз - математическое моделирование, вычислительный эксперимент, проектный расчет и оптимизация вариантов и параметров на всех уровнях; И4 - проведение экспериментов, измерений и испытаний изделий, материалов, техпроцессов; И5 - разработка и выпуск текстовой и графической проектной, конструкторской, технологической, эксплуатационной документации для аван-проектов, эскизных, технических, рабочих проектов, изготовления в производстве; Хб - составление и согласование исходных данных, технических заданий, планов-графиков, смет и калькуляций, заявок, писем, служебных записок и других документов по организации процесса проектирования; Х7 - сопровождение разработки и производства, контроль-прогноз сроков, затрат, качества, внесение изменений в документацию, приемка и согласование выполненных работ и т. п. Часто бывает удобно представить указанную совокупность проектных работ еще более укрупненно: информационная работа как совокупность работ xi; аналитическая работа или собственно разработка технических решений как совокупность работ хг, хз, Х4; организационно-техническая работа как совокупность работ XS, Хб, Х7. Объективный процесс усложнения создаваемых антенных систем приводит к удлинению сроков проектирования, росту затрат, трудоемкости проектных работ при реализации повышающихся требований к качеству проектов. В отсутствие комплексной автоматизации проектирования в антенностроении наблюдаются следующие основные особенности. По опытным данным сроки проектирования иногда в 5-7 раз превышают сроки изготовления больших антенных систем и определяют сроки их создания. При этом 25 ...30% трудозатрат разработчика в среднем уходит на информационную работу, 30 ...40% - аналитическую н 30... 35% - организационно-техническую. Усреднение проведено как по уровням проектирования, так и во времени. Однако в разные периоды времени в процессе проектирования и на различных уровнях это соотношение может сильно меняться. В то же время стоимость создания антенных систем не определяется затратами на их проектирование. В среднем затраты на проектирование составляют 10... 20% затрат на изготовление и только 5... 10% стоимости создания антенной системы. По-видимому, автоматизация проектирования в антенноотроении и призвана поправить складывающиеся на практике указанные диспропорции. 16.2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ АВТОМАТИЗАЦИИ Обобщение опыта работы по созданию больших антенных систем и применения средств автоматизации в практике проектирования позволяет в настоящее время сформулировать основные принципы и направления автоматизации проектирования. Принцип I. Автоматизация проектироваття должна быть направлена на достижение главных целей: сокращение сроков выполнения отдельных видов проектных работ и проектирования антенных устройств, конструкций, систем в целом за счет автоматизации трудоемких и рутинных работ, замены натурных испытаний и макетирования моделированием на ЭВМ, автоматизации антенных измерений, контроля и настройки антенн, сокращения потерь времени на стыках проектных работ, при взаимодействии в сферах обеспечения, управления и с производством; улучшение тактико-технических и технико-экономических показателей антенн и систем (показателей качества), снижение затрат на их создание и эксплуатацию за счет многовариантного анализа ,и оптимизации на основе математического моделирования и совершенствования проектных расчетов; повышение производительности труда разработчиков за счет автоматизации всех видов проектных работ, сокращения доли трудозатрат на информационную и организационно-техническую работу. Безусловно, благотворные последствия автоматизации гораздо .шире и многообразней. Это и более полное удовлетворение пот- ребностей заказчика по срокам, качеству и стоимости изделий и все то, что относят к социальному эффекту автоматизации. Конечно, переход к автоматизации требует немалых капитальных вложений в вычислительную технику, программное обеспечение, единовременных затрат других ресурсов, а также приводит к повышению текущих затрат на разработку проектов (хотя бы за счет увеличения используемого машинного времени), т. е. к увеличению затрат на проектирование и создамие антенн в целом. Например, переход к автоматизации, требующей увеличения затрат на проектирование в а раз, с учетод(1 отмеченных раиее пропорций приводит к увеличению стоимости создания в а (0,05... ...0,1) раз. Вместе с тем опыт показывает, что только за счет автоматизации работ при анализе и оптимизации в среднем 100... ... 150 вариантов удается добиться снижения стоимости создания и эксплуатации на 5... 10%. Поэтому увеличение затрат на автоматизацию проектирования в определенных пределах экономически выгодно. Действительно, в данном примере расчеты показывают, что даже заметное (в пределах 8... 10%) увеличение всех затрат на проектирование, обусловленное созданием средств автоматизации работ Из, экономит затраты на создание антенной системы как минимум на 2...3%. Таким образом, экономический эффект автоматизации в основном проявляется не на этапе проектирования, а на последующих стадиях жизненного цикла: в изготовлении, монтаже и эксплуатации. Как показывает практика, реализация данного принципа требует разработки целевых программ и в первую очередь в НИИ и КБ, занимающихся разработкой и созданием антенн и антенной техники. Такой опыт уже имеется и вполне себя оправдывает. Принцип II. Автоматизация проектирования должна осуществляться комплексно по уровням, видам работ, этапам проектирования, в сферах обеспечения и управления. Можно заметить, что при сложившейся структуре трудозатрат по видам проектных работ даже 100-процентная автоматизация информационной и аналитической работ не может дать более чем 70... 75-процентную степень автоматизации проектирования, если переход к автоматизации не затронет организационно-технические работы. По-видимому, следующая совокупность средств автоматизации проектирования в основном покрывает перечисленные виды работ Xj, /=1, 7, при проектировании на всех уровнях, в сферах обеспечения и управления: автоматизированные информационно-поисковые системы (АИПС), машинные банки научно-технической и нормативно-справочной информации; автоматизированные системы проектирования (САПР), программно-технические комплексы и вычислительно-моделирующие стенды, автоматизированные рабочие места (АРМы), программно-методические комплексы (ПМК), пакеты прикладных программ решения научных задач, моделирования, оптимизации, про- ектных расчетов (ППП), т. е. программные средства САПР системного, функционального (схемотехнического), технического, технологического проектирования; автоматизированные системы экспериментальных исследований и автоматизированные измерительные комплексы (АСЭИ, АПК); специальные средства выпуска документации: автоматизированные системы, пакеты программ, диалоговые комплексы выпуска и редактирования текстовой и графической документации, печатающие устройства, графопостроители, чертежные автоматы, пункты выпуска документации (ПВД), машинные архивы КД; автоматизированные системы управления -разработкой и разрабатывающим предприятием (АСУП, АСУРП) и их отдельные компоненты, используемые разработчиками для автоматизации работ Кб, Х7. Чтобы улучшалась отрукту,ра трудозатрат разработчика и достигались основные цели автоматизации проектирования, необходимо сбала сирова)нное внедрение данных средств в НИИ и КБ. Принцип III. Средства автомдаизации должны быть рационально дифференцированы (специализированы) по видам работ и объектам проектирования и интегрированы в единый комплекс средств автоматизации всего процесса проектирования. Из практики известно, что чем больше специализация средств по конкретным видам работ, тем больший выигрыш в производительности труда (снижение трудоемкости) достигается за счет автоматизации на данных видах работ. Но тем больше их разнообразие и сложнее интеграция специальных средств в единый комплекс, при котором не увеличивались бы потери времени и трудозатраты при переходах от одного вида работ к другому. К тому же каждое специальное средство, как правило, имеет свой язык проектирования или свои лингвистические особенности. Это создает трудности освоения и языковые барьеры в тех случаях, когда один и тот же разработчик выполняет совокупность проектных работ, обеспеченную различными специальными средствами. По-видимому, под рациональной следует понимать такую специализацию и интеграцию средств, при которой достигается минимум трудозатрат разработчиков на выполнение всей совокупности проектных работ в течение некоторого периода времени в условиях конкретного НИИ и КБ. Главным при этом является рациональное построение комплексов технических (КТС) и особенно программных средств (ПС) автоматизации проектирования. В этой связи прежде всего необходим классификатор антенн и антенной техники, наиболее применяемых в разработках, и общие требования к специальным ПМК и ППП автоматизации проектирования в антенностроении. Одной из самых распространенных форм, при которых достигаются высокая степень интеграции и малые потери времени на стыках работ и при взаимодействии в других сферах, являются сквозные автоматизированные процессы проектирования и изготовле- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 [57] 58 59 60 61 62 |