Одним из основных требований, предъявляемых к изделию с помехообразующими или помеховосприимчивыми элементами, являются требования по электромагнитной совместимости (ЭМС) в соответствии с Техническим регламентом таможенного союза (ТР ТС 020/2011) или другими действующими нормативными документами или стандартами. Для контроля над выполнением этих требований на каждом этапе создания прототипа необходимо проведение предварительных или диагностических испытаний на ЭМС на специализированных рабочих местах с помощью испытательного и измерительного оборудования. На заключительном этапе создания прототипа требуется сертификационное испытание в аккредитованной ЭМС-лаборатории с выдачей протокола по результатам испытаний и оформлением Сертификата или Декларации на подтверждение соответствия требований Технического регламента таможенного союза или другим действующим нормативным документам и стандартам, предъявляемых к прототипу.
Для развития такой компетенции вместе с задачей создания и внедрения эффективной автоматизированной системы проектирования изделия необходимо решить задачу ее интеграции с автоматизированной системой сертификационных измерений и испытаний на соответствие требованиям по ЭМС.
Поставленная задача успешно решается в Центре проектирования инноваций АУ «Технопарк-Мордовия» (г. Саранск), в котором внедряется технология распределенного проектирования и создания прототипа по модели параллельного инжиниринга.
В соответствии с этой технологией, собственно прототип определен как наиболее простой вариант изделия, которое содержит наиболее сложный элемент, а «прототипирование» рассматривается как быстрая «черновая» реализация базовой функциональности для анализа работы проектируемой системы в целом.
Очевидно, что чем быстрее будет создан прототип и подтверждено высокое качество его свойств и характеристик, тем более высокими будут конкурентные возможности серийного изделия. Таким образом, модель параллельного инжиниринга, в соответствии с которой над проектом одновременно ведут работу многопрофильные группы специалистов, успешно внедряется в практику проектирования инновационной продукции передовых отечественных предприятий [1].
Модель реализации основана на методологии инновационного процесса пятого поколения по известной классификации [2]. Главная особенность этой методологии заключается в ее опоре на архитектуру и инфраструктуру интегрированных сетей и систем. На рисунке 1 показана архитектура такой системы, реализуемой в ЦПИ АУ «Технопарк-Мордовия».
Рис. 1. Структура ЦПИ в аспекте информационных технологий
В соответствии с рабочим проектом создания предприятия, ЦПИ с технологической точки зрения представляет собой ядро распределенной системы автоматизированного проектирования (САПР) со средствами автоматизации инженерии требований, инженерии системной архитектуры, инженерии испытаний.
В настоящее время в научно-технической литературе при представлении функциональности распределенных САПР в аспекте информационных технологий основное внимание уделяется инженериям требований и системной архитектуры [3]. Особенностью реализуемого в ЦПИ ядра распределенной САПР прототипов является включение в его состав автоматизированной системы испытаний, обеспечивающей инструментальную поддержку инженерии испытаний. Она имеет клиент-серверную архитектуру, работает в локальной вычислительной сети, сопрягается с другими информационными и служебными вычислительными сетями и по своему строению состоит из двух крупных частей – серверного комплекса и автоматизированных рабочих мест испытателей.
Серверный комплекс состоит из сервера баз данных, сервера защиты информации и сервера специальных вычислений.
Автоматизированные рабочие места испытателей служат для предоставления им пользовательских интерфейсов работы с функциями системы, в т.ч. с общими сервисами, включающими визуализацию и документирование информации, пользование электронными справочниками, словарями и электронной базой нормативной, рабочей и руководящей информацией для испытаний. Развертывание автоматизированной системы испытаний по ЭМС внутри системы распределенного проектирования ЦПИ показано на рисунке 2.
Рис. 2. Схема развертывания автоматизированной системы испытаний по ЭМС на плане помещений ЦПИ
Подключение серверного комплекса Испытательного центра к защищенным каналам передачи данных глобальной сети проектирования осуществляется через сервер САПР центра ЦПИ. Функционально это реализуется средствами PLM-системы Teamcenter фирмы Siemens. Архитектура системы построена по технологии «клиент-сервер» и включает в себя расположенный на сервере САПР-центра TeamcenterServer, который предоставляет рабочим местам клиентов интерфейсы для работы с модулями системы (TeamcenterClient). Серверная испытательного центра является помещением специального назначения и оборудована двумя серверами HPProLiantDL360 Gen9. Программное обеспечение серверов: TeamcenterServer и SiemensNXlicenseserver.
Лаборатория ЭМС ЦПИ, оборудованная модульной системой сертификационных измерений и испытаний на соответствие требованиям к ЭМС (МССИИ ЭМС), радиобезэховой камерой FACT 10-4.0 Standard и измерительной камерой GTEM 5407, предназначена для проведения сертификационных (окончательных) измерений и испытаний с выдачей протокола по результатам работ. Испытания и измерения, проводимые МССИИ ЭМС в радиобезэховой камере и в измерительной камере GTEM 5407, полностью автоматизированы с помощью специализированного программного обеспечения (СПО). Автоматизация испытаний на устойчивость к радиочастотному электромагнитному полю по ГОСТ 30804.4.3 – 2013 (IEC 61000-4-3:2006), на устойчивость к кондуктивным помехам, наведенным радиочастотными электромагнитными полями по ГОСТ Р 51317.4.6-99 (IEC 61000-4-6-1996), а также измерение помехоэмиссии по ГОСТ 30805.14.1-2013 (CISPR 14-1:2005), ГОСТ CISPR 15-2014, ГОСТ 30805.22-2013 (СISPR 22:2006) осуществляются с помощью СПО EMC32 модулями М1, М2, М17 МССИИ ЭМС, соответственно. Все модули – производства компании Rohde&Schwarz. Структурная схема модулей М1, М2 и М17 при работе в радиобезэховой камере под управлением СПО ЕМС 32 представлена на рисунке 3.
Рис. 3. Структурная схема модулей М1, М2, М17 МССИИ ЭМС
СПО ЕМС32 представляет собой программную платформу, которая позволяет автоматизировать проведение измерений помехоэмиссии и испытаний на помехоустойчивость/помеховосприимчивость в соответствии с требованиями общепромышленных и военных стандартов. СПО ЕМС 32 позволяет выполнять сбор, запись, анализ, хранение, мониторинг, отслеживание результатов испытаний и измерений в режиме реального времени, дистанционно управлять измерительным и испытательным оборудованием модулей М1, М2 и М17 МССИИ ЭМС (система СЕМS100). Модульность платформы позволяет расширять и гибко конфигурировать необходимый функционал под решение конкретных задач.
Подъем антенной мачты и вращение поворотного стола радиобезэховой камеры FACT 10-4.0 Standard при проведении измерений помехоэмиссии и испытаний на помехоустойчивость осуществляется также дистанционно с помощью СПО ЕМС32 через управляющую ПЭВМ и контроллер управления антенной мачтой и поворотным столом EMCenter, что обеспечивает полную автоматизацию проведения измерений и испытаний. Специализированное ПО ЕМС 32 лаборатории ЭМС относится к классу прикладных программ профессионального назначения.
В автоматизированной системе испытаний обмен выходными данными встроенных программ внутри локальной вычислительной сети НИЦ осуществляется посредством набора сетевых протоколов передачи данных TCP/IP. Текущая информация и данные, полученные в результате проведения испытаний, передается на серверы испытательного центра, где она становится доступной всем участникам распределенной системы.
Таким образом, модульная система сертификационных измерений и испытаний на соответствие требованиям по ЭМС полностью интегрируется в систему распределенного проектирования ЦПИ, что позволяет на этапе сертификационных испытаниях прототипов проводить работы в дистанционно-управляемом автоматизированном режиме, обеспечивает высокую технологичность и компетентность ЦПИ АУ «Технопарк-Мордовия» при разработке изделий приборостроения.
Литература
2. Rothwell R.Towards the Fifth-generation Innovation Process. InternationalMarketingReview. 1994. Vol. 11. Is. 1.
3. Хородов В.С., Игонин А.Г. Технологии распределенного проектирования. Вестник УлГТУ. 2014. №1.