CADmaster

В рамках системы АСОНИКА реализуется специальный программный комплекс, который создает структуру электронного (виртуального) макета разрабатываемой радиоэлектронной системы (РЭС) и наполняет эту структуру результатами работы подсистем АСОНИКА. Подсистемы позволяют моделировать электрические, тепловые, механические и другие физические процессы, а также интегрироваться с известными системами топологического проектирования печатных плат и 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.

Автоматизированная система обеспечения надежности и качества аппаратуры АСОНИКА состоит из 13 подсистем:

• АСОНИКА-Т: анализ и обеспечение тепловых характеристик конструкций аппаратуры;
• АСОНИКА-М: анализ типовых конструкций блоков радиоэлектронных средств на механические воздействия;
• АСОНИКА-М-ШКАФ: анализ типовых конструкций шкафов и стоек радиоэлектронных средств на механические воздействия;
• АСОНИКА-М-3D: анализ и обеспечение стойкости произвольных объемных конструкций радиоэлектронных средств, созданных в системах ProEngineer, SOLIDWORKS и других CAD-системах в форматах IGES и SAT, к механическим воздействиям;
• АСОНИКА-ИД: идентификация физико-механических и теплофизических параметров моделей РЭС;
• 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-УСТ: анализ усталостной прочности конструкций печатных плат и электрорадиоизделий при механических воздействиях;
• АСОНИКА-ЭМС: анализ и обеспечение электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств;
• АСОНИКА-БД: справочная база данных электрорадиоизделий и материалов по геометрическим, физико-механическим, теплофизическим, электрическим и надежностным параметрам;
• АСОНИКА-УМ: управление моделированием радиоэлектронных средств при проектировании.

В рамках системы АСОНИКА реализуется специальный программный комплекс, который создает структуру электронного (виртуального) макета разрабатываемой радиоэлектронной системы (РЭС) и наполняет эту структуру результатами работы подсистем АСОНИКА. Подсистемы позволяют моделировать электрические, тепловые, механические и другие физические процессы, а также интегрироваться с известными системами топологического проектирования печатных плат и 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.

Система АСОНИКА состоит из тринадцати подсистем:

АСОНИКА-Т: анализ и обеспечение тепловых характеристик конструкций аппаратуры.

АСОНИКА-Т — программа (подсистема) для анализа и обеспечения тепловых характеристик типовых и произвольных конструкций РЭС. Работает как автономно, так и в комплексе с другими подсистемами. При проектировании в АСОНИКА-Т решаются следующие проектные задачи:

• определение средних температур блоков, печатных узлов и материалов несущих конструкций, а также воздушных объемов внутри РЭС;
• анализ конструкции РЭС, внесение изменений для обеспечения приемлемых тепловых режимов;
• выбор лучшего варианта конструкции, исходя из анализа тепловых режимов РЭС;
• обоснование необходимости и оценка эффективности дополнительной защиты от тепловых воздействий РЭС;
• создание эффективной программы испытаний макетов опытных образцов РЭС на тепловые воздействия (при выборе наиболее информативных испытательных воздействий, датчиков и точек их установки в наиболее теплонагруженных местах).

В качестве входных данных подсистема использует эскиз или чертеж несущей конструкции РЭС; теплофизические параметры материалов; мощность, тепловыделения в конструкциях более низкого уровня иерархии; условия охлаждения (граничные условия).

АСОНИКА-Т предназначена для автоматизации моделирования тепловых процессов микросборок, радиаторов, теплоотводящих оснований, гибридно-интегральных модулей, блоков этажерочной конструкции, шкафов, стоек и нетиповых (произвольных) конструкций. При этом можно анализировать тепловые процессы типовых конструкций следующих видов: пластина, корпус блока, модульная конструкция, кассетная конструкция.

Сервисное обеспечение подсистемы включает в себя базу данных со справочными геометрическими и теплофизическими параметрами электрорадиоизделий (ЭРИ) и конструкционных материалов, графический ввод исходных данных для конструкций, графический вывод результатов расчета.

С помощью системы можно моделировать стационарные и нестационарные тепловые режимы РЭС; контролировать причины возникновения нестационарного теплового режима; учитывать различные условия работы РЭС (в вакууме; в воздушной среде; при нормальном и пониженном давлении; при естественной или вынужденной конвекции; теплоотвод, обдув, применение радиаторов). При анализе нетиповых конструкций АСОНИКА-Т позволяет определять температуры выделенных изотермических объемов, при анализе типовых узлов — температуры ЭРИ, а также дискретное температурное поле типовых узлов и их интегральные температуры.

АСОНИКА-М: анализ типовых конструкций блоков радиоэлектронных средств на механические воздействия.

АСОНИКА-М — программа (подсистема) моделирования механических процессов в радиоэлектронных средствах. Она предназначена для автоматизации процесса проектирования РЭС и позволяет решать следующие задачи:

• определение параметров механических процессов, протекающих в шкафах и блоках РЭС, и внесение изменений в конструкцию с целью достижения заданных коэффициентов нагрузки;
• выбор лучшего варианта конструкции (из нескольких имеющихся) с точки зрения механического режима работы;
• обоснование необходимости и оценка эффективности дополнительной защиты РЭС от механического воздействия;
• создание эффективной программы испытаний аппаратуры на механические воздействия (выбор испытательных воздействий и наиболее удачных мест установки датчиков).

АСОНИКА-М включает в себя:

• методику расчета типовых и нетиповых конструкций РЭС с использованием конечно-элементного ядра при любых механических воздействиях;
• методики сбора информации и принятия решений на основе полученных результатов;
• инструментарий с интуитивно понятным интерфейсом ввода-вывода для повышения эффективности процесса проектирования (программы для автоматизированного ввода моделей, расчета и вывода результатов);
• систему управления данными, возможность автоматизированной передачи информации между различными уровнями иерархии;
• средства интеграции подсистемы АСОНИКА-М с другими программами, используемыми в данной области для достижения комплексного проектирования и расчета РЭС от несущих конструкций до отдельных ЭРИ.

В качестве входных данных для АСОНИКА-М используются эскиз или чертеж конструкции РЭС, наименования материалов конструкции РЭС, тип воздействия и его количественное определение.

Подсистема позволяет анализировать следующие типы конструкций: шкаф, цилиндрический блок, кассетный блок, этажерочный блок, разные типы блоков с размещением ПУ на кронштейнах, многоуровневый блок. Модели любой конструкции являются параметрическими, имеется возможность ввода произвольного количества структурных элементов модели, размеры которых можно менять. Для построения расчета модели конструкции имеется интерфейс ввода, с гибкими операциями ввода в соответствии со спецификой конструкции.

После анализа шкафов и блоков РЭС результаты моделирования передаются в подсистему АСОНИКА-ТМ для дальнейшего моделирования механических процессов в печатных узлах РЭС.

АСОНИКА-М-ШКАФ: анализ типовых конструкций шкафов и стоек радиоэлектронных средств на механические воздействия.

Моделирование объекта РЭС, на который воздействуют механические факторы, позволяет определить следующие динамические характеристики объекта: резонансные частоты, ускорения, механические напряжения, прочность и устойчивость объекта. Точность полученной модели оценивается степенью совпадения значений параметров динамических характеристик реального объекта и значений тех же параметров, полученных в процессе моделирования. К внешним дестабилизирующим факторам относятся вибрации, удары, линейное ускорение и акустический шум. Программа (подсистема) АСОНИКА-М-ШКАФ позволяет осуществить расчет механических характеристик типовых конструкций шкафов и стоек РЭС при воздействии этих дестабилизирующих факторов.

Входными данными для подсистемы АСОНИКА-М-ШКАФ являются чертежи конструкций, а также техническое задание на разработку изделия. Подсистема включает в свой состав сетевую базу данных с геометрическими и физико-механическими параметрами ЭРИ и материалов конструкций. Выходными данными подсистемы являются поля перемещений, ускорений, напряжений, а также графики зависимостей ускорений и перемещений от времени и частоты.

Интерфейс системы представляет собой приложение, позволяющее строить модель шкафов РЭС разной конфигурации — в зависимости от числа этажей конструкции, размеров конструкции, количества блоков этажей, параметров плат блоков. После создания модели шкафа РЭС строится дерево конструкции, состоящее из всех деталей, входящих в ее состав. Для каждой детали задаются материал и размер дискрета конечно-элементарной сетки. Можно сформировать сетку сразу для нескольких деталей, или для всех деталей дерева конструкции шкафа, или для каждой детали в отдельности, что очень удобно при работе с объемными моделями. После построения модели шкафа РЭС с помощью интерфейса подсистемы задаются крепления конструкции и конфигурации элементов крепления. При необходимости конструкцию можно дополнить элементами в виде массы по технологии или ребрами жесткости. Для проведения структурного анализа модели формируются входные макросы, после чего подсистема запрашивает параметры механического воздействия, также сформированные в макрос. Далее АСОНИКА-М-ШКАФ производит структурный анализ модели.

После выполнения расчета механических характеристик можно посмотреть результаты структурного анализа модели на то или иное механическое воздействие и оценить прочностные характеристики созданной модели при действующих нагрузках, а также определить те места в конструкции, где возникают перегрузки, уточнить нагрузки на каждый узел и выяснить места, в которых конструкцию можно оптимизировать.

АСОНИКА-М-3D: анализ и обеспечение стойкости произвольных объемных конструкций радиоэлектронных средств, созданных в системах Creo (ProEngineer), Solid Edge, NX, SOLIDWORKS и других CAD-системах в форматах IGES и SAT, к механическим воздействиям.

АСОНИКА-М-3D предназначена для расчета механических и тепловых характеристик произвольных объемных конструкций РЭС при воздействии гармонической и случайной вибраций, одиночных и многократных ударов, линейных ускорений, при стационарных и нестационарных тепловых воздействиях.

В подсистеме реализована элементная база данных РЭС, содержащая физико-механические и теплофизические параметры конструкционных материалов, необходимые для расчета механических и тепловых характеристик.

При моделировании объекта (в том числе интегральных микросхем) в РЭС происходит определение таких динамических параметров, как резонансные частоты, ускорения, механические напряжения, прочность и устойчивость объекта, температуры как в стационарном, так и нестационарном режиме, температурные напряжения, число циклов до усталостного разрушения при стационарных и нестационарных тепловых воздействиях.

Графический интерфейс состоит из рабочей области, таблицы, деталей и панели команд. При работе конвертора происходит (на выбор) импорт IGES-моделей или SAT-моделей (из любой CAD-системы). По завершении работы в рабочей области интерфейса появляются контуры конструкции прибора или отдельной детали. Далее выбираются параметры материалов из имеющейся элементной базы данных РЭС. С помощью соответствующего окна подсистемы АСОНИКА-М-3D задаются параметры сетки конструкции. Далее подсистема дает возможность задать граничные условия закрепления конструкции и тепловые граничные условия объекта РЭС. После всех процедур модель конструкции сохраняется. При необходимости ее можно редактировать, при этом не производя импорт геометрии конструкции. После задания параметров механических и тепловых воздействий запускается операция расчета. На основе сохраненной в графическом интерфейсе модели происходит автоматическое построение конечно-элементной модели и отображение результатов структурного анализа модели на то или иное механическое и тепловое воздействие.

АСОНИКА-ИД: идентификация физико-механических и теплофизических параметров моделей РЭС.

Для большинства материалов несущих конструкций РЭС в справочной литературе отсутствуют необходимые для моделирования физико-механические параметры: модуль упругости и коэффициент Пуассона, плотность и коэффициент механических потерь (КМП), коэффициент зависимости КМП от механического напряжения. Идентификация физико-механических параметров математических моделей РЭС осуществляется в программе (подсистеме) АСОНИКА-ИД. Подсистема сопоставляет экспериментальные данные и результаты математического моделирования и определяет с высокой степенью точности вышеуказанные параметры математических моделей РЭС при воздействии различных дестабилизирующих факторов (гармонической вибрации и ударе). Идентифицированные параметры в дальнейшем используются в подсистемах АСОНИКА-ТМ, АСОНИКА-М и АСОНИКА-М-3D.

Автоматизированная подсистема АСОНИКА-ИД является надстройкой над CAE-системами и призвана увеличить достоверность получаемых в них результатов. Как известно, расчетное ядро CAE-систем построено на основе метода конечных элементов или метода конечных разностей. Поэтому при создании подсистемы были выделены два кардинально отличающихся подхода к созданию алгоритмов. В случае с идентификацией для систем, работающих на методе конечных элементов, АСОНИКА-ИД по введенным данным в автоматизированном режиме создает набор команд и, используя конечно-элементное расчетное ядро, выполняет итерационную процедуру идентификации физико-механических параметров математических моделей РЭС. При идентификации для конечно-разностного расчетного ядра программа по введенным пользователем исходным данным в автоматизированном режиме формирует структуру печатного узла со всеми характеристиками его математической модели и передает на расчет в решатель, построенный на методе конечных разностей.

АСОНИКА-Б: анализ показателей безотказности радиоэлектронных средств с учетом реальных режимов работы электрорадиоизделий.

АСОНИКА-Б позволяет анализировать следующие типы конструкций РЭС: шкафы, блоки, узлы, электрорадиоизделия (ЭРИ). Программа (подсистема) предназначена для автоматизации процесса проектирования РЭС и позволяет реализовать следующие проектные задачи:

• определение показателей безотказности и долговечности всех ЭРИ и внесение изменений в конструкцию для достижения необходимой надежности;
• выбор лучшего из имеющихся вариантов резервирования для обеспечения требуемой надежности;
• обоснование необходимости и оценка эффективности резервирования РЭС.

Подсистема поддерживает следующие виды резервирования: пассивное с неизменной нагрузкой, активное нагруженное, активное ненагруженное, активное облегченное.

Справочная база данных сервисного обеспечения подсистемы АСОНИКА-Б содержит сведения, предназначенные для использования при расчетах показателей безотказности аппаратуры. К таким показателям относятся:

• номенклатура ЭРИ, расположенных по функциональным классам (группам), объединенных по общности их назначения, основным параметрам и конструктивно-технологическому исполнению;
• условное обозначение изделия;
• обозначение документа на поставку (ТУ, ОТУ);
• математические модели для расчета (прогнозирования) значений эксплуатационной интенсивности отказов групп (типов) изделий, в том числе и при хранении в различных условиях;
• информация о показателях надежности ЭРИ и коэффициентах моделей:
  • значения интенсивности отказов групп (типов) ЭРИ при нормальной (максимально допустимой) температуре окружающей среды и номинальной электрической нагрузке или в типовых (усредненных) режимах эксплуатации;
  • распределение отказов групп изделий по видам (по результатам различных испытаний);
  • значения коэффициентов, входящих в модели прогнозирования эксплуатационной надежности ЭРИ, и аналитические выражения, показывающие зависимость этих коэффициентов от учитываемых факторов.

Возможности и преимущества подсистемы АСОНИКА-Б:

• подсистема позволяет импортировать данные о составе конструкции из других САПР электроники (P-CAD);
• подсистема позволяет импортировать тепловые и электрические характеристики ЭРИ из других подсистем системы АСОНИКА;
• подсистема использует справочную базу данных, являющуюся общей для всей системы АСОНИКА;
• математические модели, по которым производится расчет надежности ЭРИ, не являются частью программного кода, а хранятся в символьном виде в справочной базе данных подсистемы. Это позволяет редактировать и создавать математические модели, используя редактор баз данных.

Подсистема может использоваться на одном рабочем месте либо в сети, если на сервере установлена база данных, а на рабочих местах — управляющая программа. При этом редактировать базу данных может только ее администратор.

АСОНИКА-В: анализ и обеспечение стойкости к механическим воздействиям конструкций радиоэлектронных средств, установленных на виброизоляторах.

Программа (подсистема) АСОНИКА-В предназначена для анализа механических характеристик конструкций шкафов, стоек и блоков радиоэлектронных средств (РЭС), установленных на виброизоляторах, при воздействии гармонической вибрации, случайной вибрации, ударных нагрузок, линейного ускорения, при воздействии акустических шумов и для принятия решения на основе полученных механических характеристик с целью обеспечения стойкости РЭС при механических воздействиях.

Подсистема способна решать широкий круг задач:

• создавать геометрические модели конструкций РЭС посредством трехмерного графического редактора;
• осуществлять ввод механических воздействий в виде графических зависимостей;
• определять выходные характеристики модели при различных видах механического воздействия и представлять их в удобном для восприятия графическом виде;
• рассчитывать выходные характеристики моделей с многоуровневой виброизоляцией;
• осуществлять поиск оптимальных значений параметров виброизоляторов на фиксированной частоте или в диапазоне частот;
• выполнять структурную оптимизацию конструкций, обеспечивая стойкость к вибрации путем выбора наилучшего варианта расположения и числа виброизоляторов на фиксированной частоте или в диапазоне частот;
• идентифицировать неизвестные параметры виброизоляторов по экспериментальной характеристике конструкции;
• выбирать параметры типовых виброизоляторов из БД или сохранять в БД идентифицированные параметры виброизоляторов;
• обмениваться данными с другими подсистемами САПР АСОНИКА;
• распечатывать или сохранять в виде графических или текстовых файлов любую выходную информацию.

Подсистему наиболее целесообразно использовать при разработке РЭС, подвергаемых воздействиям вибраций, ударов и акустических шумов в широких диапазонах частот.

АСОНИКА-ТМ: анализ конструкций печатных узлов радиоэлектронных средств на тепловые и механические воздействия.

АСОНИКА-ТМ — автоматизированная программа (подсистема) комплексного анализа конструкций печатных узлов радиоэлектронных средств на тепловые и механические воздействия.

Подсистема позволяет проводить расчет:

• стационарного и нестационарного тепловых режимов как при нормальном, так и при пониженном давлении;
• на следующие виды механических воздействий:
  • гармоническая вибрация;
  • случайная вибрация;
  • удар одиночный и многократный;
  • линейное ускорение;
  • акустический шум.

АСОНИКА-ТМ включает в себя базу данных со справочными геометрическими, теплофизическими, физико-механическими и усталостными параметрами ЭРИ и конструкционных материалов. Подсистема позволяет анализировать как конечно-разностные, так и конечно-элементные модели печатных узлов и печатных плат. Платы могут быть прямоугольными, круглыми, сложной формы, с вырезами. В программе реализовано множество гибких настроек, связанных с расчетом, препроцессором и постпроцессором. Существуют возможности формирования отчетов по результатам моделирования.

Результаты анализа конструкций печатных узлов могут быть представлены в виде:

• амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) или амплитудно-временной характеристики (АВХ) в зависимости от типа механического воздействия на конкретные точки и узлы конструкции, а также отдельные ЭРИ;
• зависимостей температур от времени в контрольных точках конструкции, а также на отдельных ЭРИ при нестационарном тепловом режиме;
• полей механических (прогибов, перемещений, ускорений, напряжений) и тепловых (температур) характеристик при заданном значении времени или частоты;
• деформации конструкции печатного узла;
• карт механических и тепловых режимов ЭРИ с указанием коэффициентов нагрузки и перегрузок по ускорениям и температурам ЭРИ, если таковые имеются, на основе которых может быть принято проектное решение.

Подсистема включает в себя конверторы с известными САПР проектирования печатных плат: P-CAD, Mentor Graphics, Altium Designer, OrCAD. Автоматически считываются координаты расположения всех ЭРИ на плате и геометрия самого печатного узла.

АСОНИКА-Р: автоматизированное заполнение карт рабочих режимов электрорадиоизделий.

Программа (подсистема) АСОНИКА-Р предназначена для упрощения и ускорения процесса заполнения карт рабочих режимов электрорадиоизделий (ЭРИ). В подсистему заложены все возможные формы карт рабочих режимов последней редакции РДВ.319.01.09−94 (2000 года).

Подсистема позволяет осуществлять автоматизированное заполнение карт рабочих режимов ЭРИ на основе перечня ЭРИ, введенного пользователем, и базы данных, содержащей предельно допустимые значения параметров ЭРИ согласно техническим условиям и нормативной документации (НД).

Перечень ЭРИ, для которых требуются карты рабочих режимов, может быть введен как вручную пользователем, так и путем конвертирования специального файла в рамках интегрированной информационной среды предприятия (PDM-системы) через промежуточный текстовый файл.

После задания пользователем перечня ЭРИ АСОНИКА-Р автоматически заносит информацию о каждом изделии из базы данных в колонки «По НД» карт режимов ЭРИ, причем при верстке карты значения параметров «В схеме» автоматически сравниваются со значениями «По НД» (кроме формы 4 «Карта оценки номенклатуры ЭРИ и сведений о соответствии условий их эксплуатации и показателей надежности требованиям НТД»). Значения «В схеме», превышающие соответствующие значения «По НД», выделяются красным цветом. В базу данных могут вводиться значения параметров «По НД» в виде числовых констант или в виде табличных, графических и функциональных зависимостей от параметров «В схеме» (например, от температуры окружающей среды).

Значения параметров ЭРИ в схеме могут автоматически импортироваться по результатам моделирования электрических (PsPice), тепловых и механических характеристик (АСОНИКА-ТМ). С применением подсистемы АСОНИКА-Р 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.

Возможен экспорт параметров ЭРИ в автоматизированную подсистему анализа показателей безотказности РЭС с учетом реальных режимов работы ЭРИ АСОНИКА-Б.

АСОНИКА-Р может использоваться как на одном рабочем месте, так и в сетевом варианте, когда база данных размещена на сервере, а на рабочих местах установлена управляющая программа. При этом редактировать базу данных может только администратор базы.

Результаты работы подсистемы АСОНИКА-Р — заполненные карты рабочих режимов ЭРИ — автоматически конвертируются программой в текстовый процессор Word, где они могут быть отредактированы и распечатаны в формате А3 и А4.

АСОНИКА-УСТ: анализ усталостной прочности конструкций печатных плат и электрорадиоизделий при механических воздействиях.

К нарушениям прочности РЭС приводит накопление усталостных повреждений в выводах радиоэлементов (РЭ) с последующим их разрушением, и именно усталость является основным источником отказов в работе РЭС при механических воздействиях. Новые РЭС испытываются, как правило, не в процессе проектирования, а после создания опытного образца. При этом никто не контролирует механические ускорения и напряжения на каждом РЭ, а тем более время до усталостного разрушения. Как показывает анализ механических испытаний, усталость является причиной 80% отказов РЭ.

АСОНИКА-УСТ — автоматизированная программа (подсистема) усталостного анализа конструкции печатных узлов при механических воздействиях (гармонической вибрации, случайной вибрации и многократных ударах). Она позволяет в заданные сроки построить модель конструкции, рассчитать ее на механические воздействия, оценить время до усталостного разрушения и принять решение о повышении долговечности проектируемых РЭС. АСОНИКА-УСТ реализована в составе системы АСОНИКА, благодаря чему обеспечивается интегрированность процесса анализа усталостной прочности конструкций печатных узлов в общий процесс автоматизированного проектирования конструкций РЭС.

Автоматизированная подсистема имеет в своем составе основную программу, которая обеспечивает связь между сервисной оболочкой подсистемы и программными модулями, входящими в систему. Основная программа дает возможность осуществить выбор задач, обеспечить программу входной информацией, организовать процесс управления программным обеспечением подсистемы. Интерфейс создания конечно-элементной (КЭ) модели, входящий в основную программу, автоматизирует процесс построения и разбиения на конечные элементы конструкций печатного узла любой сложности и опционально позволяет активировать автоматический режим, в котором КЭ-модель формируется без участия пользователя. Обычно пользователя интересует время до усталостного разрушения отдельных РЭ, наиболее уязвимых к такому разрушению. Поэтому в подсистеме реализована возможность выбора радиоэлементов, геометрия которых будет включена в результирующую КЭ-модель печатного узла. Генератор макросов создания КЭ-моделей РЭ анализирует модель печатного узла, созданную в АСОНИКА-ТМ. На основе анализа создается набор управляющих макросов, которые передаются расчетному ядру в командном режиме. Эти макросы управляют созданием твердотельных конечно-элементных моделей РЭ и их разбиением на конечные элементы.

В базе данных собраны модели вариантов установки РЭ, на основе которых, используя минимум параметров (размеры места установки и корпуса РЭ, сечения корпуса и выводов, параметры материалов выводов, клея или лака), автоматически рассчитываются остальные параметры (координаты установки выводов, длины участков выводов, площадь поверхности, тепловое сопротивление крепления, теплоемкость элемента и т.д.). В базе данных содержатся стандартные опции генерации КЭ-моделей для всех вариантов установки РЭ, что в большинстве случаев избавляет пользователя от необходимости изменять их вручную. Модели материалов, хранящиеся в базе, уже содержат усталостные и механические свойства, и от пользователя требуется указать лишь названия материалов перед проведением расчета.

Библиотека макросов, помимо различных вспомогательных макросов и макросов проведения расчета на механические воздействия, содержит также пользовательские интерфейсы на языке tcl/tk. Основная программа контролирует данные интерфейсы лишь косвенно, через посредство библиотеки макросов.

АСОНИКА-УСТ позволяет проводить анализ усталостной прочности конструкций печатных узлов при обычных механических воздействиях типа гармонической и случайной вибраций, а также при многократном ударном воздействии. Результатом расчета являются поля перемещений и напряжений, а также время до усталостного разрушения.

АСОНИКА-ЭМС: анализ и обеспечение электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств.

При проектировании радиоэлектронной аппаратуры невозможно добиться ее полной защиты от всех электромагнитных воздействий и исключения создаваемых ею помех. Однако можно спроектировать изделие так, что оно будет функционировать в 80−90% случаев и не создавать помех другим устройствам. Проанализировать устойчивость РЭС к воздействию электромагнитных помех на стадии технического проекта можно двумя способами: путем постановки эксперимента и путем компьютерного моделирования. В результате испытаний получаются достоверные результаты. Но для решения комплексной задачи обеспечения стойкости проектируемой РЭС к электромагнитным воздействиям недостаточно проведения испытаний лишь на этапе опытного образца. Спектр электромагнитных воздействий при испытаниях может быть не совсем полным, не учитывать специфики конкретной электромагнитной обстановки, в которой предполагается эксплуатировать изделие. Испытания на стойкость к электромагнитным воздействиям в большинстве случаев выявляют несоответствие проектируемых РЭС требованиям ГОСТ, что ведет к большим затратам денежных средств и времени на доработку РЭС. Альтернативой такому подходу является компьютерное моделирование электромагнитных процессов, происходящих в РЭС; расчет величин напряженности и эффективности экранирования электрического и магнитного полей.

Программа (подсистема) АСОНИКА-ЭМС позволяет быстро решать вопросы обеспечения стойкости РЭС к внешним электромагнитным воздействиям и оперативно принимать решения о внесении изменений в конструкцию.

Подсистема производит:

• 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;
• расчет эффективности экранирования электрического и магнитного полей корпусом типового и произвольного блока.

Имеется удобный графический интерфейс пользователя. Реализована сетевая база данных, содержащая электромагнитные параметры конструкционных материалов.

Подсистема АСОНИКА-ЭМС, являясь составной частью системы АСОНИКА, может использоваться на таких приоритетных направлениях развития науки, техники и технологий в Российской Федерации, как информационно-телекоммуникационные системы; перспективные вооружения, военная и специальная техника; транспортные, авиационные и космические системы; энергетика и энергосбережение.

АСОНИКА-ЭМС имеет ряд преимуществ перед зарубежными аналогами. Самое существенное из них — стоимость. Естественно, что российские предприятия не могут позволить себе приобретать программные комплексы стоимостью несколько сот тысяч евро, а ориентированная на российского потребителя система АСОНИКА-ЭМС будет стоить на порядок дешевле.

АСОНИКА-ЭМС состоит из трех подсистем: интерфейса пользователя, расчетного ядра и графической подсистемы. Интерфейс пользователя решает две задачи: с его помощью можно вручную ввести геометрические параметры испытуемого типового изделия (блока, шкафа) либо нетипового, взяв их из файла, созданного в системах трехмерного проектирования, а также задать параметры электромагнитного поля, воздействию которого подвергается изделие. Импорт модели блоков произвольной формы, выполненных в CAD-системах, происходит в форматах SAT и IGES. После того как трехмерная модель конструкции анализируемого корпуса введена в проект, необходимо задать параметры источника возбуждения (плоской электромагнитной волны). Далее настраиваются параметры конечно-элементной сетки, задается частота (диапазон частот) решения в диалоговом окне. Следующим шагом будет указание результатов, которые программа должна будет вывести на экран по завершении расчетов. В этом окне можно задать отображение электрического и магнитного полей для разных частот (если задан их диапазон) и фаз. Затем можно запускать проект на расчет. После завершения расчета в рабочей области программы отобразится распределение напряженности электрического поля внутри корпуса и в прилегающем пространстве. Значения напряженности в расчетных точках обозначены размером (чем больше размер, тем больше напряженность) и цветом (от фиолетового к красному). Также подсистема выдает график эффективности экранирования электрического и магнитных полей.

АСОНИКА-БД: справочная база данных электрорадиоизделий и материалов по геометрическим, физико-механическим, теплофизическим, электрическим и надежностным параметрам.

АСОНИКА-БД — интегрированная база данных ЭРИ и материалов конструкций РЭС по геометрическим, физико-механическим, теплофизическим, электрическим, электромагнитным, усталостным и надежностным параметрам. Данная программа (подсистема) включает удобный пользовательский интерфейс с диалоговыми окнами для заполнения сетевой базы данных.

Развитие и совершенствование базы данных ЭРИ и материалов является одним из важных направлений системы АСОНИКА. В основу системы положена свободная база данных PostgreSQL, которая представляет СУБД с открытыми исходными кодами. Она обладает высокими скоростными характеристиками и надежностью, серьезной поддержкой, огромным функционалом и возможностями. Данные, содержащиеся в сетевой базе данных системы АСОНИКА, достоверны. Каждое значение этих параметров либо выбирается из справочников или ТУ, либо идентифицируется.

Справочная база данных (СБД) ЭРИ и материалов конструкций РЭС состоит из основных и дополнительных таблиц.

Основные таблицы сетевой базы данных содержат:

• параметры материалов печатных узлов, несущих конструкций, выводов ЭРИ, а также лаков (клеев), применяемых при установке ЭРИ на печатную плату (справочные, механические, тепловые, допустимые, температурные зависимости);
• оптические свойства материалов конструкций РЭС;
• параметры ЭРИ: классы и группы ЭРИ; типы ЭРИ и технические условия (ТУ); справочную информацию; полные условные записи ЭРИ; параметры, входящие в полную условную запись, и их возможные значения; варианты установки ЭРИ на печатную плату; модели вариантов установки ЭРИ, позволяющие значительно сократить время ввода ЭРИ в БД путем автоматизированного расчета параметров ЭРИ; геометрические, физико-механические, теплофизические, усталостные, допустимые параметры ЭРИ; изображения ЭРИ на плоскости и в пространстве;
• характеристики радиаторов;
• характеристики виброизоляторов;
• модели надежности ЭРИ.

Дополнительные таблицы БД могут содержать числовые, строковые, логические, текстовые, графические и функциональные зависимости параметров ЭРИ.

Справочная часть АСОНИКА-БД предназначена для хранения информации об ЭРИ и материалах конструкций РЭС, которая необходима для моделирования физических процессов при комплексных внешних воздействиях и расчета надежности. Она содержит:

• параметры материалов конструкций;
• параметры моделей ЭРИ для тепловых и механических процессов;
• предельно допустимые значения ускорений и температур ЭРИ, а также максимальные допустимые напряжения материалов, на основе которых может быть принято проектное решение;
• параметры выводов ЭРИ для разных вариантов установки ЭРИ на печатную плату, необходимые при расчете усталостных характеристик;
• информацию об условном графическом изображении ЭРИ на плоскости и в пространстве — для придания реалистичности отображения ПУ;
• полные условные записи ЭРИ для быстрого поиска изделий.

СУБД обеспечивает:

• максимально быстрый ввод параметров ЭРИ и материалов, для чего основу БД должны составить модели вариантов установки ЭРИ. Исходя из этих моделей и используя минимум параметров (размеры посадочного места и корпуса ЭРИ, сечения корпуса и выводов, параметры материалов выводов, клея или лака), система автоматически рассчитывает остальные параметры (координаты установки выводов, длины участков выводов, площадь поверхности, тепловое сопротивление крепления, теплоемкость элемента и т.д.);
• возможность без участия программиста создавать дополнительные таблицы, содержащие, например, электрические, надежностные и прочие параметры ЭРИ.

АСОНИКА-УМ: управление моделированием радиоэлектронных средств при проектировании.

АСОНИКА-УМ — программа (подсистема) управления моделированием РЭС при проектировании. В ходе проектирования АСОНИКА-УМ позволяет сформировать комплексную электронную модель РЭС в рамках математических моделей тепловых, электрических, аэродинамических, электромагнитных, механических процессов и математической модели надежности и качества РЭС.

База данных подсистемы АСОНИКА-УМ реализована в СУБД Microsoft SQL Server 2008, которая обеспечивает хорошую масштабируемость и высокую устойчивость к различным сбоям. Подсистема может использоваться индивидуально либо в сети, что определяется типом сервера базы данных. В программе используется двухуровневая сетевая архитектура, состоящая из сетевого и клиентского приложений. Сетевое приложение обеспечивает интерфейс администратора подсистемы со справочными таблицами (словарями) БД, а клиентское — интерфейс пользователей с функционалом подсистемы АСОНИКА-УМ.

Система АСОНИКА-УМ отвечает специфическим требованиям, предъявляемым к системам класса PDМ:

• использование структуры данных, регламентированной группой стандартов ISO 10303 (STEP);
• управление конфигурацией изделия и процессами внесения изменений;
• управление данными технологических процессов изготовления изделий;
• управление документацией, в том числе эксплуатационной и ремонтной;
• управление ролевыми функциями персонала предприятия в процессах технической подготовки и управления производством;
• информационное обеспечение логистической поддержки изделий на постпроизводственных стадиях ЖЦ;
• генерирование и сопровождение разнообразных спецификаций, ведомостей и т.д.;
• управление данными не только об изделии, но и о предприятии;
• управление потоками заданий при разработке технической документации и внесении изменений в документы (WorkFlow);
• управление разграничением доступа к информационным объектам БД;
• интеграция с САПР.

АСОНИКА-УМ организует:

• единое информационное пространство производственного предприятия, обеспечивает интеграцию с ним CAD/CAE/CAM-систем, используемых на предприятии на этапе проектирования РЭС;
• автоматизированную передачу данных при моделировании РЭС, снижая до минимума влияние субъективных факторов на процесс проектирования РЭС;
• автоматический контроль за выполнением заданий, предусмотренных методиками моделирования РЭС, обеспечивая согласованную работу всех подразделений, участвующих в процессе проектирования РЭС.

Подсистема АСОНИКА-УМ осуществляет интеграцию САПР, внедренных на предприятии (P-CAD, АСОНИКА, T-FLEX, Pro/Engineer, SOLIDWORKS, КОМПАС, AutoCAD, PSpice и др.), и управляет передачей данных между подсистемами при моделировании в процессе конструкторского проектирования РЭС. Подсистема интегрируется с любой используемой на предприятии PDM-системой. Интеграция АСОНИКА-УМ с САПР обеспечивает хранение проектов в базе данных АСОНИКА-УМ, а также целостность проектной информации.

Функциональные возможности подсистемы по настройке информационного пространства:

• организация структуры рабочих групп (она может соответствовать структуре подразделений предприятия);
• организация структуры категорий информационных объектов;
• организация характеристик информационных объектов и единиц измерения;
• определение типов документов;
• определение статусов;
• определение ролей сотрудников;
• определение контекстов продуктов;
• создание сортаментов и профилей применяемых материалов;
• определение перечня технологических операций, переходов и предметов труда.

Функциональные возможности подсистемы по созданию электронных моделей РЭС:

• аутентификация пользователя;
• создание и изменение изделий;
• управление версиями изделий;
• управление справочниками и классификаторами изделий;
• управление вариантами состава изделия;
• управление изменениями в составе изделия;
• управление конфигурацией изделия;
• управление документами и их изменениями;
• управление характеристиками объектов БД;
• управление статусами объектов БД;
• работа с экземплярами изделий;
• поиск объектов БД по различным критериям;
• разграничение доступа к объектам БД;
• импорт и экспорт данных.