Статус документа
Статус документа

ГОСТ Р 60.0.7.5-2020



НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РОБОТЫ И РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА

Методы построения баз данных электрорадиоизделий и конструкционных материалов для математического моделирования и виртуализации испытаний базовых элементов робототехнических комплексов на внешние воздействующие факторы на всех этапах жизненного цикла

Robots and robotic devices. Methods for constructing databases of electronic radio products and construction materials for mathematical modeling and virtualization of tests of basic elements of robotic complexes for external influencing factors at all stages of the life cycle



ОКС 35.020

Дата введения 2021-03-01



Предисловие

     

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт "АСОНИКА" (ООО "НИИ "АСОНИКА")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 141 "Робототехника"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 декабря 2020 г. N 1404-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение


Целью стандартов комплекса "Роботы и робототехнические устройства" является повышение интероперабельности роботов и их компонентов, а также снижение затрат на их разработку, производство и обслуживание за счет стандартизации и унификации процессов, интерфейсов и параметров.

Стандарты комплекса "Роботы и робототехнические устройства" представляют собой совокупность отдельно издаваемых стандартов. Стандарты данного комплекса относятся к одной из следующих тематических групп: "Общие положения, основные понятия, термины и определения", "Технические и эксплуатационные характеристики", "Безопасность", "Виды и методы испытаний", "Механические интерфейсы", "Электрические интерфейсы", "Коммуникационные интерфейсы", "Методы моделирования и программирования", "Методы построения траектории движения (навигация)", "Конструктивные элементы". Стандарты любой тематической группы могут относиться как ко всем роботам и робототехническим устройствам, так и к отдельным группам объектов стандартизации - промышленным роботам в целом, промышленным манипуляционным роботам, промышленным транспортным роботам, сервисным роботам в целом, сервисным манипуляционным роботам и сервисным мобильным роботам.

Настоящий стандарт относится к тематической группе "Методы моделирования и программирования" и определяет технологию математического моделирования и виртуализации испытаний базовых элементов робототехнических комплексов (БЭ РТК) на внешние воздействующие факторы (ВВФ) на всех этапах жизненного цикла. К ВВФ относятся электрические, тепловые, механические, электромагнитные, радиационные воздействия.

Применение моделирования БЭ РТК на ранних этапах проектирования до изготовления опытного образца позволит избежать отказов РТК или их значительно сократить на этапе испытаний опытного образца, сокращая тем самым количество испытаний опытного образца, возможные итерации по доработке схем и конструкций, затраты на разработку РТК при одновременном повышении качества и надежности, в том числе в критических режимах работы, делая РТК конкурентоспособными на отечественном и международном рынке.

Использование только натурных испытаний РТК на ВВФ без применения моделирования малоинформативно и неэффективно, так как на этапе проектирования не отслеживается большинство возможных отказов РТК; при испытаниях не проверяются критические режимы (либо технически невозможно, либо дорого из-за возможных отказов испытуемых изделий); из-за недоработок проектирования РТК, вскрытых путем испытаний, возможно множество итераций: доработка проекта - испытания опытного образца - доработка проекта и т.д., что значительно увеличивает сроки и стоимость разработки; при натурных испытаниях практически невозможно воспроизвести комплексные (одновременно действующие) воздействия; невозможно установить датчики во всех точках конструкции РТК и контролировать их поведение, выбор контрольных точек при испытаниях субъективен и опирается в основном на опыт и интуицию.

     1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт распространяется на роботов и робототехнические устройства.

1.2 Настоящий стандарт устанавливает методы построения баз данных электрорадиоизделий и конструкционных материалов для математического моделирования и виртуализации испытаний базовых элементов робототехнических комплексов на внешние воздействующие факторы на всех этапах жизненного цикла.

1.3 Настоящий стандарт не распространяется на рассмотрение всех проблем проектирования и обеспечения надежности робототехнических комплексов.

     2 Термины, определения и сокращения

2.1 В настоящем стандарте применен следующий термин с соответствующим определением:

2.1.1 базовый элемент робототехнических комплексов: Электронный блок или узел.

2.2 В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

     БД

-

база данных;

     БЭ

-

базовые элементы;

     ВВФ

-

внешние воздействующие факторы;

     ИС

-

информационная система;

     РТК

-

робототехнические комплексы;

     СБД

-

справочная база данных;

     СУБД

-

система управления базами данных;

     ТЗ

-

техническое задание;

     ТУ

-

технические условия;

     ЭРИ

-

электрорадиоизделие.



     3 Общие положения

3.1 Целью настоящего стандарта является оказание методической помощи предприятиям промышленности и организациям в применении БД ЭРИ и конструкционных материалов для математического моделирования и виртуализации испытаний БЭ РТК на ВВФ на всех этапах жизненного цикла.

В настоящем стандарте определены методы построения БД ЭРИ и конструкционных материалов для математического моделирования и виртуализации испытаний БЭ РТК на ВВФ на всех этапах жизненного цикла [1], [2] и приведены примеры их программной реализации.

Установлен порядок применения данных методов на стадиях проектирования и изготовления, а также удостоверения заказчика в том, что на стадиях конструирования и производства выполнены оценки возможных вариантов конструктивного исполнения изделий с точки зрения достижения заданных ТЗ эксплуатационных характеристик.

3.2 Методы построения БД ЭРИ и конструкционных материалов предназначены для использования при математическом моделировании и виртуализации испытаний БЭ РТК подразделениями предприятий, на которые возложены соответствующие задачи.

3.3 БД состоит из основных и дополнительных таблиц.

3.3.1 Основные таблицы: на материалы, ЭРИ, менеджер моделей вариантов установки ЭРИ, радиаторы охлаждения, модели безотказности ЭРИ, карты рабочих режимов, виброизоляторы, синхронизацию БД.

3.3.2 Дополнительные таблицы: на классы, группы, параметры, входящие в полную условную запись; справочники. Дополнительные таблицы могут содержать числовые, строковые, логические, текстовые, графические и функциональные зависимости параметров ЭРИ.

3.4 Справочная часть БД предназначена для хранения информации об ЭРИ и материалах конструкций БЭ РТК, необходимой для проведения моделирования физических процессов при комплексных внешних воздействиях и расчетах надежности. На основе хранящейся в СБД информации подсистемами системы моделирования могут быть рассчитаны усталостные характеристики; созданы дополнительные таблицы, содержащие, например, электрические, надежностные и прочие параметры ЭРИ без участия программиста и пр. По полученным расчетам могут быть приняты проектные решения.

     4 Метод построения логической структуры БД

4.1 Важнейшую компоненту интегрированного программного обеспечения для моделирования БЭ РТК должна составлять СУБД, основной функцией которой является поддержка независимости, целостности и непротиворечивости данных в условиях коллективного использования. Независимость данных понимается как способность СУБД создавать различные представления об одних и тех же хранимых данных, остающихся инвариантными к изменениям среды функционирования БД.

4.2 Концепция БД должна позволять создавать интегрированные ИС, поддерживающие сложные и разнообразные структуры объектов предметной области, содержащие большое число типов данных, значительные объемы информации, а также сделать реальной задачу обеспечения высокой достоверности обработки и хранения больших объемов данных. За основу должна быть взята методология проектирования ИС на основе концептуального (понятийного) моделирования предметной области. Эта методология представляет собой структурированный процесс создания систем, который, как правило, разбивается на следующие шаги: анализ, проектирование, программирование, тестирование, внедрение.

4.3 При концептуальном проектировании предметной области и применении технологии БД следует решать сложную задачу, заключающуюся в выявлении информационных и функциональных (динамических) связей между объектами реального мира.

4.4 Информационная структура предметной области должна содержать все объекты и их связи, необходимые для построения ИС, а функциональная структура должна определять, каким образом используются и обрабатываются эти объекты. Информационная и функциональная структуры совместно должны обеспечивать полную спецификацию ИС.

4.5 Создание ИС на основе методологии концептуального проектирования должно включать четыре этапа проектирования:

- сбор и анализ информационных потребностей пользователей и системный анализ предметной области;

- построение концептуальной (понятийной) модели предметной области;

- создание концептуальной модели БД;

- разработку системы с помощью инструментальных средств выбранной СУБД.

4.6 На первом очень важном этапе проектирования ИС разработчики должны понять, что должна делать система, какие у нее особенности, какие ситуации предметной области должны моделироваться в БД.

4.7 На втором этапе проектирования ИС разработчики должны определить устойчивые свойства данных и описать информационные и технологические процессы, использующие данные, их взаимосвязь и характеристики. Здесь основной задачей является получение формального (независимого от СУБД) описания предметной области, которая должна моделироваться в БД.

4.8 На третьем этапе проектирования ИС разработчики должны принять решение о выделении из множества понятий концептуальной модели предметной области таких объектов, которые должны моделироваться в БД.

4.9 Результаты, полученные на первых трех этапах, не должны изменяться при развитии технической и программной базы ИС. Четвертый этап проектирования должен быть тесно связан с возможностями инструментальных средств конкретных СУБД. Данный этап в свою очередь должен быть разбит на следующие шаги: логическое проектирование БД, физическое проектирование БД, реализацию приложений.

4.10 СБД должна быть предназначена для хранения информации об ЭРИ и материалах конструкций, необходимой для проведения моделирования физических процессов при внешних воздействиях, и должна содержать:

- 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 для расчета усталостных характеристик;

- информацию об условном графическом изображении ЭРИ на плоскости и в пространстве, для придания реалистичности отображения печатных узлов;

- полные условные записи ЭРИ для их быстрого поиска.

4.11 СУБД должна обеспечивать:

- максимально быстрый ввод параметров ЭРИ и материалов. Для этого основу БД должны составить модели вариантов установки ЭРИ, на основе которых, используя минимум параметров (размеры посадочного места и корпуса ЭРИ, 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.);

- возможность создания дополнительных таблиц, содержащих, например, электрические, надежностные и прочие параметры ЭРИ без участия программиста.

4.12 Структура СБД по параметрам ЭРИ и материалов представлена на рисунке 4.1. Основу БД должны составлять базовые таблицы (таблицы 4.1-4.35), содержащие информацию обо всех необходимых параметрах ЭРИ и материалов для проведения моделирования БЭ РТК на внешние воздействия и принятия решения об обеспечении стойкости БЭ РТК к внешним воздействиям.

Для описания типов полей использованы следующие обозначения:

- Integer - 32-разрядный целочисленный тип;

- Short - 16-разрядный целочисленный тип;

- Double - вещественный тип;

- Char(N) - строковый тип размером в символов;

- Boolean - логический тип;

- Graphic - графический тип в формате bmp.

Доступ к полной версии документа ограничен
Полный текст этого документа доступен на портале с 20 до 24 часов по московскому времени 7 дней в неделю.
Также этот документ или информация о нем всегда доступны в профессиональных справочных системах «Техэксперт» и «Кодекс».
Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте «Техэксперт: Лаборатория. Инспекция. Сертификация» бесплатно
Реклама. Рекламодатель: Акционерное общество "Информационная компания "Кодекс". 2VtzqvQZoVs