ГОСТ Р 60.0.7.5-2020
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

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

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

Издание официальное

Сшцдажфврм

2021

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. No 1404-ст

4    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федвралыюго закона от 29 июня 2015 г. No 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 — е 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 (wmv.gost.rv)

© Стандартинформ. оформление. 2021

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии II

Таблица 4.10 — Содержание таблицы сокращенных типов. ТУ. шаблонов записи (ERIPKey)

Обозначение Тип поля Описание ERIKind Integer Индекс класса ЭРИ ERIGroup Integer Индекс группы ЭРИ PKey Integer Индекс сокращенного типа PKeyName Char(32) Обозначение сокращенного типа TU Char(32) Номер ТУ Shablon Char(64) Шаблон записи полного условного обозначения ЭРИ PCount Short Количество параметров, входящих в полную условную запись ЭРИ MCount Short Количество вариантов установки ЭРИ ERICount Integer Количество ЭРИ данного типа, для которых заданы параметры в БД PPin Integer Индекс материала выводов PinName Char(32) Наименование материала выводов PGIue Integer Индекс материала лака или клея GlueName Char{32) Наименование материала лака или клея Bet Char( 16) Тип сечения корпуса (круглое, прямоугольное, кольцеобразное, пленочный элемент) Pet Char{ 16) Тип сечения выводов (круглое, прямоугольное, без выводов) Owner Boolean Признак зависимости геометрических и других параметров ЭРИ от значений параметров, входящих в полную условную запись Примечание — Шаблон записи полного условного обозначения следует задавать следующим образом: (0}-{1][2]-[3] [TU], где число в квадратных скобках — значение параметра с соответствующим номером (0 — сокращенный тип). TU — ТУ; все символы, не заключенные в квадратные скобки, в таком же порядке входят в полную условную запись ЭРИ.

Таблица 4.11 — Содержание таблицы возможных вариантов установки типа (ERIPKeyMounting)

Обозначение Тип ПОЛЯ Описание ERIKind Integer Индекс класса ЭРИ РКеу Integer Индекс сокращенного типа ERIMModel Integer Номер варианта установки PModel Integer Номер модели для варианта установки ERIKey Integer Индекс ЭРИ (только в случае невлияния параметров, входящих в полную условную запись ЭРИ. на типоразмер)

Таблица 4.12 — Содержание таблицы параметров, входящих в полную условную запись (ERiPKeyParam)

Обозначение Тип поля Описание ERIKind Integer Индекс класса ЭРИ РКеу Integer Индекс сокращенного типа NParam Short Номер параметра, входящего в полную условную запись ЭРИ ERIParamCode Integer Код параметра Plnf Boolean Влияние параметра на типоразмер

Таблица 4.13 — Содержание таблицы возможных значений параметров, входящих в полную условную запись ЭРИ для типа (ERIPKeyParamValue)

Обозначение Тип поля Описание ERIKind Integer Индекс класса ЭРИ РКеу Integer Индекс сокращенного типа ERIParamCode Integer Код параметра ERIParamValue Char(16) Возможное значение параметра

Таблица 4.14 — Содержание таблицы цвета конструктивных параметров ЭРИ: корпуса, выводов, лака, клея, элементов крепления — для типа (ERIPKeyCdor)

Обозначение Тип поля Описание ERIKind Integer Индекс класса ЭРИ РКеу Integer Индекс сокращенного типа СВох Integer Цвет корпуса CPin Integer Цвет выводов CGIue Integer Цвет лака или клея CBondltem Integer Цвет крепления UsePinMaterialColor Boolean Признак использования оптических свойств материла выводов UseGlueMaterialCotor Boolean Признак использования оптических свойств материла лака или клея

Таблица 4.15 — Содержание таблицы полной условной записи (вида) ЭРИ (ERISKey)

Обозначение Тип ПОЛЯ Описание ERIKind Integer Индекс класса ЭРИ РКеу Integer Индекс сокращенного типа SKey Integer Индекс полной условной записи ЭРИ SKeyName Char(l28) Полная условная запись ЭРИ

Таблица 4.16 — Содержание таблицы значений параметров, входящих в полную условную запись вида ЭРИ (ERISKeyParamValue)

Обозначение Тип попя Описание ERIKind Integer Индекс класса ЭРИ РКеу Integer Индекс сокращенного типа SKey Integer Индекс полной условной записи ЭРИ ERIParamCode Integer Код параметра, входящего в полную условную запись ERIParamValue Char( 16) Значение параметра

Таблица 4.17 — Содержание таблицы вариантов установки видов ЭРИ (ERIKey)

Обозначение Тип попя Описание ERIKind integer Индекс класса ЭРИ РКеу Integer Индекс сокращенного типа

Обозначение	Тип поля	Описание
SKey	Integer	Индекс полной условной записи ЭРИ
ERIKey	Integer	Индекс элемента
ERIMModel	Integer	Номер варианта установки
PMoclel	Integer	Номер модели для варианта установки

Таблица 4.18 — Содержание таблицы параметров ЭРИ для моделирования тепловых и механических процессов (ERITMSParam)

Обозначение Тип поля Описание ERIKey Integer Индекс элемента Psx Double Размер посадочного места по оси X Psy Double Размер посадочного места по оси Y Psz Double Размер посадочного места по оси Z Spov Double Площадь поверхности ЭРИ. омываемой воздухом M Double Масса ЭРИ с элементами крепления G Double Цилиндрическая жесткость Rtk Double Тепловое сопротивление крепления Rtv Double Внутреннее тепловое сопротивление (р-п- перехода) Ce Double Теплоемкость элемента Kb Double Коэффициент черноты поверхности TMax Double Максимальная допустимая температура корпуса TMaxpn Double Максимальная допустимая температура р-л-перехода TMin Double Минимальная допустимая температура корпуса TMinpn Double Минимальная допустимая температура р-л-перехода FMin Double Минимальная допустимая частота гармонической вибрации FMax Double Максимальная допустимая частота гармонической вибрации AVMax Double Максимальное допустимое ускорение гармонической вибрации ASMax Double Максимальное допустимое ускорение ударного воздействия ARSMax Double Максимальное допустимое ускорение удара многократного действия ALMax Double Максимальное допустимое ускорение линейного ускорения

Таблица 4.19 — Содержание таблицы параметров модели варианта установки ЭРИ (ERlModelParam)

Обозначение Тип поля Описание ERIKey Integer Индекс элемента Lx Double Размер корпуса по оси X Wy Double Размер корпуса по оси Y Hz Double Размер корпуса по оси Z

Продолжение таблицы 4.19

Обозначение Тип поля Описание Врх Double Смещение корпуса no оси X (в локальной системе координат посадочного места) Вру Double Смещение корпуса по оси У Bpz Double Смешение корпуса по оси Z Bel Char(16) Тип сечения корпуса Mb Double Масса корпуса COb Double Удельная теплоемкость корпуса Pet Char(16) Тип сечения выводов PN Integer Количество выводов Pwx Double Размер сечения выводов по оси X Pwy Double Размер сечения выводов по оси У Pstep Double Шаг выводов (для микросхем) PL1 Double Длина 1-го участка выводов PL2 Double Длина 2-го участка выводов PL3 Double Длина 3-го участка выводов Pdist Double Расстояние между выводами PX1 Double Координата X установки 1 -го вывода PY1 Double Координата У установки 1 -го вывода PX2 Double Координата X установки 2-го вывода PY2 Double Координата У установки 2-го вывода PX3 Double Координата X установки 3-го вывода PY3 Double Координата У установки 3-го вывода PX4 Double Координата X установки 4-го вывода PY4 Double Координата У установки 4-го вывода Mp Double Масса выводов Rop Double Плотность материала выводов Lampp Double Коэффициент теплопроводности материала выводов COp Double Удельная теплоемкость материала выводов Rtkp Double Тепловое сопротивление выводов Glsx Double Размер клеевого соединения по оси X Glsy Double Размер клеевого соединения по оси У Glsz Double Размер клеевого соединения по оси Z Mgl Double Масса кпея или лака Rogl Double Плотность материала клея Lampgl Double Коэффициент теплопроводности материала клея или лака COgl Double Удельная теплоемкость материала клея

Окончание таблицы 4.22

Обозначение Тил поля Описание РЗ Double 3-й параметр примитива Р4 Double 4-й параметр примитива Р5 Double 5-й параметр примитива Р6 Double 6-й параметр примитива Р7 Double 7-й параметр примитива Р8 Double 6-й параметр примитива РЗ Double Э-й параметр примитива Р10 Double 10-й параметр примитива Р11 Short Код принадлежности примитива к конструктивному уровню ЭРИ (1 — корпус. 2 — выводы. 3 — пак (клей). 4 — крепление]

Таблица 4.23 — Описание примитивов формирования изображения ЭРИ на плоскости

1 (цилиндр! 2 (параллелепипед) 3(лииия) 4 (плоскость) Смещение локальной системы координат по оси X Смещение локальной системы координат по оси У Смещение локальной системы координат по оси Z Поворот локальной системы координат вокруг оси X Поворот локальной системы координат вокруг оси Y Поворот локальной системы координат вокруг оси Z Радиус нижнего основания Размер по оси X Координата X конца Координата X правого верхнего угла Радиус верхнего основания Размер по оси Y Координата Уконца Координата У правого верхнего угла Высота Размер по оси Z Координата Z конца — Количество образующих — Толщина линии — Примечание — При задании линии начало располагают в начале локальной системы координат. При задании плоскости ее располагают в плоскости XoY, левый нижний угол — в начале локальной системы координат.

Таблица 4.24 — Содержание таблицы параметров материалов БЭ РТК и выводов ЭРИ (Materials)

Обозначение Тип поля Описание PMaterial Integer Индекс материала KodMaterial Integer Код материала (материал печатных узлов, несущих конструкций, выводов ЭРИ. лака или клея) Name Char(32) Наименование материала Pkodl Integer Индекс оптических свойств материала в таблице Colors Pkod2 Integer Цвет материала Pkod3 Integer Дополнительный индекс Dz Double Толщина материала (только для печатных узлов) Ex Double Модуль упругости по оси X

Обозначение	Тип поля	Описание
Еу	Double	Модуль упругости по оси Y
Е45	Double	Модуль упругости под углом 45”
mux	Double	Коэффициент Пуассона по оси X
muy	Double	Коэффициент Пуассона по оси Y
mu45	Double	Коэффициент Пуассона под углом 45”
gamO	Double	Коэффициент механических потерь
gamk	Double	Коэффициент зависимости коэффициента механических потерь от напряжения
kUsl	Double	Коэффициент усталости
Ro	Double	Плотность
CO	Double	Удельная теплоемкость
Lamp	Double	Коэффициент теплопроводности
kB	Double	Коэффициент черноты поверхности
Ext	Double	Коэффициент зависимости от температуры модуля упругости по оси X
Eyt	Double	Коэффициент зависимости от температуры модуля упругости по оси Y
E45t	Double	Коэффициент зависимости от температуры модуля упругости под углом 45”
gamOt	Double	Коэффициент зависимости от температуры коэффициента механических потерь (КМП)
gamkt	Double	Коэффициент зависимости от температуры коэффициента зависимости КМП от напряжения
Kat	Double	Температурный коэффициент линейного расширения
si	Double	Максимальное допустимое напряжение при изгибе
s2	Double	Максимальное допустимое напряжение при сдвиге
S3	Double	Максимальное допустимое напряжение при срезе
s4	Double	Предел текучести
s5	Double	Предел прочности
s6	Double	Предел усталостной прочности
TMax	Double	Максимальная допустимая температура нагрева
TMin	Double	Минимальная допустимая температура охлаждения
Note	Char(28)	Примечание

Таблица 4.25 — Содержание таблицы оптических свойств материалов БЭ РТК и выводов ЭРИ (Colors)

Обозначение Тип поля Описание PColor Integer Индекс цвета Name Char(32) Наименование цвета Color Integer Цвет Ar Short Красная составляющая тонового цвета Ag Short Зеленая составляющая тонового цвета

Окончание таблицы 4.25

Обозначение Тип поля Описание АЬ Short Синяя составляющая тонового цвета Dr Short Красная составляющая диффузного цвета Dg Short Зеленая составляющая диффузного цвета Db Short Синяя составляющая диффузного цвета Da Short Коэффициент прозрачности Sr Short Красная составляющая испускаемого цвета Sg Short Зеленая составляющая испускаемого цвета Sb Short Синяя составляющая испускаемого цвета Er Short Красная составляющая зеркального цвета Eg Short Зеленая составляющая зеркального цвета Eb Short Синяя составляющая зеркального цвета kSh Short Коэффициент зеркального отражения

Таблица 4.26 — Содержание таблицы моделей вариантов установки ЭРИ (MountingModels)

Обозначение Тип поля Описание ERIMModel Integer Номер варианта установки PModel Integer Номер модели для варианта установки ModelName Char(80) Описание модели Psx Char(64) Размер посадочного места по оси X Psy Char(64) Размер посадочного места по оси У Psz Char(64) Размер посадочного места по оси Z Lx Char(64) Размер корпуса по оси X Wy Char(64) Размер корпуса по оси У Hz Char(64) Размер корпуса по оси Z Bpx Char(64) Смещение корпуса по оси X (в локальной системе координат посадочного места) Bpy Char(64) Смещение корпуса по оси У Bpz Char(64) Смещение корпуса по оси Z Bet Char( 16) Тип сечения корпуса Mb Char (64) Масса корпуса COb Char(64) Удельная теплоемкость корпуса Pet Char(16) Тип сечения выводов PN Char(64) Количество выводов Pwx Char(64) Размер сечения выводов по оси X Pwy Char(64) Размер сечения выводов по оси У Pstep Char(64) Шаг выводов (для микросхем) PL1 Char(64) Длина 1-го участка выводов

Обозначение	Тип поля	Описание
PL2	Char(64)	Длина 2-ro участка выводов
PL3	Char(64)	Длина 3-го участка выводов
Pdist	Char(64)	Расстояние между выводами
РХ1	Char(64)	Координата X установки 1-го вывода
PY1	Char(64)	Координата У установки 1-го вывода
РХ2	Char(64)	Координата X установки 2-го вывода
PY2	Char<64)	Координата Y установки 2-го вывода
РХЗ	Char<64)	Координата X установки 3-го вывода
PY3	Char(64)	Координата Y установки 3-го вывода
РХ4	Char(64)	Координата -Xустановки 4-го вывода
PY4	Char(64)	Координата Yустановки 4-го вывода
Мр	Char(64)	Масса выводов
Вор	Char(64)	Плотность материала выводов
Lampp	Char(64)	Коэффициент теплопроводности материала выводов
СОр	Char(64)	Удельная теплоемкость материала выводов
Rtkp	Char(64)	Тепловое сопротивление выводов
Glsx	Char(64)	Размер клеевого соединения по оси X
Gisy	Char(64)	Размер клеевого соединения по оси Y
Glsz	Char(64)	Размер клеевого соединения по оси Z
Mgl	Char(64)	Масса клея или лака
Rogl	Char(64)	Плотность материала клея
Lampgl	Chart 64)	Коэффициент теплопроводности материала клея или лака
COgl	Char(64)	Удельная теплоемкость материала клея
Rtkgl	Char(64)	Тепловое сопротивление клея или лака
Mbi	Char(64)	Масса элементов крепления
Rlkbi	Char(64)	Тепловое сопротивление элементов крепления
CObi	Char(64)	Удельная теплоемкость элементов крепления
M	Char( 64)	Масса элемента
Spov	Char(64)	Площадь поверхности элемента, омываемая воздухом
Rtk	Chart 64)	Тепловое сопротивление крепления
Ce	Char(64)	Теплоемкость элемента
_ap1	Char(64)	Дополнительный 1-й параметр
	Char(64)
_ap8	Char<64)	Дополнительный 8-й параметр
View	Graphic	Изображение варианта установки

Таблица 4.27 — Содержание таблицы наличия выводов, лака или клея для вариантов установки ЭРИ (MountingModelPG)

Обозначение Тип поп» Описание ERIMModel Integer Номер варианта установки PModel Integer Номер модели для варианта установки PinExists Boolean Признак наличия выводов GlueExists Boolean Признак наличия клея (лака)

Таблица 4.28 — Содержание таблицы описания изображения ЭРИ на плоскости (MountingModel2DView)

Обозначение Тип поп» Описание ERIMModel Integer Номер варианта установки PModel Integer Номер модели для варианта установки PCode Short Код примитива (см. таблицу 4.21) PI Char(64) 1-й параметр примитива P2 Char(64) 2-й параметр примитива P3 Char(64) 3-й параметр примитива P4 Char(64) 4-й параметр примитива Count Char(64) Количество повторов примитива

Таблица 4.29 — Содержание таблицы описания изображения ЭРИ в пространстве (Mounting Wodel3DView)

Обозначение Тип поля Описание ERIMModel Integer Номер варианта установки PModel Integer Номер модели для варианта установки PCode Short Код примитива (см. табл. 4.23) PI Char(64) 1-й параметр примитива P2 Char<64) 2-й параметр примитива P3 Char<64) 3-й параметр примитива P4 Char(64) 4-й параметр примитива P5 Char(64) 5-й параметр примитива P6 Char(64) 6-й параметр примитива P7 Char(64) 7-й параметр примитива P8 Char(64) 8-й параметр примитива P9 Char(64) 9-й параметр примитива P10 Char(64) 10-й параметр примитива P11 Short Код принадлежности примитива к конструктивному уровню ЭРИ Count Char(64) Количество повторов примитива

Содержание

1    Область применения .................................................................1

2    Термины, определения и сокращения ...................................................1

3    Общие положения.......................................... 1

4    Метод построения логической структуры БД..............................................2

5    Метод построения интерфейса БД.....................................................22

Приложение А (справочное) Пример реализации БД ЭРИ и материалов в подсистеме

АСОНИКА-БД...........................................................26

Библиография............... 31

Таблица 4.30 — Содержание таблицы описания структуры модели ЭРИ для пользовательского варианта установки (MountingModelUserParam)

Обозначение Тип ПОЛЯ Описание PModel Integer Номер модели для пользовательского варианта установки VarName Char(8) Наименование переменной VarResult Char(80) Формула для расчета переменной LastValue Char(16) Последнее значение переменной EditMode Short Режим ввода переменной SQL Char(128) Запрос при выборе переменной из таблицы Fieldlnctex Short Номер поля результата Sourcelndex Short Номер поля для организации поиска при выборе переменной из таблицы FieldsName Char(64) Описание полей запроса

Таблица 4.31 — Содержание таблицы моделей вариантов установки ЭРИ. определенных пользователем (MountingModelUser)

Обозначение Тип поля Описание PModel Integer Номер модели для пользовательского варианта установки Model Name Char(80) Описание модели Bel Char(16) Тип сечения корпуса Pci Char(16) Тип сечения выводов ViewL Graphic Вид ЭРИ на плоскости слева ViewLI Graphic Вид сверху View Graphic Вид в пространстве

Рассмотрим применение БД на примере конденсатора постоянной емкости оксидно-полупроводникового К53-7.

Шаблон полной условной записи ЭРИ — [0]-[1]-[2][3]-[4] [TU], где

-    [0] — сокращенный тип (К53-7):

-    [1] — номинальное напряжение (15. 30 В) — влияет на типоразмер;

-    [2] — номинальная емкость (0.1; 0.47; 1,0; 1.5; 2,2; 3,3: 4,7; 6.8; 10.0; 15.0; 22.0; 33.0:47,0 мкФ) — влияет на типоразмер;

-    [3] — допустимое отклонение емкости (±10 %, ±20 %, ±30 %) — не влияет на типоразмер;

-    [4] — климатическое исполнение (В) — не влияет на типоразмер;

. [0] — ТУ (ОЖО.464.043 ТУ).

Конденсатор может быть установлен на печатную плату согласно вариантам №1,3.4.

Рассмотрим вариант установки № 3 (рисунок 4.3).

Модель ЭРИ варианта установки № 3 для круглого сечения корпуса и выводов представлена в таблице 4.32. модель для формирования изображения ЭРИ на плоскости — в таблице 4.33. для формирования изображения в пространстве — в таблице 4.34.

Введение

Целью стандартов комплекса «Роботы и робототехническив 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 малоин-формативно 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.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РОБОТЫ И РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА

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

жизненного цикла

Robots and robotic devices. Methods tor constructing databases ol electronic radio products and construction materials for mathematical modeling and virtualization of tests of basic elements of robotic complexes for external influencing

(actors at ali stages of the life cycle

Дата введения — 2021—03—01

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.

Издание официальное

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 N символов;

-    Boolean — логический тип;

-    Graphic — графический тип в формате bmp.

ЭРИ подразделяют на классы: резисторы, конденсаторы, интегральные микросхемы, полупроводниковые приборы, фотоэлектрические приборы, фотоэлектронные приборы и др.

Внутри классы ЭРИ подразделяют на группы. Например, группы внутри класса «Интегральные микросхемы»;

-    гибридные;

-    полупроводниковые аналоговые:

-    полупроводниковые цифровые, логические, арифметические, микропроцессоры и микропроцессорные комплекты, программируемые логические матрицы, регистры сдвига, базовые матричные кристаллы и др.;

-    полупроводниковые цифровые, оперативные запоминающие устройства (ОЗУ).

Таблица 4.2 — Содержание таблицы групп ЭРИ по классам (ERIGroup)

Обозначение Тип поля Описание ERIKind Integer Индекс класса ЭРИ ERIGroup Integer Индекс группы ЭРИ ERIGroupName Char(255) Наименование группы ЭРИ

Таблица 4.3 — Содержание таблицы дополнительных обозначений ЭРИ по классам (ERIKindChar)

Обозначение Тип ПОЛЯ Описание ERIKind Integer Индекс класса ЭРИ ERIKindChar Char(3) Возможное обозначение ЭРИ

Таблица 4.4 — Содержание таблицы параметров, входящих в полную условную запись ЭРИ по классам (ERIParamCode)

Обозначение Тип поля Описание ERIKind Integer Индекс класса ЭРИ ERIParamCode Integer Код параметра ERIParamName Char(64) Наименование параметра

Таблица 4.5 — Содержание таблицы возможных значений параметров, входящих в полную условную запись ЭРИ (ERIParamValue)

Обозначение Тил поля Описание ERIKind Integer Индекс класса ЭРИ ERIParamCode Integer Код параметра ERIParamValue Char(16) Возможное значение параметра

Таблица 4.6 — Содержание таблицы вариантов установки ЭРИ по классам (ERIMounting)

Обозначение Тип ПОЛЯ Описание ERIM Model Integer Номер варианта установки ЭРИ ERIMNote Char(64) Описание варианта установки ViewL Graphic Вид слева ViewU Graphic Вид сверху

Таблица 4.7 — Содержание таблицы переменных (Variables)

Обозначение Тип ПОЛЯ Описание New Boolean Признак переменной — базовая или нет VarKind Short Группа переменной [параметры элемента (геометрические, механические. тепловые, электрические, надежностные, допустимые, расчетные). параметры корпуса, выводов, лака или клея, элементов закрепления ЭРИ на плате, а также прочие параметры) VarName Char(8) Наименование переменной VarNote Char(64) Описание переменной (размерность)

Окончание таблицы 4.7

Обозначение Тип поля Описание К Double Коэффициент перевода значения переменной в СИ Source Char<24) Источник хранения переменной

Таблица 4.8 — Содержание таблицы списка дополнительных таблиц (ERITaWes)

Обозначение Тип поля Описание РТЫ Integer Индекс таблицы New Boolean Признак таблицы — базовая или нет ERIKind Integer Признак принадлежности к классу ЭРИ. например: таблица предназначена для хранения параметров любого ЭРИ или. например, конденсатора и т. П. PKey Boolean Признак принадлежности к сокращенному типу ЭРИ или к полной условной записи ERIMModeJ Integer Признак принадлежности к варианту установки ЭРИ (любой вариант установки, вариант установки 1—21, пользовательский вариант установки ЭРИ) PModel Integer Номер модели для варианта установки ЭРИ Tbl_v Boolean Признак таблицы — номограмма или нет ТЫ_г Boolean Признак наличия таблицы достоверности Paramln Char(64) Описание входных параметров или входного и выходного параметров для номограммы TblName Char(24) Наименование таблицы Note Char(128) Наименование таблицы Примечание — Входные параметры (для задания функциональных зависимостей значений таблицы) описываются следующим образом: var1|var2| и т. д.

Таблица 4.9 — Содержание таблицы описания структур дополнительных таблиц (ERITableStruct)

Обозначение Тип поля Описание РТЫ Integer Индекс таблицы VarName Char(8) Наименование переменной VarValue Double Значение входной переменной (для номограммы) VarNote Char(64) Описание переменной EditMode Boolean Режим ввода значения переменной (выбирается из таблицы, задается пользователем, задается пользователем или выбирается из таблицы) SQL Char(128) Запрос при выборе переменной из таблицы Fieldlndex Short Номер поля результата Sourcelndex Short Номер поля для организации поиска при выборе переменной из таблицы FieldsName Char(64) Описание полей запроса