Автоматизированное информационное обеспечение процесса проектирования бортовой аппаратуры космических аппаратов

При создании современных космических аппаратов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) предъявляются высокие требования к техническим характеристикам и долговечности, что ставит перед российской промышленностью серьезные вызовы при производстве электронной компонентной базы (ЭКБ), являющейся в свою очередь критически важной для разработки надежной радиоэлектронной аппаратуры (РЭА). Качество и надежность ЭКБ играют решающую роль в обеспечении эффективной работы как бортовых систем, так и наземных комплексов, особенно в условиях воздействия факторов космического пространства.
Применявшийся зачастую в последнее время подход к решению задач обеспечения разработки космических аппаратов подходящими по весу и функциональным возможностям электронными компонентами – использование ЭКБ импортного производства – стал неактуальным ввиду санкционных ограничений и взятого курса на достижение технологического суверенитета по широкому спектру направлений. При этом достижение качества и надежности ЭКБ отечественного производства традиционно связано с проведением дополнительных испытаний (входной контроль, отбраковочные испытания, диагностический неразрушающий контроль и выборочный разрушающий контроль и др.). В итоге у организаций – производителей РЭА, затраты на отбор отечественных ЭКБ, превышают стоимость самого элемента в 1,5–2 раза. Выявление в результате отбора некачественных ЭКБ ведет к необходимости закупки новых партий. Традиционный подход к контролю качества часто сосредоточен на проверке готовой продукции, что может привести к значительным потерям и снижению надежности. Такой метод не позволяет выявить коренные причины проблем в производственном процессе, что может повторять ошибки.
Неразрушающие методы контроля имеют свои ограничения и не всегда охватывают всю партию. Разрушающий анализ, хотя и дает более точные результаты, требует больших затрат времени и ресурсов, и его нельзя применять ко всей продукции. Отказы в аппаратуре, укомплектованной прошедшими отбор элементами, приводят к необходимости многократного резервирования, снижающего, в свою очередь, характеристики космического аппарата.
Решение обозначенных проблем лежит в плоскости цифровизации процессов проектирования РЭА, когда для создания аппаратуры используются, в том числе, базы данных верифицированных цифровых двойников ЭКБ. В этой связи современное проектирование бортовой аппаратуры космических аппаратов ДЗЗ требует высокой степени автоматизации информационных процессов, что связано с усложнением конструкции и возрастанием требований к качеству и срокам разработки. В условиях глобальной конкуренции и стремительного развития технологий важно обеспечить комплексную информационную поддержку всех этапов проектирования – от начальной идеи до выпуска изделия. В частности, использование систем автоматизации позволяет улучшить качество управления данными, оптимизировать процесс принятия решений и снизить риски на этапе разработки. Вместе с тем методы и алгоритмы такой системы призваны обеспечить повышение точности, сокращение сроков проектирования и минимизацию ошибок, что ведет к росту конкурентоспособности создаваемой продукции.