ВВЕДЕНИЕ 6
1 АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ И ЗАДАЧ ПО РАЗРАБОТКЕ
ДИАГНОСТИЧЕСКОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ НА БАЗЕ
УНИВЕРСАЛЬНЫХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СТЕНДОВ 8
1.1 Сравнительный анализ УАС 8
1.2 Описание технической части УАС 18
1.3 Описание программной части УАС 29
1.4 Описание методической части УАС 32
1.5 Обзор литературы по методам проектирования ПО для УАС 42
1.6 Обзор литературы по методам оптимизации
диагностических тестов 50
2 ФОРМАЛИЗАЦИЯ ЗАДАЧ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОГРАММНОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ УНИВЕРСАЛЬНЫХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СТЕНДОВ 61
2.1 Математические модели автоматного метода проектирования ПО .... 61
2.2 Абстрактный синтез автомата для проектирования ПО
диагностирования 65
2.3 Алгоритм построения графа автомата Мура 67
2.4 Алгоритм построения графа автомата Мили 69
2.5 Алгоритм оптимизации тестов диагностирования при помощи
таблицы функции неисправностей 70
3 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ
УНИВЕРСАЛЬНЫХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СТЕНДОВ 77
3.1 Исследование методов проектирования ПО в среде разработки LabView 3.2 Разработка основного шаблона проектирования ПО для диагностики ОД 83
4 ПРИМЕНЕНИЕ АВТОМАТНОГО МЕТОДА И МЕТОДА ОПТИМИЗАЦИИ ТЕСТА ДЛЯ ОБЪЕКТА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ .... 91
4.1 Сетевая структура и концептуальная модель УАС 91
4.2 Реализация ПО для диагностирования ОД 92
4.3 Пример реализации автоматного метода и метода оптимизации теста для ОД 101
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 109
ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ 111
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 112
ПРИЛОЖЕНИЯ 122
ПРИЛОЖЕНИЕ А 122
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 125
ПРИЛОЖЕНИЕ В 127
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 129
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 132
ПРИЛОЖЕНИЕ Е 133
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж 134
ПРИЛОЖЕНИЕ К 135
Под проектированием автоматизированных стендов диагностирования оборудования предполагается измерение сигналов, их качественный анализ и обработка информации с объекта диагностирования (далее ОД). В настоящее время разработка автоматизированных стендов упростилась благодаря наличию программных систем автоматизации проектирования.
На предприятии АО «НПО «Электромашина»» разрабатываются и внедряются автоматизированные стенды с программным управлением - это универсальные автоматизированные стенды (далее УАС).
Внедрение данных универсальных автоматизированных стендов позволяет значительно сократить время проверки изделий, повысить качество выпускаемой продукции, сократить площади, которые занимает устаревшее оборудование, произвести унификацию и автоматизацию стендового оборудования.
В настоящее время программное обеспечение (далее ПО) для стендов разрабатывается при помощи традиционного подхода. Эффективность при помощи данного подхода снижается при увеличении аппаратной части УАС (число используемых контроллеров, устройств управления и сбора данных технологического процесса) и возрастании сложности логики управления. Затрачивается большое количество времени на проектирование, реализацию и интеграцию программного обеспечения.
Целью настоящей работы является повышение эффективности разработки диагностического программного обеспечения для диагностирования электронных компонентов на базе универсальных автоматизированных стендов на предприятии АО «НПО «Электромашина».
Приведём следующие задачи для решения поставленной цели:
1) рассмотреть проблемы и задачи по разработке диагностического ПО на базе УАС;
2) формализовать постановку задачи проектирования диагностического ПО с возможностью оптимизации тестов на базе автоматного метода;
3) выбрать метод проектирования ПО в среде разработки LabView;
4) разработать ПО с применением автоматного метода для проектирования ПО и метода оптимизации теста для сокращения проверок объекта диагноза (далее ОД).
Эффективной разработкой программного обеспечения является качественное проектирование программного продукта за меньшее количество времени. Это можно отнести и к разработке ПО для УАС, разрабатываемых на предприятии АО «НПО «Электромашина».
1. Произведён сравнительный анализ, описаны технические, программные и методические части УАС. Произведён обзор литературы по методам проектирования ПО и методам оптимизации диагностических тестов. Выбран автоматный метод проектирования ПО и метод оптимизации тестов с помощью таблицы функций неисправностей.
2. Формализованы задачи проектирования программного обеспечения для УАС. Приведены математические модели автоматного метода проектирования ПО для диагностирования ОД: модель автомата Мура и модель автомата Мили. Для выбранных моделей была решена задача абстрактного синтеза автоматов и построены графы автоматов Мура и Мили, из которых был выбран автомат Мура для проектирования, так как если проектировать программное обеспечение по графу автомата Мили, то может произойти эффект «гонок».
3. Для оптимизации тестов диагностирования был применён метод преобразования ТФН. В соответствии с данным методом был построен граф автомат Мура для преобразования ТФН. При его выполнении получаем минимально достаточный набор проверяющих тестов, который может обнаружить неисправность в ОД.
4. Разработан общий алгоритм диагностирования ОД с возможностью оптимизации тестов методом преобразования ТФН на базе автоматного метода. Алгоритм представлен графом основного алгоритма диагностирования ОД со встроенным графом преобразования ТФН.
5. Проведена исследовательская работа по анализу методов проектирования ПО для диагностирования ОД в среде разработки LabView, в ходе которой был выбран метод стандартного конечного автомата, к которому применяется автоматный метод проектирования ПО в соответствии с графом автомата Мура. Подробно описан общий шаблон проектирования ПО.
6. Разработана сетевая структура и концептуальная модель УАС. Описана реализация ПО, в которой спроектированные автоматы имеют вложенный
характер, что повышает модульность и упрощает отладку программы.
7. Рассмотрен пример реализации оптимизированного алгоритма диагностирования ОД. Применение автоматного метода проектирования при разработке диагностического ПО, включающего алгоритм оптимизации тестов методом преобразования ТФН, повысило качество проектирования ПО, позволило сократить время на освоение проектирования, внедрения и проведение тестов, что привело к сокращению затрат на проведение диагностирования ОД в два раза.
