Для эффективного обнаружения неисправностей в техническом объекте критически важно понимать его внутреннее устройство и владеть методами оценки диагностических параметров. Этот процесс начинается с анализа структуры объекта.
Уровни детализации и их влияние
Структуру объекта диагностирования можно разделять на элементы с разной степенью детализации. При выборе подхода необходимо учитывать несколько ключевых факторов:
1) Количество уровней вложенности и состав элементов не являются постоянными — они могут меняться в зависимости от условий эксплуатации и специфики ремонтных работ.
2) Существует прямая зависимость: чем крупнее элемент (больше его объем), тем меньше общее количество элементов в системе. Это упрощает процесс поиска дефекта, но, как правило, увеличивает стоимость замены такого крупного модуля.
3) Статистика показывает, что большинство отказов в процессе эксплуатации происходит на уровне функциональных узлов или модулей, которые обычно входят в комплект запасных частей (ЗИП). Следовательно, изменение глубины поиска (т.е., уровня, на котором производится замена) напрямую влияет на необходимый состав ЗИП.
4) Если в запасах отсутствует нужный для замены узел, глубина поиска автоматически увеличивается — специалист вынужден «спускаться» на более детальный уровень, чтобы найти и заменить конкретную неисправную деталь.
5) Не существует универсального стандарта для определения оптимальной глубины поиска и границ функциональных узлов. Этот выбор во многом зависит от опыта и квалификации обслуживающего персонала.
Принцип функциональной близости
6) Независимо от выбранного уровня деления объекта (блоки, узлы, типовые элементы замены — ТЭЗ и т.д.), должен строго соблюдаться принцип функциональной близости. Его суть в том, что на любом уровне каждый элемент должен иметь только один выходной сигнал. Если в одном блоке размещены несколько функционально независимых узлов, для проверки его исправности потребуется тестирование каждой цепи по отдельности, что усложняет диагностику.
Количество необходимых проверок блока значительно сокращается, если между его внутренними элементами существуют функциональные связи. Если все компоненты блока взаимодействуют и формируют единый выходной сигнал, то состояние всего блока можно оценить всего одной проверкой на его выходе.
Таким образом, руководствуясь принципом функциональной близости, в один блок следует объединять те узлы, которые совместно работают над формированием общего сигнала на одном выводе.
Последствия нарушения принципа и примеры
Игнорирование этого принципа часто связано с так называемым «поперечным нарезанием» электрических схем, когда в один блок механически объединяются участки нескольких параллельных и независимых трактов. В результате для диагностики такого блока требуется одновременная проверка всех этих независимых схем, что приводит к необходимости сложного тестового диагностирования.
Классический пример нарушения — объединение нескольких интегральных схем (ИС) в один типовой элемент замены (ТЭЗ). В вычислительной технике компоненты одной микросхемы могут работать в разных, не связанных между собой участках общей схемы. При поиске неисправности в таком случае инженеру сначала нужно определить, какая именно ИС неисправна, а затем мысленно восстановить тракт прохождения сигналов. При этом одну и ту же физическую ИС при логическом анализе приходится рассматривать несколько раз — по количеству независимых схем, в которых она задействована.
Если же микросхема спроектирована с единым физическим выходом, значит, она работает в рамках одного тракта. Такой подход кардинально упрощает понимание логики работы устройства и, как следствие, значительно сокращает время поиска и устранения неисправности.